(广东专版)2016年高考物理一轮复习第13章第4单元.

答案：B
相 对 论
[想一想]
设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运 动时的质量等于其静止质量的多少倍？粒子运动速度是光速 的多少倍？
提示：k
k2－1 k
[记一记] 1．狭义相对论的基本假设 (1)狭义相对性原理：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。 2．时间和空间的相对性 (1)时间间隔的相对性：Δt＝ (2)长度的相对性：l＝l0
两种现象 比较项目 不同点 亮度
单缝衍射
双缝干涉
中央条纹最亮，两 清晰条纹，亮度基本
边变暗
相等
相同点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
②电磁波谱的特性、应用：
电磁 波谱 无线 电波
频率/Hz
真空中波 长/m
特性
应用
递变规律 衍 射 能 力 减 弱 直 线 传 播 能 力 增 强
波动性强，
＜3×1011 ＞10－3 易发生衍 射 10－3～10
－7
——————
无线电 技术 红外遥 感 照明、 摄影
红外线 1011～1015
热效应
可见光
解析：雨后天空中出现彩虹是光的折射造成的，选项A错误； 早晨看到的太阳是红彤彤的，是由于红光的穿透能力强而不 是衍射能力强，选项D错误。
答案：BC
4．下列关于电磁波的说法正确的是 A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
[解析]
根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项A错，若电场
或磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，只能形成稳定的 磁场或电场，B项正确。若电场的变化是非均匀的，则可形成 电磁场，由电磁场的定义可知C正确。英国物理学家麦克斯韦 从理论上预见了电磁波的存在，并指出电磁波的特点。例如： 电磁波的传播不需要介质，它在真空中的速度等于光速，电磁 波是横波等，进而说明光是电磁波家庭中的一员，二十多年后 德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在，所以D正确。
[例1]
(2011· 北京高考)如图13－4－4所
示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时， 在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条 纹间距更大的干涉图样，可以 A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 ( )
图13－4－4
[解析]
l 由Δx＝ d λ知，d增大，Δx减小，A错误；l减小；
(3)电磁波： 电磁场(电磁能量)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 不需要 介质。
8 3 × 10 ②真空中电磁波的速度为 m/s。
③v＝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。
2．电磁波的发射与接收 (1)发射电磁波的条件： ①要有足够高的 振荡频率 ； ②电路必须 开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能 大的空间。 (2)调制有 调幅 和调频两种方式，解调是调制的逆过程。 (3)电磁波谱： ①定义：按电磁波的波长从长到短分布是 无线电波 、红外 线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。
还小 的时候，衍射现象才会明显。
3．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间 宽且亮 的单色条纹， 两侧是 明暗相间 的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图 样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。
(2)圆孔衍射：明暗相间的 不等距 圆环。 (3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到 不透明 (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 出现 亮斑 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。
第4单元
光的波动性 电磁波 相对论
光的干涉和衍射
[想一想] 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为Δx＝ 0.6 μm；若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的 单色光垂直照射双缝时，P点会出现亮条纹还是暗条纹？
提示：根据v＝λf得c＝λf，可求两种单色光的波长分别为：
[记一记] 一、光的干涉 1．产生条件 (1)两列光的 频率 相同，振动方向相同，且具有恒定的
相位差 ，才能产生稳定的干涉图样。
(2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光 源，双缝干涉 和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源。
2．两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉： ①原理如图13－4－1所示。 ②明、暗条纹的条件：
解析：薄膜干涉现象的条纹与薄膜厚度有关；金属线圈缓慢 旋转薄膜厚度情况仍然是沿竖直方向自上而下逐渐变厚，所 以条纹形状不变，故D正确。
答案：D
2．在观察光的衍射实验中，观察到如图13－4－6 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：BC
电磁场与电磁波
[想一想] 电磁波在传播过程中，每处的电场方向与磁场方向有何 关系？它们与电磁波的传播方向有何关系？
提示：垂直 垂直
[记一记] 1．电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论： 变化的磁场产生 电场 ，变化的电场产生 磁场 。 (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。
Δx减小，B错误；绿光波长小于红光波长，大于紫光波长， 易判定C正确，D错误。
[答案] C
对电磁场理论的认识
(1)恒定的磁场周围没有电场产生，同理，恒定的电场周围 也没有磁场产生。 (2)变化的磁场产生电场。 (3)变化的电场产生磁场。 (4)周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系，形成 一个不可分离的统一的场，就是电磁场。
[例2]
下列关于电磁场的说法中正确的是
(
)
A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产 生电磁场，从而形成电磁波 B．任何变化的电场周围一定有磁场 C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可 分离的统一体，即电磁场 D．电磁波的理论在先，实践证明在后
[审题指导] 分析麦克斯韦的电磁场理论时，要注意“变化”“均匀 变化”“周期性变化”这几种说法的不同。
X射线 γ射线
贯穿本领最 工业探伤、
强
[试一试] 2．下列说法正确的是 A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性 B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是 化学作用 C．X射线的穿透本领比γ射线更强 D．X射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围 界线分明，不可能重叠 ( )
解析：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的 电磁说的正确性。X射线是原子的内层电子受激发而产生 的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同， 但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射 线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存 在重叠。综上所述，A、D选项不正确，B选项与事实一致， C选项与事实相反；所以只有选项B正确。
图13－4－6
解析：该图样为圆孔衍射的图样，选项D正确。
答案：D
3．下列说法正确的是 A．雨后天空中出现彩虹是阳光经云层衍射造成的
(
)
B．自然光斜射到玻璃、水面上时，反射光和折射光都是偏 振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化 C．测量星球上某些元素发出的光波频率，然后与地球上这 些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或 远离我们的速度，这利用的是多普勒效应 D．“日出江花红胜火”，早晨看到的太阳是红彤彤的，这 是太阳光中波长较长的红光衍射能力强的结果
8 3 × 10 c λ1＝ ＝ m＝0.6 μm f1 5.0×1014
3×108 c λ2＝ ＝ m＝0.4 μm f2 7.5×1014 3 与题给条件Δx＝0.6 μm比较可知Δx＝λ1＝ λ2。 2 故用频率为f1的光照射双缝时，P点出现亮条纹；用频率为f2 的光照射双缝时，P点出现暗条纹。
图13－4－1 (ⅰ)单色光：形成 明暗相间 的条纹，中央为明条纹。
a．光的路程差r2－r1＝kλ (k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。
λ (2k＋1) 2 (k＝0,1,2…)，光屏上出现暗 b．光的路程差r2－r1＝
条纹。
(ⅱ)白光：光屏上出现 彩色条纹，且中央亮条纹是白色 (填 写颜色)。
[试一试] 1．如图13－4－2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，可看到彩色条纹 C．彩色条纹水平排列 D．彩色条纹竖直排列
图13－4－2
(
)
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。
l λ ③条纹间距公式：Δx＝ d 。
(2)薄膜干涉： ①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个 表面反射 的两列光波。 ②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的
厚度 相等。
③应用：增透膜 ，利用光的干涉检查平整度。
二、光的衍射 1．光的衍射 光绕过 障碍物 偏离直线传播的现象。 2．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
Δτ v2 1－ c 。