2013高考物理人教版一轮课件-第十四章电磁波相对论简介本章整(精)
高考物理一轮总复习 选修部分 第14章 电磁波 相对论简介课件(选修3-4)
运动没有关系。
2．相对论的质速关系
(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度 m0
间有如
下关系： m＝
1－vc2
。
(2)物体运动时的质量 m 总要 大于 静止时的质量 m0。
3．相对论质能关系 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 。
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。
(2)v＝λf 对电磁波 同样适用 。 (3)电磁波能产生反射、折射、 干涉 和衍射等现象。
4．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。 5．调制：有 调幅和调频 两种方法。
8．电磁波的应用 电视和雷达。 知识点 2 电磁波谱 Ⅰ 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。
2．电磁波谱的特性、应用
电磁
频率
波谱
/Hz
无线
电波
<3×1011
真空中 波长/m
>10－3
红外线 1011～1015 10－3～10－7
2．[对电磁波的理解]下列关于电磁波的说法正确的是( ) A．电磁波必须依赖介质传播 B．电磁波可以发生衍射现象 C．电磁波不会发生偏振现象 D．电磁波无法携带信息传播
解析 电磁波的传播可以不需要介质，也可以在介质中传播，A 选项是错误的。电磁波也是横波，具 有横波的任何特性，可以发生干涉、衍射、偏振等现象，B 选项正确，C 选项错误。电磁波可以携带信息 传播，D 选项错误。
二、对点激活 1．[电磁波的应用]关于电磁波，下列说法正确的是( ) A．雷达是用 X 光来测定物体位置的设备 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．均匀变化的电场可以产生恒定的磁场
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。
2013高三物理一轮复习课件：第十四章电磁波相对论简介(精)
40
A．0.4c C．0.9c
B．0.5c D．1.0c
41
• 解析 根据爱因斯坦狭义相对论光速不变原 理可知． • 答案 D
42
难点能力突破
43
难点突破
一、对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解 1．恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)． 2． 只有非均匀变化的振荡电场(磁场)产生同频率的非均匀 变化的振荡磁场(电场)才能形成电磁波．
13
2．时间和空间的相对性． (1)时间间隔的相对性：Δt＝ Δτ v2 1－ c .
(2)长度的相对性：l＝l0
v2 1－ c .
14
u′＋v 3．相对论的速度变换公式u＝ . u′ v 1＋ 2 c 4．相对论质量m＝ 5．质能方程E＝mc2. 6．广义相对论． m0 v2 1－ c .
选修 3-4
第十四章 电磁波 相对论简介
2
考 情 分 析
3
考纲预览 1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想及其在物理学发展史 上的意义 2．了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁场的物质性．知道电 场与磁场在一定条件下的相互激发就可产生电磁波．知道赫兹实 验证实了电磁波的存在，确立了麦克斯韦的电磁场理论 3．了解电磁波的发射、传播和接收 4．通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波．认识电磁波谱中各 个频段的名称、产生、主要特征、应用实例 5．知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论
答案 A
19
3． 下列各组电磁波， 按波长由长到短的正确排列是( A．γ 射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、可见光、紫外线、γ 射线 C．可见光、红外线、紫外线、γ 射线 D．紫外线、可见光、红外线、γ 射线
答案 B
)
高考物理一轮复习第14章光电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射课件
答案
解析 作出入射点和出射点的法线，如图所示，由几何关系有
r1＝θ＋α r2＝r3 r4＝β α＋β＝r2＋r3 又 n＝ssiinnrr21＝ssiinnrr43 r1＝60° 得 r4＝60°，β＝60° α＝r1－θ＝30° 由 α＋β＝r2＋r3 得：r2＝r3＝45°
即 n＝ssiinn6405°°＝ 26，v＝nc＝ 6×108 m/s。
解析
考点 2 全反射现象的理解和应用
1.发生全反射的条件 (1)光必须从光密介质进入光疏介质； (2)入射角必须大于或等于临界角。 2．全反射的理解 (1)如果光从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生 全反射现象。 (2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(1)玻璃球冠的折射率； (2)该光线在玻璃球冠中的传播时间(不考虑光线在玻璃球冠中的多次 反射)。
(1)要求玻璃球冠的折射率，需________________。 提示：先画光路图，再利用几何关系找出入射角和折射角
(2)要想求光线在玻璃球冠中的传播时间需要先求________________。 提示：传播距离和传播速度
1.对折射率的理解 (1)公式 n＝ssiinnθθ12中，光不论是从真空射入介质，还是从介质射入真空， θ1 都是指真空中的光线与法线间的夹角，θ2 都是指介质中的光线与法线间 的夹角。 (2)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中 传播速度的大小，v＝nc。 (3)折射率由介质本身的性质和入射光的频率共同决定，与入射角的大 小无关。
解得 n＝ 3。
(2)由几何关系可得，在 N 点反射后的光线过 O 点垂直 BM 从球冠的 Q
点射出
该光线在球冠中的传播距离 s＝R＋cosR30°＋Rtan30°
[精]2013高考物理冲刺复习课件：专题十七电磁波-相对论简介(54张ppt)
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电磁波的应用 【典例2】(2009·四川高考关于电磁波，下列说法正确的是
() A.雷达是用X光来测定物体位置的设备 B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出 可见光 D.变化的电场可以产生变化的磁场
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麦克斯韦电磁场理论 【典例1】(2010·天津高考)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
A.同时被照亮
B.A先被照亮
C.C先被照亮
D.无法判断
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【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】 (1)狭义相对论的两个基本原理； (2)运动的相对性.
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电磁波谱 【典例3】(2010·上海高考)电磁波包含了γ射线、红外线、 紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( ) A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线 【审题视角】明确电磁波谱排列的特点及顺序.
2013高考物理人教版一轮课件-第十四章电磁波相对论简介
[尝试解答] (1)观测站测得船身的长度为 L＝L0 1－u2/c2＝90 1－0.82 m＝54 m 通过观测站的时间间隔为 Δt＝Lu＝504.8mc ＝2.25×10－7 s (2)宇宙员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为 Δt＝Lu0＝900 3.75×10－7 s.
D．变化的电场可以产生变化的磁场 [解析] 雷达是利用微波来定位的，A项错
题型二 狭义相对论的简单应用
例2 长度测量与被测物体相对于观察者的 动有关，物体在运动方向长度缩短了．一艘宇 飞船的船身长度为L0＝90 m，相对地面以u＝0 的速度在一观测站的上空飞过．
(1)观测站的观测人员测得飞船的船身通过 测站的时间间隔是多少？
四、相对论的简单知识
1．狭义相对论的基本假设
(1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
2．时间间隔的相对性 Δt＝
Δτ .
1－vc 2
3．长度的相对性 l＝l0 1－vc2.
4．相对论的速度变换公式 5．相对论质量 m＝ m0
(2)由于电磁波的波长、频率与波速之间满 关系v＝λf，真空中电磁波的传播速度等于光速
雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续 t＝0.02 μs，在两个 时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面
磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为 s，则 2s＝vΔt，而 Δt＝
s＝200 μs m.
[答案] A
要点二 电磁波与机械波的区别
波别 项目
电磁波
机械波
研究对 象
电磁现象
力学现象
产生
由周期性变化的 由质点(波源)的振动 电场、磁场产生 生
高三物理第一轮复习课件第十四章第四讲光的波动性电磁波和相对论
第四讲 光的波动性 电磁波和 相对论
知识点 1 光的干涉 衍射和偏振 [教材温故]
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：两束光的频率_相__同__、相位差恒定．
3．根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央 亮纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮纹最
1．(2018·荆州模拟)用如图所示的实验装置观察光的 薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些食 盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将 金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现 象是( )
(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
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．
3．光的偏振
2.自然光与偏振光的比较
[典例 1] (2018·长沙模拟)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以得出的正确结论是( )
A．a、b 是光的干涉图样 B．c、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
(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．
2013届高考物理一轮复习13.3电磁波相对论简介课件
2．时间和空间的相对性
(1)时间间隔的相对性：Δt＝
Δτ 1－vc2 .
(2)长度的相对性：l＝l0
1－vc2.
3．相对论的三个结论：
(1)速度变换公式：u＝1u＋′u＋′c2vv.
(2)相对论质量：m＝
1m－0 vc2.
(3)质能方程：E＝mc2.
4．广义相对论 (1)基本原理 ①广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相同的． ②等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价． (2)广义相对论的预言与证实 ①时间变慢．②光线弯曲．③引力红移．
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界 线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机 理不同．
四、相对论的简单知识
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．
[思路点拨] 解答该题应注意以下三点： (1)同时的相对性． (2)长度的相对性． (3)时间间隔的相对性．
[解析] (1)由同时的相对性可知车头的灯先亮．
(2)l＝l0
1－vc2
＝5×
1－32××1100882 m
≈3.7 m
在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张3.7×5
传画．
m2的宣
(3)因为Δt＝
Δτ 1－vc2
，所以Δτ＝Δt·
1－vc2 ，Δt＝5昼夜，
v＝0.8c，所以Δτ＝5× 1－0.82＝3(昼夜)
[答案] (1)车头的灯先亮 (2)3.7×5 m2的画 (3)3昼夜
狭义相对论的简单应用
高考物理一轮复习第十四章机械震动机械波光电磁波相对
6．电磁波谱
电磁 波谱
特性
应用
真空中波 长/m
频率/Hz
波动性强，易
无线电波
无线电技术
发生衍射
＞10－3
＜3×1011
红外线
热效应
红外线遥感 10－3～10－7 1011～1015
递变 规律
可见光
引起视觉 照明、摄影
10－7
1015
电磁 波谱
特性
应用
真空中 波长/m
递变 频率/Hz
规律
化学效应、荧光
4．电磁波的发射 (1)发射条件： 开放电路和 高频振荡 信号，所以要对传输信号进行调制 (包 括调幅和调频)． (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的 振幅 随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用 中波和短波波段． ②调频：使高频电磁波的 频率 随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视 广播都采用调频的方法调制．
①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
单缝衍射
圆孔衍射
a.中央是大且亮的圆形亮斑，
中央为亮且宽的
周围分布着 明暗相同 的同心
条纹，两侧为_明__暗_
单色
圆环，且越靠外，圆形亮条纹
光 相__间__的条纹，且越 的亮度 越弱 宽度越小
靠外，亮条纹的亮
度减弱，宽度越小
b．亮环或暗环间的距离随圆孔 半径的增大而 减小
3．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． 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，使双缝和单缝的缝 平行 ． (2)观察与记录． ①调单缝与双缝间距为 5～10 cm 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 上的读数 a1；转动手轮，使分划板向一侧纹中心对齐时，记下手轮上的读数 a2，则相邻两条纹间的距 离 Δx＝|an1－－a12|.
高三物理人教版一轮教师用书第14章第4节光的波动性电磁波相对论含解析
第四节 光的波动性 电磁波 相对论(对应学生用书第252页)[教材知识速填]知识点1 光的干涉1．条件 两列光的频率相同，相位和振动情况都完全相同的光相遇．2．双缝干涉图14-4-1(1)原理(如图14-4-1所示)(2)明、暗条纹的条件：①单色光a ．光的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2，…)，光屏上出现明条纹．b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)·λ2(k ＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹．②白光：光屏上出现彩色条纹．(3)条纹间距公式：Δx ＝ld λ.3．薄膜干涉(1)薄膜特点：如图14-4-2所示，由于重力作用，薄膜上薄下厚．图14-4-2(2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面BB′的反射光线叠加．(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹．(4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹．知识点2光的衍射1．光发生明显衍射的条件当障碍物的尺寸跟光的波长相比相差不多，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色条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．知识点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，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源发出的光．2．偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．易错判断(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．(×)知识点4电磁波的特点和狭义相对论1．电磁波的特点(1)电磁波是横波，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向垂直．(2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c＝3×108m/s.(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量．(4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象．2．相对论的简单知识(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 ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.②长度的相对性l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2. (3)相对论速度变换公式：u ＝u ′＋v 1＋u ′v c 2. (4)质能方程：E ＝mc 2.易错判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播便形成了电磁波．(×)(2)在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短．(√)(3)光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的．(√)(4)波长不同的电磁波在本质上完全不同．(×)知识点5 实验：用双缝干涉测光的波长1．实验装置(如图14-4-3所示)图14-4-32．实验原理(1)根据公式Δx ＝l d λ得λ＝d l Δx .(2)用刻度尺测出双缝到光屏的距离l ，用测量头调节清晰的干涉条纹，测出n 个亮纹间的距离a ，则Δx ＝a n －1.双缝间距d 是已知的，这样就可以计算出波长λ.3．注意事项(1)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量．(2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差．(3)双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则会影响测量结果．(4)双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相当于游标卡尺，具体应用时要加以区别．(5)测量双缝至屏的距离l ，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动.(对应学生用书第254页)1．单缝衍射与双缝干涉的比较[题组通关]1．关于下列光学现象，说法正确的是()A．水中蓝光的传播速度比红光快B．光从空气射入玻璃时不可能发生全反射C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽E．偏振现象说明光是纵波BCD[在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v＝cn知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A 错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝hn，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝ldλ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确；偏振现象说明光是横波，选项E错误．]2．(2018·吉林模拟)下列说法正确的是()【导学号：84370536】A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定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条纹间距小D．光的偏振特征说明光是横波E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故BDE[光在介质中传播的速度由介质本身及光的频率共同决定，故A错误．油膜形成的彩色条纹，是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B正确．根据光的干涉条纹间距公式Δx＝ldλ可知，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C错误．光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D 正确．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确．] 3．(2018·昆明模拟)如图14-4-4所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是()图14-4-4A．a光比b光更容易发生衍射现象B．a光的频率大于b光的频率C．在水中a光的速度比b光的速度小D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距ADE[由n＝sin isin r知，a的折射率小于b的折射率，而折射率越大，光的频率越大，波长越短，则a光波长较长，又由于波长越长的光越容易发生衍射现象，故a光比b光更容易发生衍射现象，a光的频率小于b光的频率，选项A正确，B错误；由v＝cn可得，在水中a光的速度比b光的速度大，选项C 错误；由sin C ＝1n 可得，当a 、b 两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b 光的临界角，选项D 正确；由Δx ＝l d λ可得，波长越大，干涉条纹间距越大，所以a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距，选项E 正确．](2018·河南省实验中学模拟)下列关于光的说法中正确的是( )A ．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的B ．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短C ．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距D ．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不同E ．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同CDE [雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的，故A 错误；“和谐号”动车组高速行驶时，其速度远小于光速c ，故狭义相对论的“尺缩效应”不明显，车厢长度不会明显变短，故B 错误；双缝干涉实验中，用红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故C 正确；白光通过双缝后产生干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色条纹，故D 正确；光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质的折射率不同，根据c ＝n v ，可知，传播速度也不同，故E 正确．]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、传播方向三者两两垂直．(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．3．电磁波谱分析及应用4．对“同时”的相对性的理解(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的．(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的．[题组通关]4．关于电磁振荡与电磁波，下列说法正确的是()A．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B．电磁波可以进行有线传输，也可以实现无线传输C．电磁波和机械波都只能在介质中传播D．因为部分红外线的波长与微波波长相等，故它们都是振荡电路产生的E．麦克斯韦预言电磁波的存在，之后赫兹用实验证明了电磁波的存在ABE[振荡电场周围会产生振荡磁场，而振荡磁场周围会产生振荡电场，它们交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，故A正确；电磁波可以进行有线传输，也可以实现无线传输，故B正确；电磁波在真空中也可以传播，C错误；微波是振荡电路产生的，而红外线是由原子的外层电子受到激发产生的，D错误；麦克斯韦在18世纪60年代从理论上预言了电磁波的存在，1886年赫兹用实验验证了电磁波的存在，所以E正确．] 5．(2016·全国Ⅱ卷)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ABC[电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B 正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误；电磁波波源的电磁振荡停止，波源不再产生新的电磁波，但空间中已产生的电磁波仍可继续传播，选项E错误．]6．(2018·徐州模拟)下列说法中正确的是()图14-4-5A．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场B．机械波的传播需要介质，而电磁波可以在真空中传播C．红外体温计通过发射红外线照射人体来测体温D．振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场E．在如图所示的振荡电路中，当M、N间电势差随电流的变化达到最大值时磁场能刚好全部转化为电场能BDE[变化的电场(或磁场)在周围空间产生磁场(或电场)；均匀变化的电场(或磁场)在周围空间产生恒定的磁场(或电场)；振荡电场(或磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(或电场)，A错误，D正确．机械波的传播需要介质，但电磁波可以在真空中传播，B正确．红外体温计是通过接收红外线来测体温的，C错误．当M、N间电势差达到最大值时，即电容器带电荷量最多时，磁场能刚好全部转化为电场能，E正确．]7．下列说法错误的是()【导学号：84370537】A．根据狭义相对论可知，时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关B．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移C．当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的波的频率比波源频率小D．在波的传播过程中，质点没有随波传播走，但能量和运动形式可以传播走E．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但不会发生多普勒效应ABE[根据狭义相对论，时间也是相对的，A错误；波的图象表示介质中“所有质点”在“同一时刻”的位置，B错误；由多普勒效应可知，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到波的频率比波源频率小，C正确；在波的传播过程中，传播的就是运动形式和能量，D正确；电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，也会发生多普勒效应，E错误．][母题]现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图14-4-6所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．图14-4-6(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.(2)本实验的实验步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意_______________________________________________________________ 和___________________________________________________________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14-4-7甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数______________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为____________mm.甲 乙图14-4-7(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4 m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算公式λ＝________，求得所测红光波长为________mm.[解析](1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E 、D 、B .(2)单缝与双缝的间距为5 cm ～10 cm ；使单缝与双缝相互平行．(3)甲图的读数为2.320 mm乙图的读数为13.870 mmΔx ＝13.870－2.3206－1mm ＝2.310 mm. (4)由Δx ＝l d λ可得：λ＝d lΔx 可求出λ＝2.0×10－40.700×2.310 mm ＝6.6×10－4 mm.[答案](1)E 、D 、B (2)单缝与双缝的间距为5 cm ～10 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.870 2.310 (4)d l Δx 6.6×10－4[母题迁移](2017·全国Ⅱ卷)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()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ACD[在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距Δx＝ldλ，因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小双缝间的距离，增大屏幕与双缝的距离，换用波长更长或频率更小的光做光源．故选A、C、D.]。
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[解析] 两块直角三棱镜中间的部分为未知名 的介质，可等效为AC两面平行的介质砖，虽不知 其折射率与玻璃折射率大小的关系，但经过该介 质砖后的折射光线一定与入射光线O平行，则只 能是4、5、6中的任意一条，B选项正确． [答案] B
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3．临界法 一种物理现象变化为另一种物理现象或物体从 某种特性变化为另一种特性，发生质的飞跃的转 折状态称为临界状态，有临界状态的问题称为临 界问题 由临界状态入手分析和处理问题的方示叫 例 4 . 如图所示，水平面上有一个半径为 r 的圆形木板，在圆心的 临界法． 正上方 h 处有一个点光源，光线射入水中后，在水底平面上形成了半径
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例1 一列简谐横波在t＝1 s时的波形图如图 甲所示，图乙是该波中质点a的振动图象，则 ( )
A．这列波沿x轴负方向传播，波速为v＝0.02
m/s
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[解析] 由图乙的振动图象可知该简谐横波的周期为 T＝ 2 s，在 t ＝ 1 s 时，质点 a 处于平衡位置沿 y 轴的负向运动，结合图甲可知简谐 λ 横波沿 x 轴负方向传播， 波速 v＝ ＝ 0.5 m/s， A 选项错误、 B 选项正确； T 在 t＝ 0 到 t＝ 1 s 这段时间内， 质点 b 的位移先增加后减小， C 选项错误； t＝ 4 s 时， c 质点由负向位移向上振动， D 选项错误．
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[答案]
(1)光路图如图所示
c (2)v＝ ＝ 3× 108 m/s n sinα (3)由 n＝ 得， β＝ 30° sinβ 因为 2dtan60° － 2dtan30° ＝ Δs＝ 3.46 cm 得： d＝ 1.5 cm d (4)光在透明体里通过的路程 s＝2 cosβ 所以光在透明体里运动的时间 s 2dn － t＝ ＝ ＝ 2×10 10 s v c· cosβ
[答案] B
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二、几何光学的解题思想 1．逆向思维法 逆着物理现象或过程研究处理问题的思维方式叫逆向思维法． 例2 (改编题 )如图所示， 一细束光以 60° 的入射角射到一水平放置 在平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点 P，现将 一上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光经平光镜 反射后再从透明体的表面射出，打在光屏上的 P′点，与原来相比向左 平移了 Δs＝ 3.46 cm，已知透明体对光的折射率为 3.则： (1)试作出放上玻璃砖后的光路示意图，并标上 P′的位置； (2)求光在透明体中的速度； (3)求玻璃砖的厚度； (4)求光在透明体里运动的时间．
为 R 的圆形阴影 . 水深为 H，水的折射率为 n. 当 h 发生变化时，求证 H 阴影的最大半径 Rmax＝ r＋ 2 . n －1
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[证明 ] 当光从空气射入水中时，由折射定律知折射角随入射角的 增大而增大 . 当入射角最大为 90° 时，由光路可逆原理和临界角的知识 知这时折射角为 C，这时点光源就在圆形木板上．
2 n －1 1 sinC 1 2 sinC＝ ， cosC＝ 1－ sin C＝ ， tanC＝ ＝ 2 ， n n cosC n －1
H 如图由数学知识有： L＝ HtanC＝ 2 . n －1 H 因 C 角最大，则 L 也是最大值： Rmax＝ r＋ L＝ r＋ 2 ，证毕． n －1
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1． 机 械 振 动 与 机 械 波
21． 机ຫໍສະໝຸດ 械 振 动 与 机 械 波3
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(对应学生用书P234) 一、巧解波动图象和振动图象问题 1．波的传播方向与质点振动方向的判断—— “坡路法”：顺着波的传播方向看，“上坡”的 各质点的振动方向向下，“下坡”的各质点的振 动方向向上，简称“上坡下行、下坡上行”． 2．波长λ与周期T总是一一对应的． 3．解题时可以从题中所给的质点的振动情况 入手．
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2．等效法 等效思维是在效果相同的前提下，把实际的、 陌生的、复杂的问题变换成理想的、熟悉的、简 单的问题来研究的一种科学思维方式． 例3 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜 ABC，两者的AC面平行放置，在它们之间是均匀 的未知名透明介质. 一单色细光束O垂直于AB面入 射，在图示的出射光线中( ) A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能 B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能 C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能 11