高考物理总复习选考部分机械振动机械波光电磁波相对论简介基础课4光的干涉衍射和偏振电磁波与相对论市赛课

基础课4光干涉、衍射和偏振电磁波与相对论1/41光干涉、衍射和偏振1.光干涉 (1)定义：在两列光波叠加区域，一些区域相互加强，出现

条纹，一些区域相互减弱，出现

条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔现象。 (2)条件：两束光频率

、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等间距干涉条纹；白光照射时，中央为

条纹，其余为

条纹。知识排查2/412.光衍射

发生显著衍射条件：只有当障碍物尺寸与光波长

，甚至比光波长

时候，衍射现象才会显著。3.光偏振 (1)自然光：包含着在垂直于传输方向上沿

振动光，而且沿着各个方向振动光波强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于光传输方向平面上，只沿着某个

方向振动光。 (3)偏振光形成

①让自然光经过

形成偏振光。

②让自然光在两种介质界面发生反射和

，反射光和折射光能够成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)光偏振现象说明光是一个

波。3/41电磁波1.麦克斯韦电磁场理论

改变磁场能够在周围空间产生

，改变电场能够在周围空间产生

。2.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远传输，形成

。 (2)电磁波传输不需要

，可在真空中传输，在真空中不一样频率电磁波传输速度

(都等于光速)。 (3)不一样频率电磁波，在同一介质中传输。其速度是不一样，频率越高，波速越

。 (4)v＝λf，f是电磁波频率。4/413.电磁波发射 (1)发射条件：

电路和

信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。 (2)调制方式

①调幅：使高频电磁波

随信号强弱而变。

②调频：使高频电磁波

随信号强弱而变。开放高频振荡振幅频率5/414.无线电波接收 (1)当接收电路固有频率跟接收到无线电波频率

时，激起振荡电流

，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振过程叫做

，能够调谐接收电路叫做

电路。 (3)从经过调制高频振荡中“检”出调制信号过程，叫做

。检波是

逆过程，也叫做

。5.电磁波谱：按照电磁波

或

大小次序把它们排列成谱叫做电磁波谱。

按波长由长到短排列电磁波谱为：无线电波、红外线、

、紫外线、X射线、γ射线。6/41相对论1.狭义相对论两个基本假设 (1)狭义相对性原理：在不一样惯性参考系中，一切物理规律都是

。 (2)光速不变原理：真空中光速在不一样惯性参考系中都是相同，光速和光源、观察者间相对运动没相关系。2.质能关系用m表示物体质量，E表示它含有能量，则爱因斯坦质能方程为E＝

。7/41小题速练1.思索判断 (1)太阳光经过三棱镜形成彩色光谱，这是光干涉结果。(

) (2)泊松亮斑支持了光波动说。(

) (3)光学镜头上增透膜是利用光干涉现象。(

) (4)光双缝干涉试验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小。(

) (5)均匀改变磁场产生均匀改变电场向外传输便形成了电磁波。(

) (6)在真空中传输电磁波，当它频率增加时，它传输速度不变，波长变短。(

) (7)光速不变原理指出光在真空中传输速度在不一样惯性参考系中都是相同。(

)

答案

(1)×

(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

(7)√8/412.(·洛阳孟津一高检测)(多项选择)以下说法正确是(

) A.用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光全反射原理 B.紫外线比红外线更轻易发生衍射现象 C.经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大 D.光色散现象都是因为光干涉现象引发 E.光偏振现象说明光是一个横波

答案

ACE9/413.(·云南师范大学从属中学模拟)(多项选择)以下说法正确是(

) A.水中气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象 B.雷达发射电磁波是由均匀改变电场或磁场产生 C.拍摄玻璃橱窗内物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面反射光 D.红色和蓝色激光在不一样介质中传输时波长可能相同 E.狭义相对论认为：真空中光速在不一样惯性参考系中都是相同10/41解析水中气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，选项A错误；均匀改变电场或磁场只能产生恒定磁场或电场，不能形成电磁波，雷达发射电磁波一定是由周期性改变电场或周期性改变磁场产生，选项B错误；拍摄玻璃橱窗内物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面反射光，选项C正确；红色和蓝色激光频率不一样，在同一个介质中传输时波速不一样，波长不一样，而红色和蓝色激光在不一样介质中传输时波长可能相同，选项D正确；狭义相对论认为：真空中光速在不一样惯性参考系中都是相同，选项E正确。答案

CDE11/41光干涉现象1.双缝干涉12/412.亮暗条纹判断方法 (1)如图1所表示，光源S1、S2发出光到屏上某点旅程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现亮条纹。图113/41图214/41(2)光照射到薄膜上时，在膜前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同光波，而且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹。(3)条纹特点：①单色光：明暗相间水平条纹；②白光：彩色水平条纹。15/411.[·全国卷Ⅱ，34(1)](多项选择)在双缝干涉试验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后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间距，可选取方法是(

) A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝位置移动 E.将光源向远离双缝位置移动16/41答案ACD17/412.(多项选择)如图3所表示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成干涉图样，则(

)A.在同种均匀介质中，a光传输速度比b光大B.在真空中a、b两光传输速度相同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.在相同条件下，b光比a光更轻易产生显著衍射现象图318/41答案BDE19/41光衍射和光偏振现象1.对光衍射了解 (1)衍射是波特征，波长越长，衍射现象越显著。任何情况下都能够发生衍射现象，只有显著与不显著差异。 (2)衍射现象说明“光沿直线传输”只是一个特殊情况，只有在光波长比障碍物小得多时，光才能够看作是沿直线传输。20/412.自然光和偏振光比较

自然光(非偏振光)偏振光光起源直接从光源发出光自然光经过起偏器后光光振动方向在垂直于光传输方向平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动光强度相同在垂直于光传输方向平面内，光振动沿特定方向21/411.(·重庆市模拟)(多项选择)以下说法正确是(

) A.在惯性系中，不论光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到光速是不变 B.水面上油膜展现彩色是光干涉现象 C.在光导纤维束内传送图象是利用光色散现象 D.声源向静止观察者运动，观察者接收到频率小于声源频率 E.未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，轻易发生衍射现象

答案

ABE22/412.(多项选择)关于波干涉和衍射，以下说法正确是(

) A.衍射是一切波特有现象 B.两列波发生干涉时，振动加强区域质点位移一定一直最大 C.声波轻易发生衍射是因为声波波长较长 D.观察薄膜干涉时，应该在入射光同一侧 E.医院中用于体检“B超”利用了超声波衍射原理23/41解析衍射是一切波特有现象，选项A正确；两列波发生干涉时，振动加强区域质点振动一直加强，不是位移一直最大，选项B错误；声波轻易发生衍射是因为声波波长较长，选项C正确；薄膜干涉是两列频率相同反射光在薄膜上出现现象，所以应在入射光同一侧观察，选项D正确；医院中用于体检“B超”利用了超声波反射原理，选项E错误。答案

ACD24/413.(多项选择)光偏振现象说明光是横波。以下现象中能反应光偏振特征是(

) A.一束自然光相继经过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光强度发生改变 B.一束自然光入射到两种介质分界面上，当反射光线与折射光线之间夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 C.日落时分，拍摄水面下景物，在摄影机镜头前装上偏振滤光片能够使景像更清楚 D.经过手指间缝隙观察日光灯，能够看到彩色条纹 E.阳光在水面反射光是自然光25/41解析在垂直于传输方向平面上，沿着某个特定方向振动光是偏振光，选项A、B反应了光偏振特征；选项C是偏振现象应用；选项D是光衍射现象，D项错误；阳光在水面反射光是偏振光，故选项E错误。答案ABC26/411.试验原理与操作试验：用双缝干涉测光波长 27/412.数据处理与分析28/411.在观察光双缝干涉现象试验中： (1)将激光束照在如图4乙所表示双缝上，在光屏上观察到现象是图4甲中________。图429/41(2)换用间隙更小双缝，保持双缝到光屏距离不变，在光屏上观察到条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝距离，在光屏上观察到条纹宽度将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)。解析(1)双缝干涉图样是平行且等宽明暗相间条纹，A图正确；答案(1)A

(2)变宽变窄30/412.(·北京海淀区模拟)如图5甲所表示，在“用双缝干涉测光波长”试验中，将试验仪器按要求安装在光具座上，并选取缝间距d＝0.20mm双缝屏。然后，接通电源使光源正常工作。已知像屏与双缝屏间距离L＝700mm。图531/41(1)已知测量头上主尺最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所表示，此时测量头上主尺和游标尺示数如图丙所表示，则此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间距离为8.40mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝色光波长λ＝________m(保留2位有效数字)。32/41(2)另一同学按试验装置安装好仪器后，观察到光干涉现象很显著。若他对试验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清楚条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能会实现这个效果是________。A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝与双缝间距增大少许C.仅将单缝与双缝位置交换D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片33/41答案(1)0.25

4.8×10－7

(2)D34/411.电磁波与机械波主要区分 (1)电磁波传输不需要介质，机械波传输需要介质。 (2)电磁波是横波，机械波可能是横波，也可能是纵波。电磁波与相对论 35/412.电磁波谱特征及应用电磁波谱特征应用递变规律无线电波轻易发生衍射通信和广播红外线热效应红外线遥感

可见光引发视觉照明等紫外线荧光效应，能杀菌灭菌消毒、防伪X射线穿透能力强医用透视、安检γ射线穿透能力很强工业探伤、医用治疗36/411.[·全国卷Ⅱ，34(1)](多项选择)关于电磁波，以下说法正确是(

) A.电磁波在真空中传输速度与电磁波频率无关 B.周期性改变电场和磁场能够相互激发，形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传输时，其传输方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号能够实现无线通信，但电磁波不能经过电缆、光缆传输 E.电磁波能够由电磁振荡产生，若波源电磁振荡停顿，空间电磁波随即消失37/41解析电磁波在真空中传输速度均为光速，与频率无关，选项A正确；电磁波是改变电场和改变磁场相互激发得到，选项B正确；电磁波传输方向与电场方向、磁场方向均垂直，选项C正确；光是一个电磁波，光可在光导纤维中传输，选项D错误；电磁振荡停顿后，电磁波仍会在介质或真空中继续传输，选项E错误。答案ABC38/412