高考物理大一轮复习 第4讲 光的波动性 电磁波 相对论课件（选修34）.ppt

选修3 4 选考部分 第4讲光的波动性电磁波相对论 一 光的干涉 衍射和偏振1 光的干涉 1 条件和方法 两列光的 相同 相位和振动方向相同 才能产生稳定的干涉现象 将同一列光分为两列光 可以获得相干光源 双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源 频率 b 光的路程差 r2 r1 2k 1 k 0 1 2 光屏上出现暗条纹 条纹间距公式 3 薄膜干涉 原理 薄膜厚度上薄下厚 入射光照在薄膜的同一位置 来自前后两个面的反射光 不同 叠加后出现明暗相间的条纹 应用a 增透膜 b 利用光的干涉检查平整度 路程差 2 光的衍射 1 概念 光离开直线路径而绕过障碍物继续传播的现象 2 条件 在障碍物 或孔 的尺寸可以跟 相比 甚至比光的波长还小的时候 衍射现象十分明显 3 各种衍射图样 中央为 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 圆孔衍射 明暗相间的不等距 泊松亮斑 光照射到一个半径很小的圆板后 在圆板的 出现的亮斑 这是光能发生衍射的有力证据之一 光的波长 亮条纹 圆环 阴影中心 3 光的偏振 1 偏振光 在垂直于光传播方向的平面上 只沿某个 振动的光 2 产生途径 光通过偏振片 一定条件下光通过介质表面形成的反射光和折射光 3 应用 拍摄景物照片时镜头加偏振片可使景像清晰 拍摄或观看立体电影等 特定方向 跟踪训练 1 多选 2015年益阳检测 下列现象中由光的干涉产生的是 a 天空出现彩虹b 肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹c 阳光通过三棱镜形成彩色光带d 光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹e 照相机的镜头成蓝紫色 答案 be 解析 天空出现彩虹 是光的折射现象 阳光通过三棱镜折射形成彩色光带 选项a c错误 肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹是由光的干涉产生的 选项b正确 光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹 是由光的衍射产生的 选项d错误 照相机的镜头前涂上增透膜 光线在膜上产生干涉现象 镜头成蓝紫色 选项e正确 2 单选 2015年安徽联考 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样 下列四幅图片中属于单色光的单缝衍射图样的是 答案 b 解析 在a图条纹等间隔 是单色光干涉图样 b和d图条纹中间是宽的亮条纹 两侧条纹变窄且对称 属于衍射图样 b图为单色光衍射图样 d图为白光衍射图样 c图是水波通过小孔后的衍射图样 二 电磁场和电磁波1 麦克斯韦电磁场理论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 这就是电磁场 完整的整体 3 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 发射 调制 条件 足够高的振荡频率和开放电路 方法 调频和调幅 3 接收 通过解调接收电磁波 再通过解调获取信息 4 特点 电磁波是横波 在空间传播 介质 真空中电磁波的速度约为3 108m s v f对电磁波也适用 电磁波能产生反射 折射 干涉和衍射等现象 4 电磁波谱 1 定义 按电磁波的波长从长到短分布是 红外线 可见光 紫外线 x射线和 射线 形成电磁波谱 其波长依次 频率依次 不需要 无线电波 变小 变大 2 电磁波谱的特性 应用 3 单选 2013年浙江卷 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 无论是电磁波还是声波 都可以传递能量和信息 选项a错误 在手机通话过程中 既涉及电磁波又涉及声波 选项b正确 太阳光中的可见光属于电磁波 b超 中的超声波是声波 两者波速不同 选项c错误 红外线波长较x射线波长 选项d错误 跟踪训练 4 单选 2010年北京卷 属于狭义相对论基本假设的是 在不同的惯性系中 a 真空中光速不变b 时间间隔具有相对性c 物体的质量不变d 物体的能量与质量成正比 答案 a 解析 狭义相对论基本假设为 一是在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 即光速不变原理 由此可知a属于狭义相对论基本假设 故a正确 其他的都只是推导出的基本关系 1 衍射和干涉的区别 光的干涉 衍射和偏振 2 自然光和偏振光的比较 单选 2012年上海卷 如图12 4 2为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样 则 图12 4 2a 甲为紫光的干涉图样b 乙为紫光的干涉图样c 丙为红光的干涉图样d 丁为红光的干涉图样 解析 因白炽灯光为自然光 含各个方向的偏振光 且各个方向的偏振光的强度都相同 偏振片p和q都只允许特定方向的偏振光通过 不管偏振片p旋转到任何位置都有光线通过 而且强度不变 所以a点的光的强度不变 当自然光通过偏振片p后变为偏振光 再通过偏振片q 旋转偏振片p 当偏振片p和q允许通过的方向相同时 则b点最亮 当偏振片p和q允许通过的方向不同时 b点为暗点 所以b点光的强度会发生变化 由此可知选项c正确 a b d错误 1 电磁波的传播及波长 频率 波速 1 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是相同的 都等于光速 2 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 3 三者关系v f f是电磁波的频率 电磁场理论和电磁波的理解 2 电磁波与机械波的比较 多选 2015年焦作一模 下列说法中正确的是 a 光的衍射现象说明 光的直线传播 是错误的b 人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射c 光的双缝干涉实验中 若仅将入射光从红光改为紫光 则相邻亮条纹间距一定变大d 光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理e 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 答案 bde 解析 光的衍射在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比 甚至比波长还小时比较明显 但平时不易满足条件 衍射不明显 可认为光沿直线传播 选项a错误 人耳能听见的声波波长