人教版高三一轮复习:光、电磁波第2节光的波动性电磁波
高考物理一轮复习第14章光电磁波相对论简介第2讲光的波动性电磁波相对论课件

3.(人教版选修 3-4·P59·T1 改编)用如图所示的实验装置观察双缝干涉 图样,双缝之间的距离是 0.2 mm,用的是绿色滤光片,在毛玻璃屏上可以 看到绿色干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直 B.如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离 变大 C.把绿色滤光片换为红色,相邻两个亮条纹中心的距离减小 D.如果改用间距为 0.3 mm 的双缝,相邻两个亮条纹中心的距离变大
解析
5.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是( ) A.变化的电场一定产生变化的磁场 B.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 D.变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成 电磁波 解析 均匀变化的电场产生恒定的磁场,所以 A、B 均错误;周期性变 化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场,这是麦克斯韦电磁波理论的 基础,C 正确;由麦克斯韦电磁场理论可知,D 正确。
答案
解析 拍摄玻璃厨窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱 玻璃反射光的强度,使照片清晰,但不能增加透射光的强度,故 A 错误; 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉,故 B 错 误;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射,形成光的色散现 象,故 C 正确;泊松亮斑是光的衍射现象,根据激光的应用可知,全息照 相的拍摄利用了激光的相干性的特点,与干涉原理有关,故 D 正确。
知识点
电磁波的产生、发射、传播和接收 Ⅰ
1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生 01 _电__场___,变化的电场产生
02 _磁__场___(如图 13 所示)。
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 03 __完__整__的__整__体_____,这就是电磁场。
2020年高考物理一轮复习课件:专题十五 第2讲 光的波动性 电磁波 相对论

考向 薄膜干涉的应用 【典题 3】(多选)关于光学镜头增透膜,以下说法正确的是 () A.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度
B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14 C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14
D.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、 紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色
热点 1 光的干涉 [热点归纳] 1.明暗条纹的判断方法: (1)单色光 ①如图 15-2-2 所示,光源 S1、S2 发出的光 到屏上P点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…) 时,光屏上出现明条纹.
图 15-2-2
②光的路程差 r2-r1=(2k+1)2λ(k=0,1,2,…)时,光屏上出 现暗条纹.
【典题 4】(2017 年江苏调研)某同学在暑假一次旅行中发 现一个奇怪的现象:他戴着某种墨镜用手机拍照,手机竖着拍 没问题,而当把手机横过来拍时,发现手机黑屏了,而旁边的 小伙伴却说手机屏是亮着的.这是光的________现象,该现象说 明光是________(填“横波”或“纵波”).
考点 3 光的偏振 1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿__一__切__方__向___振动 的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同. 2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个 __特__定____的方向振动的光.
3.偏振光的形成 (1)让自然光通过__偏__振__片__形成偏振光. (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和___折__射___,反射 光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光. 4.光的偏振现象说明光是一种____横____波.
考点 2 光的衍射 1.定义:光在传播的过程中遇到障碍物时,___偏__离___直线 传播绕到障碍物阴影里去的现象. 2.发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长 ___差__不__多___,甚至比光的波长___还__小___时,衍射现象明显.
高三物理一轮复习课件 光的波动性 电磁波 相对论

图1248
A.同时被照亮 C.C先被照亮
物理
B.A 先被照亮 D.无法判断
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
[解析]
火车上的观察者以火车为参考系,那么灯塔A、
B、C均沿向CA方向运动。B发出的光向A、C传播的过程中, A是远离光线运动的,C是向着光线运动的,所以在火车上的 观察者看来,光线先传播到C,即C先被照亮,C正确。
答案:B
物理
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
3.(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上, 一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上 方射入,如图 1246 所示。这时可以看到明暗 相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(
图 1246
)
A. 干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光 波叠加的结果 B. 干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的 结果 C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动 D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
第4节
光的波动性 电磁波 相对论
物理
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
物理
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
(1)光的颜色取决于折射率。
(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。
( ×)
(√ )
(3)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光。
(× )
(4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。
物理
第4节
光的波动性
电磁波
相对论
②白光:光屏上出现彩色条纹。 ③中央条纹为明条纹。
2021高考物理一轮复习第十五单元光学电磁波相对论第2讲光的波动性电磁波相对论学案新人教版

第2讲光的波动性电磁波相对论考纲考情核心素养►光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ►电磁波的产生Ⅰ►电磁波的发射、传播和接收Ⅰ►电磁波谱Ⅰ►狭义相对论的基本假设Ⅰ►质能关系Ⅰ实验:用双缝干涉测光的波长►光的衍射、光的干涉、光的偏振、电磁波.►麦克斯韦电磁理论、狭义相对论.物理观念全国卷5年3考高考指数★★★★☆►用双缝干涉测光的波长.科学思维知识点一光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉(1)定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现明条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件:两束光的频率相同、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点:单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹.2.光的衍射(1)发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显.(2)衍射条纹的特点(如图所示)直观情景3.光的偏振(1)偏振现象:横波只沿某一特定方向振动,称为波的偏振现象. (2)自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.直观情景知识点二 电磁场和电磁波1.麦克斯韦电磁场理论与电磁场如图所示:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场.2.电磁波(1)产生:电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波. (2)电磁波的性质①电磁波是横波(选填“纵波”或“横波”),在空间传播不需要介质. ②真空中电磁波的速度为光速. ③公式v =λf 对电磁波同样适用.④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.知识点三 相对论1.狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对论原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速和光源、观测者间的相对运动没有关系.2.质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大,物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系:m =m 01-⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.(2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量m 0.3.质能关系用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为:E=mc2.1.思考判断(1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉.( √)(2)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光.( ×)(3)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的.( ×)(4)自然光是偏振光.( ×)(5)无线电波不能发生干涉和衍射现象.( ×)(6)波长不同的电磁波在本质上完全不同.( ×)(7)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.( ×)2.(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同.观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是( AD )A.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变窄,表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细解析:由于是激光束越过细丝即绕过障碍物,所以是光的衍射现象,当抽制的丝变细的时候,丝的直径较接近激光的波长,条纹间距就大,A、D正确.3.(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( ABE )A.麦克斯韦提出了电磁场理论,赫兹用实验证实了电磁波的存在B.各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样C.经过调幅后的电磁波是横波,经过调频后的电磁波是纵波D.红外线是波长比可见光波长还长的电磁波,常用于医院和食品消毒E.电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变解析:麦克斯韦提出了电磁场理论,赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项A正确;各种电磁波在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,与光速相同,选项B正确;电磁波是横波,调频或调幅后的电磁波仍是横波,选项C错误;医院和食品消毒常用的是紫外线,选项D错误;电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变,选项E正确.4.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是( ABC )A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的C.惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些D.大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速解析:根据狭义相对论的速度变换公式可知,光速是物体的极限速度,选项A正确;由质量相对性、长度相对性和时间间隔的相对性可知,选项B、C均正确;光速为极限速度,任何速度都不能超过真空中的光速,选项D错误.5.一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是( B )A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析:根据狭义相对论,在静止的观察者看来,沿自身长度方向运动的杆缩短.而光速相对于任何惯性系来说总是不变,故选项B正确.考点1 光的干涉题型1 双缝干涉(1)条纹间距公式:Δx=ldλ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大.(2)明暗条纹的判断方法:如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr=r2-r1.当Δr =kλ(k =0,1,2,…)时,光屏上P ′处出现明条纹. 当Δr =(2k +1)λ2(k =0,1,2…)时,光屏上P ′处出现暗条纹.1.(多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是( ACD )A .改用红色激光B .改用蓝色激光C .减小双缝间距D .将屏幕向远离双缝的位置移动E .将光源向远离双缝的位置移动解析:双缝干涉的条纹间距公式为Δx =L dλ,其中L 是双缝到屏幕的距离,d 是双缝间距,λ是入射光的波长,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可以改用波长更长的红色激光,或仅减小d 或仅增大L ,故A 、C 、D 正确.2.如图所示,用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P 点出现第3条暗条纹,已知光速为c ,则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1-r 2|应为( D )A.c 2fB.3c 2fC.3cfD.5c 2f解析:出现第3条暗条纹,说明S 1、S 2到P 点距离之差为λ2×(2n -1)=λ2(2×3-1)=52λ,而λ=c f ,所以|r 1-r 2|=52λ=5c2f,故D 项正确. 题型2 薄膜干涉(1)形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.(2)明暗条纹的判断方法:两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr ,等于薄膜厚度的2倍. 在P 1、P 2处,Δr =nλ(n =1,2,3…),薄膜上出现明条纹. 在Q 处,Δr =(2n +1)λ2(n =0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.3.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等; (2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲的装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( A )A .变疏B .变密C .不变D .消失解析:如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,则干涉条纹变疏,A 正确.4.一个半径较大的透明玻璃球体,截取其下面的一部分,然后将这一部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图所示,在反射光中看到的是( B )A .平行的明暗相间的直干涉条纹B .环形的明暗相间的干涉条纹C .只能看到同颜色的平行反射光D .一片黑暗考点2 用双缝干涉实验测量光的波长1.实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx 与双缝间的距离d 、双缝到屏的距离l 、单色光的波长λ之间满足λ=d Δxl. 2.实验步骤 (1)安装仪器①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示.②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行. (2)观察与记录①调整单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹. ②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的示数a 1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n 条亮条纹中心对齐时,记下手轮上的示数a 2,则相邻两亮条纹间的距离Δx =|a 1-a 2|n -1.④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.1.(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长.实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可B ; A .将单缝向双缝靠近 B .将屏向靠近双缝的方向移动 C .将屏向远离双缝的方向移动 D .使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ,屏与双缝间的距离为l ,测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ,则单色光的波长λ=d ·Δxn -1l;(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm ,测得屏与双缝间的距离为1.20 m ,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为630 nm(结果保留3位有效数字).解析:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由公式Δx =ldλ可知,需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ,故B 项正确,A 、C 、D 项错误.(2)由题意可知,Δx n -1=l d λ⇒λ=d ·Δxn -1l.(3)将已知条件代入公式解得λ=630 nm. 2.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,实验装置如图所示.(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A .灯丝与单缝和双缝必须平行放置B .干涉条纹与双缝垂直C .干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D .干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中,你认为正确的是AD.(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图甲所示,其读数为0.700 mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx 时,测量值大于(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值.解析:(1)为了获得清晰的干涉条纹,A 正确.由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行,B 错误.干涉条纹的间距Δx =l dλ与单缝宽度无关,C 错误,D 正确.(2)手轮的读数为0.5 mm +20.0×0.01 mm=0.700 mm.(3)条纹与分划板不平行时,实际值Δx 实=Δx 测cos θ,θ为条纹与分划板间的夹角,故Δx 实<Δx 测.名师点睛光波波长很小,Δx 、L 的测量对波长λ的影响很大.L 用毫米刻度尺测量,Δx 用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求Δx 及采用多次测量求λ的平均值法减小误差.应注意:1干涉条纹应调整到最清晰的程度; 2Δx 不是亮暗条纹的宽度;3分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心; 4测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.考点3 光的衍射和偏振题型1 光的衍射1.波长越长,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,光才可以看做是沿直线传播的.3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.1.如图所示,当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑.这是光的衍射(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象,这一实验支持了光的波动说(填“波动说”“微粒说”或“光子说”).2.如图所示,A、B两幅图是由同一束单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A 是光的衍射(选填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的半径小于(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径.解析:A中出现明暗相间的条纹,B中出现圆形亮斑.只有孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象.图A是光的衍射图样,所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小.图B的形成可以用光的直线传播解释.名师点睛单缝衍射与双缝干涉的比较题型2 光的偏振1.自然光与偏振光的比较类别自然光(非偏振光)偏振光光的来源从普通光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向,且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿特定方向等.3.(多选)光的偏振现象说明光是横波.下列现象中能反映光的偏振特性的是( ABC ) A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹解析:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,选项A、B 反映了光的偏振特征,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象.4.(多选)关于光的偏振,下列说法正确的是( ABD )A.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光B.拍摄水面下的景物时,加偏振片可使像更清晰C.所有的波都具有偏振现象D.立体电影是应用光的偏振的一个实例E.自然光射到两种介质的界面上,折射光是偏振光,反射光不是偏振光解析:自然光通过偏振片后,从而得到在某一方向振动的光,这就是偏振光,故A项正确;拍摄水面下的景物时,为防止反射光,所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,故B项正确;只有横波才能发生光的偏振现象,故C项错误;立体电影的制作利用了光的偏振现象,放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图象,故D项正确;自然光是在垂直于传播方向上的沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同,透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光,故E项错误.考点4 电磁场和电磁波1.对麦克斯韦电磁场理论的理解2.对电磁波的理解(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图所示.(2)电磁波谱的特性及应用3.电磁波与机械波的比较电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大),c=3×108m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340 m/s)是否需要介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能1.(多选)下列说法正确的是( BCD )A.根据麦克斯韦的电磁场理论,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B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路C.机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象D.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播E.电磁波只能在真空中传播,因此当电磁波遇到介质时,会被介质挡住解析:在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,选项A错误;发射电磁波时必须采用高能量且要有尽可能大的空间传播电磁波,所以选项B 正确;干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,选项C正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质,而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,选项D正确;电磁波既可以在真空中传播,也可以在介质中传播,选项E错误.2.(多选)关于电磁波谱,下列说法不正确的是( BDE )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光的低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线E.频率越高的电磁波在真空中传播的速度越快解析:无线电波的波长长,易发生衍射现象,A正确;紫外线的频率比可见光的高,B 错误;X射线和γ射线的波长比较短,其穿透力强,常用于人体拍片和检查金属零件缺陷,故C正确;任何物体都能辐射红外线,D错误;不同频率的电磁波在真空中传播速度相同,E 错误.3.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是( ABC )A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失解析:电磁波在真空中传播速度不变,与频率无关,选项A正确;电磁波由周期性变化的电场和变化的磁场互相激发得到,选项B正确;电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直,选项C正确;光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播,选项D错误;电磁波具有能量,电磁振荡停止后,已形成的电磁波仍会在介质或真空中继续传播,选项E错误.名师点睛电磁波的四大特点1电磁波是横波,在空间传播不需要介质.2在真空中电磁波的传播速度为3×108 m/s.3v=λf对电磁波同样适用.4电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射等现象.。
人教版高考物理一轮复习 第11章 光电磁波波粒二象性 课时2 光的波动性电磁波

课时2 光的波动性电磁波一、光的干涉1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮纹,某些区域的光被减弱,出现暗纹,且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象。
2.条件:两列光的频率相等,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。
3.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束频率相等的相干光波,屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍时出现亮条纹;路程差是半波长的奇数倍时出现暗条纹。
相邻的亮条纹(或暗条纹)之间距离Δx 与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx=lλ。
d4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。
图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。
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做光的衍射。
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小,或者跟光波波长相差不多时,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,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,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光。
(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的圆板后,在圆板的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。
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横波(选填“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各个方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光。
3.偏振光的产生通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫做起偏振器。
第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光,叫做检偏振器。
四、电磁振荡1.LC振荡电路由线圈L和电容器C组成的电路。
高考物理一轮复习 13.2光的波动性、电磁波、相对论简介课件

就得到了偏振光.
横波
• 4.偏振光的应用
• 应用于照相机镜头、
、消除车灯眩光等.
立体电影
• [基础自测] • 3.如图,P是一偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)
为竖直方向.下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一 侧观察到透射光( ) • A.太阳光 • B.沿竖直方向振动的光 • C.沿水平方向振动的光 • D.沿与竖直方向成45°角振动的光
迅速变化的电流,它
是一种频率很高的交变电流. 周期性
• ②振荡电路:能够产生振荡电流的电路.最简单的振荡电路就
是LC电路.LC振荡电路是由
和
组成的电路,
简称LC电路.
线圈
电容器
③电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容 器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度 E、磁感应强度B,都在周期性地变化着,这种现象叫电磁振 荡.
同样适用
干涉
• 2.电磁波的发射和接收
• (1)电磁波的发射
• ①发射条件:足够高的振荡频率和
电路.
• ②调制分类:
和
. 开放
• (2)电磁波的接收 调幅
调频
• 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.
电谐振
高频电流
• (3)电磁振荡
• ①振荡电流:大小和方向都做
图样为中间宽且亮的
,两侧是渐窄的 宽且亮 .
明暗相间
白条纹
彩色条纹
• (2)圆孔衍射:明暗相间的
圆环.
• (3)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照不到等距
(选填“透明”
或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心
高考物理一轮复习课件光的波动性电磁波相对论

01
电磁波
电磁波的产生、传播、接收等基本概念 ,以及电磁波谱、电磁波的应用等。
02
03
相对论
狭义相对论的基本原理,如同时性的 相对性、长度收缩、时间膨胀等,以 及广义相对论的初步知识。
解题技巧与方法
掌握基本概念和规律
深入理解光的波动性、电磁波和相对论的基 本概念和规律,是解题的基础。
分析物理过程
熟练掌握相关的数学知识和方法,如三角函 数、微积分等,以便在解题过程中进行准确
光的波动性与电磁波的共性
波动性
光波和电磁波都具有波动性,表现为振幅、频率、波 长等波动特性的变化。
传播方式
光波和电磁波都遵循波动方程,以波动的形式在空间 中传播。
能量传递
光波和电磁波都能传递能量,表现为光的辐射压和电 磁波的能量密度。
光的波动性与电磁波的差异
粒子性表现不同
光波具有光子这一粒子形态,而电磁波则没有对应的粒子形态。
偏振现象的应用
偏振现象在摄影、显示技术、光学仪器等领域有广泛应用 ,如消除反射光的干扰、提高显示对比度等。
02
电磁波
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波。电磁波的产生方式有多 种,如振荡电路、天线辐射等。
电磁波的传播
电磁波在真空或介质中传播,不需要介质支持。电磁波的传播速度 在真空中最快,等于光速。
现象。
电磁波的应用与危害电磁波的 Nhomakorabea用电磁波在通信、广播、电视、雷达、导航、遥感等领域有广泛应用。如手机通信利用无线电波传输信息,电视 广播利用微波传送图像和声音信号等。
电磁波的危害
过量的电磁辐射会对人体健康产生不良影响,如引起头痛、失眠、记忆力减退等症状。此外,电磁波还会对电 子设备产生干扰,影响设备的正常工作。因此,在使用电磁设备时要注意防护和减少辐射。
2025版高考物理一轮复习第十五章光第2讲光的波动性

答案:A
3.2023年9月23日至2023年10月8日在浙江杭州举行第19届亚运会,地处亚 运村西南侧且相距约36公里的富阳区水上运动中心为亚运会赛艇、皮划艇(含 静水、激流回旋)项目比赛场地及训练场地,同时通过布设不同的灯光、投影、 水幕等,打造集大型水景秀、灯光秀、裸眼3D光影秀等场景为一体的夜游光 影版《富春山居图》,呈现“五十里春江花月夜”盛景,夜游水上运动中心 是游客一个不错的选择.下列有关光的现象说法正确的是( )
答案:C
例 4 [2024·广东深圳高三模拟]某实验小组用完全相同的双缝干涉实 验装置进行实验,仅换用频率不同的单色光a、b得到的干涉图样分别 如图甲、乙所示,下列说法中正确的是( )
A.a光子的能量大于b光子的能量 B.b光更容易发生明显的衍射现象 C.单色光a在水中的传播速度比b光快 D.从同一种介质射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的 临界角
第2讲 光的波动性
课程标准
素养目标
1.观察光的干涉、衍射和偏振, 物理观念:知道光的干涉、衍射
了解产生的条件,知道其应用. 和偏振.
2.知道光是横波,会用双缝干涉 科学维:能分析并解释与光的
实验测量光的波长.
干涉、衍射和偏振相关的光的波
3.了解激光的特性.
动性问题.
考点一
考点二
考点三
考点一
考点一 光的干涉 【必备知识·自主落实】 1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现 ____亮____条纹;某些区域相互减弱,出现____暗____条纹,且加强区域 和减弱区域相互___间__隔___的现象. 2.条件 (1)两束光的频率___相__同___; (2)相位差___恒_定____.
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人教版高三一轮复习:光、电磁波第2节光的波动性电磁波学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、多选题1.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化()A.这主要是光的干涉现象B.这主要是光的衍射现象C.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细2.把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到明暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是( )A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动D.观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的另一侧3.如图所示,甲、乙、丙、丁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以得出的正确结论是()A.甲、乙是光的干涉图样B.丙、丁是光的衍射图样C.形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短D.形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短4.如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180︒后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90︒后,在P处将看到光亮E.以SP为轴将A转过90︒后,在P处将看到光亮5.下列说法中正确的是( )A.交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘B.光在同一种介质中沿直线传播C.用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置.形成的干涉条纹间距较大的是绿光E.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应6.下列说法正确的是_________.A.偏振光可以是横波,也可以是纵波B.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.声源与观察者相对靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率7.关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失8.下列选项与多普勒效应有关的是()A.科学家用激光测量月球与地球间的距离B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C.技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度9.如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E.若使用半径小一些的凸薄透镜,则干涉条纹的间距要变大10.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹.如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是()A.O点是红光的亮条纹B.O点不是蓝光的亮条纹C.红光的第一条亮条纹在P点的上方D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方E.蓝光的第一条亮条纹在P点的下方二、解答题11.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6m,今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m;(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8);(3)若用A光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观察到的现象.12.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹?分别为第几条亮条纹或暗条纹?三、填空题13.在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距1x∆与绿光的干涉条纹间距2x∆相比1x∆______ 2x∆(填“>”、“<”或“=”).若实验中红光的波长为630nm,双缝到屏幕的距离为1m,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为______mm.14.下列说法正确的是__________。
A.光波在介质中传播的速度与光的频率无关B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻约间距小D.光的偏振特征说明光是横波E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的四、单选题15.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。
旋转偏振片P,A、B 两点光的强度变化情况是:()A.A、B 均不变B.A、B 均有变化C.A 不变,B有变化D.A 有变化,B不变16.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589nm的光,在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝的间距为()A.2.06×10-7m B.2.06×10-4m C.1.68×10-4m D.1.68×10-3m 17.电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是()A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同18.假设所有的汽车前窗玻璃和车灯玻璃均按同一要求设置,使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激,也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.以下措施中可行的是() A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向也是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45︒,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45︒D.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45︒,车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45︒五、实验题19.如图,在“观察光的衍射现象”试验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将_______(选填:“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只是在_______情况下,光才可以看作是沿直线传播的.20.(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取__________________或__________________的方法.(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是________(选填数字代号).(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图甲所示.继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示.则相邻两亮条纹的间距是________mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm,则待测光的波长是________m(取三位有效数字).21.(1)用游标卡尺观察光的衍射现象时,某次游标卡尺的示数如图甲所示,则两测脚间狭缝的宽度为________.用激光照射该狭缝,在屏上出现衍射条纹,如果减小狭缝的宽度,衍射条纹的宽度将变________.(2)在用如图乙所示的装置研究光的双缝干涉现象时,有下面几种方法:A.将观察屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是________.22.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图所示.(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D.干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是______________.(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的示数如图甲该读数为_____________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时,测量值____________实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”)参考答案1.BD【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则金属丝变细.故选BD .【点睛】该题考查光的衍射的特点,解决本题的关键知道衍射条纹的特点,以及知道发生明显衍射的条件.2.AC【解析】【分析】本实验是薄膜干涉,是空气膜干涉,A 正确,干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,B 错,因为光的等厚干涉有2nh /2k ,λλ+=其中h 是空气膜的厚度,k 是干涉级,可见厚度越小的地方,干涉级越小.所以,最初始的情况是:两个玻璃相接触的地方,干涉级最小,向右依次增大.现在,提升上面的玻璃,厚度增加,原来厚度为最小的地方,现在变厚了,厚度跟初始的厚度最小的地方的右边的厚度一样了,那么原理在右边的条纹,现在就应该往左边移动了,所以,此题答案是向左侧移动,C 正确,观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧.D 错误.【详解】3.AB【详解】AB .干涉图样的条纹等间距,而衍射条纹间距不相等,则知甲、乙是光的干涉图样,丙、丁是光的衍射图样,故A 、B 正确;C .光的波长越长,双缝干涉条纹间距越大,则知形成甲图样的光的波长比形成乙图样光的波长长,故C 错误;D .光的波长越长,衍射现象越明显,则形成丙图样的光的波长比形成丁图样光的波长长,故D 错误;故选AB 。