物理机械运动 光学 第4讲 光的波动性、电磁波、相对论（选修3-4） .ppt

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1、第第4讲光的波动性、电磁波、相对论讲光的波动性、电磁波、相对论【考纲解读考纲解读】1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件；条件；2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件；理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件；3.知道光的偏振现知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用；象，了解偏振在日常生活中的应用；4.了解电磁波和相对论的相关知识了解电磁波和相对论的相关知识一、光的干涉1定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被_，出现亮纹，某些区域的光被_，出现暗纹，且_和_互相间隔的现象叫作光的干涉现象2条件：两列光的_，且具有恒定

2、的相位差，才能产生稳定的干涉现象考点O讲堂梳理自查加加强强 减弱减弱 加加强强 减弱减弱 频率相等率相等 频率相等率相等 波波长的整数倍的整数倍 奇数倍奇数倍 前后表面前后表面 相同相同 二、光的衍射1光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫作光的衍射2光发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长_，或者跟光波波长_时，光才能发生明显的衍射现象3衍射图样：(1)单缝衍射中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是_光，最远离中央的是_光(2)圆孔衍射明暗相间的不等距圆环(3)泊松亮斑光照射到一个半径很小

3、的圆板后，在圆板的阴影中心出现的_斑，这是光能发生衍射的有力证据之一小小 相差不多相差不多 紫紫 红 亮亮 三、光的偏振1偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光光的偏振现象证明光是_(填“横波”或“纵波”)2自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿_振动的光，而且沿各个方向振动的光波的_都相同，这种光叫作自然光横波横波 各个方向各个方向 强强度度 四、电磁波的产生1麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生_，变化的电场产生_2电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场3电磁波：电磁场(电磁能量

4、)由近及远地向周围传播形成电磁波(1)电磁波是横波，在空间传播_介质(2)真空中电磁波的速度为_m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象电场 磁磁场 不需要不需要 3.0108 五、电磁波的发射与接收1电磁波的发射(1)发射条件：足够高的_和_(2)调制分类：调幅和调频2电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生_的过程(2)解调：使声音或图象信号从_中还原出来的过程频率率 开放开放电路路 电谐振振 高高频电流流 相同的相同的 相同的相同的 大于大于 mc2 1对光的干涉条件的考查在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过

5、红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时()A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮【答案】C【解析】两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有红光和绿光的衍射图样2对衍射图样的考查(多选)在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()A将入射光由黄

6、色换成绿色，衍射条纹间距变窄B使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽【答案】ACD3对自然光与偏振光的考查对于自然光和偏振光，以下认识中正确的是()A从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光B自然光通过一个偏振片后成为偏振光，偏振光再通过一个偏振片后又还原为自然光C电灯发出的光透过偏振片，旋转偏振片时看到透射光的亮度无变化，说明透射光不是偏振光D自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光【答案】A4对麦克斯韦电磁场理论的考查 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()A有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电

7、场B在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场【答案】D考点1光的干涉例1在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m，若分别用频率f15.01014 Hz和f27.51014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是()A单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹思路剖析：如何判断干涉条纹是亮条纹还

8、是暗条纹？【答案】C【答案】D1衍射与干涉的比较考点2光的衍射两种现象单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹间距相等亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹例2如图所示，a，b，c，d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样分析各图样的特点可

9、以得出的正确结论是()Aa，b是光的干涉图样Bc，d是光的干涉图样C形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短思路剖析：干涉图样有什么特点？衍射图样有什么特点？【答案】A理解光的衍射1干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别2衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的热点题组一光的干涉1(多选)(2017年荆门月考)如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是()A人从右侧向左看，可看到彩色条纹B人从左侧向右看，可

10、看到彩色条纹C彩色条纹水平排列D彩色条纹竖直排列【答案】BC模拟精选 组合专练【解析】一束白光照射到薄膜上经薄膜两个界面上反射回来的光再相遇时产生干涉现象，这样当人从左侧向右看时，可以看到彩色条纹，选项B正确，A错误由于薄膜从上向下逐渐加厚，在同一水平线上的厚度相同，故彩色条纹是水平排列的，选项C正确，D错误2(多选)(2017年沈阳质检)关于光现象及其应用，下列说法正确的是()A白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象B光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象C光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率D拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射

11、光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理E利用光的干涉现象可以检查平面的平整度【答案】BCE热点题组二光的衍射、偏振、激光3(2017年西宁模拟)在观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，根据图样判断障碍物或孔的情况，下列说法正确的是()A很小的不透明圆板B很大的中间有大圆孔的不透明挡板C很大的不透明圆板D很大的中间有小圆孔的不透明挡板【答案】D4(2017年雅安三诊)下列有关光的描述，正确的是()A空气中的肥皂泡呈现五颜六色是光的色散现象B一束单色光由空气斜射入水中时，频率不变，波长变小，传播速度变小C一束复合光由水中斜射入空气时，在水中传播速度越大的单色光越容易发生全反射D让红光和紫光分别通过同一单缝衍射装置时，均能产生等间距的明暗相间条纹，且红光的条纹间距较大【答案】B