【最新】一轮优化探究物理(人教版)课件：第十四章+第4讲 光的波动性 电磁波和相对论
2019版一轮物理教科版课件：第十四章 第四讲 光的波动 电磁波 相对论 精品
5．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率 相等时， 激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象． (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作 调谐 能够调谐的接收 电路叫作 调谐电路．
(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫作 检波 ．检波是调制的逆过程，也叫作 解调 ．
1－2.[薄膜干涉] 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；
化学效应、
医用消毒、
荧光效应、
10－7～10－9
防伪
能杀菌
1015～1017Fra bibliotekX 射线
贯穿性强
检查、 医用透视
10－8～10－11 1016～1019
γ 射线
贯穿本领 工业探伤、
最强
医用治疗
＜10－11
＞1019
递变 规律
四、狭义相对论的基本假设 相对论质速关系、质能关系 1．狭义相对论的两个基本假设 (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，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．
单缝衍射
双缝干涉
条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
不
条纹间距 各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
同
条纹清晰，亮度基本
点 亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗
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
2019版一轮优化探究物理 第十四章 第4讲 光的波动性 电磁波和相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)
[课时作业] 单独成册 方便使用一、选择题1．在狭义相对论中，下列说法正确的是( )A ．所有惯性系中基本规律都是等价的B ．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C ．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度不相同D ．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变E ．时间与物体的运动状态有关解析：根据相对论的观点：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；且在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变，故选项A 、B 正确，C 、D 错误．在狭义相对论中，时间与物体的运动状态有关，E 正确．答案：ABE2.如图所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是( )A ．b 在该介质中的折射率比a 小B ．若用b 做单缝衍射实验，要比用a 做中央亮条纹更宽C ．用a 更易观测到泊松亮斑D ．做双缝干涉实验时，用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的距离更大E ．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象解析：设折射角为θ1，入射角为θ2，由题设条件知，θ1a ＝θ1b ，θ2a <θ2b ，由n ＝sin θ1sin θ2，知n a >n b ，A 正确；因为n a >n b ，所以λa <λb ，又Δx ＝l d λ，故Δx a <Δx b ，B 正确，D错误；b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象，更容易观测到泊松亮斑，C 错误，E 正确．答案：ABE3．(2018·河南百校联盟联考)下列说法正确的是( )A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D．要确定雷达和目标的距离，需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以减弱玻璃反射光的影响解析：在真空中传播的不同频率的电磁波，传播速度均为c，由c＝λf可知，频率越大，波长越短，选项A正确；让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因绿光的波长大，因此绿光形成的干涉条纹间距较大，选项B正确；全息照相不是利用光的全反射原理，用的是光的干涉原理，选项C错误；雷达利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离s＝12c·Δt，需直接测出的是电磁波从发射到接收到反射回来电磁波的时间间隔Δt，选项D错误；加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的影响，选项E正确．答案：ABE4.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是()A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象解析：无线电波与光波均为电磁波，均能发生反射、干涉、衍射现象，故C对，D错．无线电波的传播不需要介质，故B错．由c＝λf可知，频率与波长成反比，故A错．答案：C5．在以下各种说法中，正确的是()A．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B．横波在传播过程中，相邻的波峰相继通过同一质点所用的时间为一个周期C．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场D．相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的E．如果测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星球正在远离我们而去解析：反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，A正确．波动周期等于质点的振动周期，B正确．均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场，C错．由相对论可知，D正确．在强引力场中时间变慢，光的频率变小，波长变长，不能说明星球正远离我们，所以E错．答案：ABD二、非选择题6.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，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为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm；已知双缝间距d＝2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l＝0.700 m，由计算公式λ＝________，求得所测红光的波长为________mm.解析：题图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×32.0 mm＝0.320 mm，所以最终读数为2.320 mm；图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为0.01×37.0 mm＝0.370 mm，所以最终读数为13.870 mm，故Δx＝13.870－2.3206－1mm＝2.310 mm.由Δx＝ldλ可得λ＝dlΔx，解得λ＝2.0×10－40.700×2.310×10－3 m ＝6.6×10－7 m ＝6.6×10－4 mm.答案：13.870 2.310 d l Δx 6.6×10－47．奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S 是自然光源，A 、B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A 、B 之间．(1)偏振片A 的作用是_____________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A ．到达O 处光的强度会明显减弱B ．到达O 处光的强度不会明显减弱C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片B 转过的角度等于αD ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α解析：(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A 的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明了光是一种横波．(3)因为A 、B 的透振方向一致，故A 、B 间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A 后变成偏振光，通过B 后到O .当在A 、B 间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A 的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B 到达O 的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度．若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确．答案：(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD。
2021版新高考物理人教版一轮课件：14.2 光的波动性 电磁波 相对论
【技法荟萃】 1.对光的衍射的理解: (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,光才可以看作是沿直线传播的。
2.单缝衍射与双缝干涉的比较:
条纹
宽度
不 同 点
条纹 间距
三、相对论 1.狭义相对论的两个基本假设： (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，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
【加固训练】 1.(多选)(2017·全国卷Ⅱ改编)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在缝上, 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
【解析】选A、C、D。据Δx= l λ可知改用红色激光、减小双缝间距、屏幕向 d
【通型通法】 1.题型特征:光的干涉和衍射现象的比较。 2.思维导引: (1)光的干涉现象是两列波的叠加,衍射是光绕过障碍物的现象。 (2)单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮,往两边变窄;双缝干涉图样是明暗相 间的条纹,条纹间距相等。
【解析】选A。单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮,往两边变窄,双缝干涉图 样是明暗相间的条纹,条纹间距相等,条纹宽度相等,结合图2甲、乙可知,甲对 应单缝,乙对应双缝,故A正确,B、C、D错误。
【解析】选D。当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前后两个面反射回来的 光波的路程差满足振动加强的条件,就会出现明条纹,满足振动减弱的条件就会 出现暗条纹。这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现;当薄膜厚度均匀时,不会 出现干涉条纹,但也发生干涉现象,如果是单色光照射,若满足振动加强的条件, 整个薄膜前方都是亮的,否则整个薄膜的前方都是暗的;如果是复色光照射,某 些颜色的光因干涉而减弱,另一些颜色的光会因干涉而加强,减弱的光透过薄膜, 加强的光被反射回来,这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色,但不形成干 涉条纹。
高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第一节机械振动课件新人教版
3．简谐运动图象问题的两种分析方法 法一 图象－运动结合法 解此类题时，首先要理解 x－t 图象的意义，其次要把 x－t 图象与质点的实际振动过程联系起来．图象上的一个点表示 振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段曲线 对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及 振动方向．
法二 直观结论法 简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律，即 位移－时间的函数关系图象，不是物体的运动轨迹．
周期 频率
振动物体完成一次 ___全_振__动_____所需时间 振动物体_单_位__时_间_______ 内完成全振动的次数
描述振动的_快__慢______， 两者互为倒数：T＝1f
描述质点在各个时刻所
相位
ωt＋φ
处的不同状态
二、单摆
1.定义：在细线的一端拴一个小球，另 一端固定在悬点上，如果细线的_伸__缩___ 和质__量___都不计，球的直径比_线__的_长__度__ 短得多，这样的装置叫做单摆． 2．视为简谐运动的条件：__θ_＜__5°_____．
简谐运动的振动图象 【知识提炼】 1．对简谐运动图象的认识 (1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图所示．
(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延 伸，图象不代表质的斜率数值表示该时刻振子 的速度大小．正负表示速度的方向，正时沿 x 正方向，负时 沿 x 负方向．
3．运动的周期性特征：相隔 T 或 nT 的两个时刻，振子处 于同一位置且振动状态相同． 4．对称性特征 (1)相隔T2或（2n2＋1）T(n 为正整数)的两个时刻，振子位置 关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相 反．
(2)如图所示，振子经过关于平衡位置 O 对称的两点 P、P′(OP＝OP′)时，速 度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相 等． (3)振子由 P 到 O 所用时间等于由 O 到 P′所用时间，即 tPO ＝tOP′. (4)振子往复过程中通过同一段路程(如 OP 段)所用时间相等， 即 tOP＝tPO.
度高考物理一轮复习 第十四章 第4讲 光的波动性 电磁波和相对论学案
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————第4讲光的波动性电磁波和相对论一、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)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(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.自测1(多选)下列属于光的干涉现象的是( )答案BC解析图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C.二、电磁波和相对论1.电磁场、电磁波、电磁波谱(1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.(2)电磁波①电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波.②电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速).③不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小.④v＝λf，f是电磁波的频率.(3)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(调幅或调频).②调制方式a.调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变.b.调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.(4)无线电波的接收①当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象.②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路.③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫做解调.(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.2.相对论(1)狭义相对论的两个基本假设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，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 c2.②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 ＝mc 2. 自测2 关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( ) A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X 射线波长相同 答案 B解析 电磁波和声波都能传递信息，比如人们之间的语言交流，选项A 错误；太阳光中的可见光属于电磁波，而“B 超”中的超声波属于机械波，它们的传播速度不同，选项C 错误；遥控器发出的红外线波长比X 射线波长大得多，选项D 错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B 正确.自测3 关于狭义相对论的说法，不正确的是( )A.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B.狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c ，与光源的运动无关C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D.狭义相对论在任何情况下都适用 答案 D命题点一 光的干涉现象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1所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P ′点的路程差为Δr ＝r 2－r 1.图1当Δr ＝k λ(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.2.薄膜干涉(1)形成原因：如图2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.图2(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 ＝n λ(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.类型1 光的双缝干涉例1 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是( ) A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源 B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D.照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽 答案 B解析 单缝的作用是获得一束细光，故A 错误；双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源，B 正确；屏上出现暗条纹处距两缝的路程差等于半个波长的奇数倍，故C 错误；单色光的频率越高，波长越短，根据Δx ＝ldλ，知相邻条纹的间距越小，条纹越窄，故D 错误. 例2 如图3所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6 m ，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？图3(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7m ，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. 答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1λ2得λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m 根据路程差Δr ＝2.1×10－6 m 所以N 1＝Δr λ1＝2.1×10－6m6×10－7m＝3.5 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差Δr 是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹. (2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n得n ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ3为 λ3＝n λ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7m 所以N 2＝Δr λ3＝2.1×10－6m5.25×10－7m ＝4 可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹.(3)光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗. 类型2 光的薄膜干涉例3 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4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：图4(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.变疏B.变密C.不变D.消失答案 A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.变式1一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( )A.各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确答案 A解析白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，A正确.命题点二光的衍射和偏振现象1.对光的衍射的理解(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.2.单缝衍射与双缝干涉的比较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. 4.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较(2)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等. 例4 如图5所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )图5A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫 答案 B解析 双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹.双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx ＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光.而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，2、4分别对应于紫光和黄光.综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B 正确.例5 奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图6所示，S 是自然光源，A 、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.图6(1)偏振片A的作用是_________________________________________________________.(2)偏振现象证明了光是一种________.(3)(多选)以下说法中正确的是( )A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD变式2让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现( )A.由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B.由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失C.由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失D.由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失答案 D解析当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的彩色条纹，最后随孔的闭合而全部消失，故D正确. 命题点三电磁波与相对论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，如图7所示.图7(2)电磁波与机械波的比较类型1 对电磁波的理解例6(多选)(2016·全国卷Ⅱ·34(1))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答案ABC解析电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误.变式3(2016·天津理综·1)如图8所示，我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )图8A.米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象答案 C解析根据f＝vλ可知，电磁波的波长越大，频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波的传播不需要介质，选项B错误；无线电波同光波一样会发生反射现象，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故该无线电波也能发生干涉和衍射现象，选项D错误.类型2 对狭义相对论的理解和应用例7如图9所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c).地面上的人测得它们相距为L，则飞船A上的人测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，飞船A上的人测得该信号的速度为________.图9答案大于c(或光速)解析狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此飞船A上的人测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止的，没有尺缩效应现象，则飞船A上的人测得两飞船距离应大于L.1.关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波B.电磁波会发生偏振现象，是纵波C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.紫外线的频率比红外线的频率小 答案 C解析 由麦克斯韦电磁场理论知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，振荡的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波，A 错误；电磁波会发生偏振现象，是横波，B 错误；干涉和衍射现象是波特有的现象，电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，C 正确；紫外线的频率比红外线的频率大，D 错误.2.小朋友吹出的肥皂泡泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都有彩色花纹.这是下列哪种原因形成的( ) A.光的色散 B.光的干涉 C.光的直线传播 D.光的衍射 答案 B3.下列说法正确的是( )A.雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的B.紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C.红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大D.观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同 答案 C4.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图1甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示.他改变的实验条件可能是( )图1A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源 答案 B 解析 由Δx ＝l λd，可知减小双缝之间的距离，增大双缝到光屏之间的距离，换用波长更长的单色光源，即换用频率更低的单色光源，都可以增加条纹宽度，B 正确.5.(多选)关于可见光，下列说法正确的是( )A.可见光中的红光比紫光的频率低B.可见光不能在真空中传播C.可见光波长越长，越容易发生衍射D.可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波答案AC解析根据电磁波谱知，可见光中的红光比紫光的频率低，选项A正确；可见光能在真空中传播，选项B错误；根据光的衍射的条件可知，可见光波长越长，越容易发生衍射，选项C 正确；偏振现象是横波特有的现象，可见光能发生光的干涉和衍射现象，并不能说明光是横波，选项D错误.6.光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )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像更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D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，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象.7.关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )A.稳定的电场产生稳定的磁场B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C.变化的电场产生的磁场一定是变化的D.振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的答案 D解析麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，故D项正确.8.(多选)关于电磁波及其应用，下列说法正确的是( )A.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D.微波能使食物中的分子的热运动加剧从而实现加热的目的答案 BD9.(多选)以下说法正确的是( )A.相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B.光的偏振现象说明光是一种纵波C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽D.赫兹用实验证实了电磁波的存在 答案 ACD解析 相对论认为时间和空间与物质的运动状态是相联系的，与物质的运动状态有关，故A 正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故B 错误；由Δx ＝l dλ知入射光由绿光变为红光，则条纹间距将变宽，C 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D 正确.10.(多选)以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( ) A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D.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 答案 BD解析 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，A 错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B 正确；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C 错误；根据相对论原理，在所有惯性系中，物理规律有相同的表达形式，即一切物理规律都是相同的，故D 正确.11.(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图2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( )图2A.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.如果屏上条纹变宽，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 答案 AD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，即障碍物的尺寸变小，条纹变宽，A 、D 正确.12.一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，他以0.6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是( )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 答案 B解析 飞船上的观测者测得飞船的长度不变，仍为30 m ，由l ＝l 01－vc2<l 0可知，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m ，A 错，B 对；由光速不变原理可知，C 、D 错误. 13.如图3所示，两束单色光a 、b 分别照射到玻璃三棱镜AC 面上，穿过三棱镜后垂直AB 射出，a 光和b 光相比较，则( )图3A.a 光的频率高B.a 光的波长短C.a 光在三棱镜中的速度小D.对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比b 光的干涉条纹宽 答案 D解析 根据题图可以看出，经过玻璃三棱镜后，b 光的偏折角度大，a 光的偏折角度小，根据折射定律n ＝sin isin r 知，玻璃三棱镜对b 光的折射率大于对a 光的折射率，则a 光的频率低，b 光的波长短，选项A 、B 错误；根据公式v ＝c n知，a 光在三棱镜中的速度大，选项C 错误；根据干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ知，对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比b 光的干涉条纹宽，选项D 正确.14.如图4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________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的________(填“波动说”“微粒说”或“光子说”).答案衍射波动说。
[推荐学习]2019版一轮优化探究物理(人教版)练习：第十四章 第4讲光的波动性电磁波和相对论
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[课时作业] 单独成册 方便使用一、选择题1．在狭义相对论中，下列说法正确的是( )A ．所有惯性系中基本规律都是等价的B ．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C ．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度不相同D ．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变E ．时间与物体的运动状态有关解析：根据相对论的观点：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；且在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变，故选项A 、B 正确，C 、D 错误．在狭义相对论中，时间与物体的运动状态有关，E 正确．答案：ABE2.如图所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是( )A ．b 在该介质中的折射率比a 小B ．若用b 做单缝衍射实验，要比用a 做中央亮条纹更宽C ．用a 更易观测到泊松亮斑D ．做双缝干涉实验时，用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的距离更大E ．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象解析：设折射角为θ1，入射角为θ2，由题设条件知，θ1a ＝θ1b ，θ2a <θ2b ，由n ＝sin θ1sin θ2，知n a >n b ，A 正确；因为n a >n b ，所以λa <λb ，又Δx ＝l d λ，故Δx a <Δx b ，B 正确，D错误；b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象，更容易观测到泊松亮斑，C 错误，E 正确．答案：ABE3．(2018·河南百校联盟联考)下列说法正确的是( )A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D．要确定雷达和目标的距离，需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以减弱玻璃反射光的影响解析：在真空中传播的不同频率的电磁波，传播速度均为c，由c＝λf可知，频率越大，波长越短，选项A正确；让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因绿光的波长大，因此绿光形成的干涉条纹间距较大，选项B正确；全息照相不是利用光的全反射原理，用的是光的干涉原理，选项C错误；雷达利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离s＝12c·Δt，需直接测出的是电磁波从发射到接收到反射回来电磁波的时间间隔Δt，选项D错误；加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的影响，选项E正确．答案：ABE4.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是()A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象解析：无线电波与光波均为电磁波，均能发生反射、干涉、衍射现象，故C对，D错．无线电波的传播不需要介质，故B错．由c＝λf可知，频率与波长成反比，故A错．答案：C5．在以下各种说法中，正确的是()A．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B．横波在传播过程中，相邻的波峰相继通过同一质点所用的时间为一个周期C．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场D．相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的E．如果测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星球正在远离我们而去解析：反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，A正确．波动周期等于质点的振动周期，B正确．均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场，C错．由相对论可知，D正确．在强引力场中时间变慢，光的频率变小，波长变长，不能说明星球正远离我们，所以E错．答案：ABD二、非选择题6.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，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为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx＝________mm；已知双缝间距d＝2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l＝0.700 m，由计算公式λ＝________，求得所测红光的波长为________mm.解析：题图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×32.0 mm＝0.320 mm，所以最终读数为2.320 mm；图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为0.01×37.0 mm＝0.370 mm，所以最终读数为13.870 mm，故Δx＝13.870－2.3206－1mm＝2.310 mm.由Δx＝ldλ可得λ＝dlΔx，解得λ＝2.0×10－40.700×2.310×10－3 m ＝6.6×10－7 m ＝6.6×10－4 mm.答案：13.870 2.310 d l Δx 6.6×10－47．奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S 是自然光源，A 、B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A 、B 之间．(1)偏振片A 的作用是_____________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A ．到达O 处光的强度会明显减弱B ．到达O 处光的强度不会明显减弱C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片B 转过的角度等于αD ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α解析：(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A 的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明了光是一种横波．(3)因为A 、B 的透振方向一致，故A 、B 间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A 后变成偏振光，通过B 后到O .当在A 、B 间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A 的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B 到达O 的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度．若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确．答案：(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD。
高考物理一轮总复习机械运动光学第4讲光的波动性电磁波相对论课件选修3_4
• 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____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．
光的干涉弄清的两个重点，一是单色光明暗纹形成的条件，波峰与波峰、波 谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹或两个表面反射回来的两列光波的 路程差 Δr 等于波长的整数倍，即 Δr＝nλ(n＝1,2，3，…)，薄膜上出现明条纹； 二是双缝干涉图样的相邻两明条纹间距公式 Δx＝dlλ.
•考点2 光的衍射
• 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
1．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示． (2)明、暗条纹的条件： ①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． b．光的路程差 r2－r1＝(2k＋1)2λ(k＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色． (3)条纹间距公式：Δx＝dl λ.
• 【答案】C
【解析】根据已有波的叠加知识，可知与两个狭缝的光的路程差是波长的整 数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的光的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．据 λ＝cf可得 λ1＝fc1 ＝5.30××1100814 m＝0.6×10－6 m＝0.60 μm，λ2＝fc2＝7.35××1100814 m＝ 0.4×10－6 m＝0.40 μm，即 d＝0.60 μm＝λ1，d＝0.60 μm＝32λ2＝3×λ22.由以上分析 可知，选项 C 正确．
2019版一轮创新思维物理(教科版)课件：第十四章 第四讲 光的波动 电磁波 相对论
亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．
2．光的偏振现象 (1)偏振 光波只沿某一特定的方向的振动． (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
一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的 强度都相
同，这种光叫作自然光．
(3)偏振光 在 垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光 的偏振证明光是 横波 自然光通过偏振片后，就得到了偏振 光． (4)偏振光的理论意义及应用 ①理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能 确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波． ②应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
6．电磁波谱 电磁 波谱 无线 电波 红外线 特性 应用 真空中 波长/m ＞10－3 频率 /Hz ＜3×1011 递变 规律
波动性强， 无线电 易发生衍射 热效应 技术 红外线 遥感 照明、 摄影
10－3～10－7 1011～1015
可见光
引起视觉波谱
特性 化学效应、
应用
真空中 波长/m
频率 /Hz
递变 规律
紫外线
荧光效应、 能杀菌
医用消毒、 防伪 检查、 医用透视 工业探伤、 医用治疗
10－7～10－9
1015～1017
X 射线
贯穿性强 贯穿本领 最强
10－8～10－11 1016～1019
γ 射线
＜10
－11
＞1019
四、狭义相对论的基本假设
相对论质速关系、质能关系
(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)． l ③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝ λ. 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．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时 形成彩色条纹．
高考物理(人教)总复习课件：第十四章+波与相对论+4+第四节 光的波动性 电磁波和相对论
3．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情 况总是 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___处出现亮条纹；路程差是半波长的 奇数倍
处出现暗条纹．相邻的明条纹(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__Δ__x_＝__dl_λ___． 4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜) 前后表面 反射的
5．电磁波的接收 (1)调谐：使接收电路产生
电谐振 的过程．
(2)解调：使声音或图像信号从 高频电流 中还原出来的过程．
6．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等合
起来构成了范围广阔的电磁波谱，如图所示．
[即时小练] 1．下列关于电磁波的说法，正确的是( ) A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 答案：C
解析：选 C.干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生 衍射现象，选项 A 错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥 控电视机的，选项 B 错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体 相对于地球的速度，选项 C 正确；根据光速不变原理，在不同 的惯性系中，光速是相同的，选项 D 错误．
考点五 相对论 [基础梳理]
解析：选 AC.根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气劈 尖膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与 波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以 A 项正确，B 项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光 的同一侧，故 D 项错误；条纹的位置与空气劈尖膜的厚度是对 应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气劈尖膜向劈尖 移动，故条纹向着劈尖移动，故 C 项正确．
2020届高三物理一轮复习：第十四章 第4讲 光的波动性 电磁波和相对论
课时作业(四十四)1．关于光现象及其应用，下列说法正确的是( )A ．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，但接收到的频率会变化B ．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象C ．用双缝干涉仪做光的双缝干涉实验时，紫光条纹间距大于红光条纹间距D ．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象E ．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高 解析：根据光速不变原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，但接收到的频率会变化，选项A 正确；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，选项B 正确；用双缝干涉仪做光的双缝干涉实验时，因紫光的波长小于红光，根据Δx ＝L dλ可知，紫光条纹间距小于红光条纹间距，选项C 错误；用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，选项D 错误；灯的光从空气进入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以他看到的灯的位置比实际位置偏高，故E 正确．答案：ABE2．下列说法正确的是( )A ．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均为3.0×108 m/sB ．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性C ．紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度D ．日光灯是紫外线的荧光效应的应用E ．无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号，是因为其波动性强，易发生衍射解析：所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，故A 正确；红外线应用在遥感技术中是利用它有较强的衍射能力，故B 错误；对同一介质紫外线比红外线的折射率大，故紫外线比红外线在水中的传播速度小，故C 错误；日光灯应用了紫外线的荧光效应，故D 正确；无线电波波长较长，易发生衍射，E 正确．答案：ADE3．下列说法正确的是( )A ．机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量B ．在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小C ．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度D ．光的偏振现象可以说明光是横波E ．狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的解析：机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播，故A 错误；同种介质中，光的波长越短，频率越高，传播速度越慢，故B 正确；在打磨精密光学平面时，利用了光的干涉现象，故C 正确；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，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明也证明了光是横波，故D 正确；狭义相对性原理指出，力学规律在任何惯性系中都是相同的，故E 错误．答案：BCD4．如图所示是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )A ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比b 光的大B ．在真空中a 、b 两光传播速度相同C ．从真空射入同种介质发生全反射时，a 光全反射临界角小D ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光全反射临界角小E ．在相同的条件下，b 光比a 光更容易产生明显的衍射现象解析：根据题图可知，b 光的干涉条纹间距大于a 光的干涉条纹间距，由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L d λ可知，b 光的波长比a 光的大，由λ＝c f可知，b 光的频率比a 光的小，则在同种介质中，b 光的折射率小于a 光，根据n ＝c v 可知，在介质中，a 光的传播速度比b 光的小，选项A 错误．在真空中a 、b 两光传播速度相同，均为光速，选项B 正确．从真空射入同种介质不会发生全反射，选项C 错误．由介质射入真空发生全反射的临界角公式sin C ＝1n可知，a 光折射率较大，从同种介质射入真空发生全反射时a 光全反射临界角小，选项D 正确．由于b 光的波长比a 光的大，根据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b 光比a 光更容易产生明显的衍射现象，选项E 正确．答案：BDE5．(2019·河南郑州实验中学模拟)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 解析：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．答案：CDE6. 如图所示，从点光源S 发出的一束复色光，以一定的角度入射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a 、b 两束光．下面的说法中正确的是( )A ．在三棱镜中a 光的传播速率大于b 光的传播速率B ．a 光频率大于b 光频率C ．若改变复色光的入射角，可在入射面发生全反射D ．a 、b 两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δx a <Δx bE ．真空中的a 、b 两束光的光速相对于不同的惯性参考系是相同的解析：经过三棱镜，b 光的偏折角小于a 光的偏折角，所以b 光的折射率小于a 光的折射率，由公式v ＝c n得知，在三棱镜中a 光传播速率小于b 光的传播速率，故A 错误；由于a 光的折射率大于对b 光的折射率，则a 光的频率大于b 光的频率，故B 正确；当光线由光疏介质射到光密介质时，因为光线靠近法线而折射，这时不会发生全反射，所以改变复色光的入射角，都不可能在入射面发生全反射，故C 错误；由于a 光的频率大于b 光的频率，所以a 光的波长小于b 光，根据公式Δx ＝L dλ，a 、b 两束光分别通过同一双缝干涉装置时a 光条纹间距小于b 光条纹间距，故D 正确；根据光速不变原理，真空中a 、b 两光的传播速度相同，均为光速，故E 正确．答案：BDE7．(2019·福建厦门外国语学校高三适应性考试)利用下图装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下面几种说法中正确的是( )A ．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B ．将滤光片由紫色的换成红色的，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 ．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小E ．去掉滤光片后，干涉现象消失解析：实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A 正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距公式Δx ＝L dλ知条纹间距变宽，故B 正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C 错误；把5个条纹间距数成6个，则Δx 减小，根据Δx ＝L dλ，可知波长减小，故D 正确；去掉滤光片，将出现彩色的干涉条纹，故E 错误．答案：ABD8．(2019·湖北重点中学联考)如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n ，O 是圆心，MN 是法线．一束单色光线以入射角i ＝30°由玻璃砖内部射向O 点，折射角为r ，当入射角增大到也为r 时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a 、b 后，得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为c )．则下列说法正确的是( )A ．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°B ．玻璃砖的折射率n ＝ 2C ．此光在玻璃砖中的传播速度v ＝22c D ．单缝b 宽度较大E ．光的偏振现象说明光是一种纵波解析：根据折射定律有n ＝sin r sin i，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于C ，根据sin C ＝1n，结合i ＝30°，解得n ＝2，C ＝45°，故A 错误，B 正确；光在玻璃砖中的传播速度为v ＝c n ＝22c ，故C 正确；由乙图知，单色光通过单缝a 后衍射现象比较显著，所以单缝a 宽度较小，单缝b 宽度较大，故D 正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E 错误．答案：BCD。