第53课时__光的波动___电磁场与电磁波___相对论简介(修订版).doc

第53课时 光的波动性 电磁场与电磁波 相对论简介课前准备区考纲预览1光的干涉，衍射和偏振2用双缝干涉测光的波长3电磁波的产生，发射及接受，电磁波及其传播4电磁波谱5狭义相对论的基本假设预习内容：教科版选修3-4P78-P107知识整理：一、光的波动性光的_、_现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光波为_波，光的电磁说则揭示了光波的本质光是_。二、光的干涉现象1光的干涉条件：_相同的两光源发出的光在空间相遇。2双缝干涉：若用单色光，则在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹，条纹间距与波长、屏到双缝的距离和双缝间距有关，满足。上述关系式给出了一种“测量光波长”的方法。若用白光，除中央亮条纹为白色外，两侧为_条纹，它是由于不同波长的光干涉条纹的_不同而形成的。3薄膜干涉：薄膜的前后两个表面_的两列光叠加而成。同一条明条纹（或暗条纹）应出现在膜的厚度_的地方。利用薄膜干涉可以检验工件平面是否平整，还可以作为光学镜头上的增透膜。由于光波波长极短，因此薄膜极薄。增透膜厚度最小应是光在_中波长的_。三、光的衍射现象1现象：光绕过障碍物继续传播的现象。2条件：发生明显的衍射现象，其条件是障碍物（或孔）的尺寸比光波波长_，或者跟光的波长_。3单缝衍射：光通过单缝照射到屏上时，屏上将出现“有明有暗，明暗相间”的衍射条纹，与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹_，而衍射条纹的中央明纹较宽，较亮。4泊松亮斑：光照射到不透光的小圆板上时，在圆板阴影_处出现的衍射亮斑。四、光的偏振现象1自然光与偏振光：沿着各个方向振动的强度 的光称自然光；只沿某一特定方向振动的光称_光。2偏振现象：自然光经过某一偏振片（起偏器）A后即变为偏振光；若再使光经过另一偏振片（检偏器）B并逐渐转动偏振片B使A与B的偏振化方向相互垂直，则光就_透过偏振片B。这样的现象叫做光的偏振现象。3意义：光的偏振现象充分表明光波是_波。因为偏振现象是横波所特有的现象。4应用：摄影师在拍摄池中的游鱼，玻璃橱窗里的物品时，往往在照相机镜头前装滤光片，其目的是减弱_。五、电磁波的发现1麦克斯韦的电磁场理论麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：_；_.2电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的_和_总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为_。电场和磁场只是这个统一的_的两种具体表现。3电磁波变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播，就形成_。（1）电磁波是_（填“横波”或“纵波”）。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向_且随时间变化。（2）电磁波的传播不需要介质，在_ _中也能传播。在真空中的波速为c=_ _m/s.（3）波速和波长、频率的关系：c=_.六、电磁振荡振荡电路：大小和方向都随时间做周期性快速变化的电流叫做_，能够产生振荡电流的电路叫_ _，LC回路是一种简单的_.七、无线电波的发射和接收1无线电波的发射：如图所示。（1） 有效地发射电磁波的条件是：a.频率 （单位时间内辐射出的能量Pf 4）；b.形成 电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去）。（2）调制：使电磁波随各种信号而改变。调制有_和_。2无线电波的接收（1）电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。（2）调谐：使接收电路产生 的过程。调谐电路如图所示。通过改变电容器电容来改变调谐电路的 。（3）解调：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。八、电磁波谱按电磁波的_或_大小的顺序排列成谱，叫电磁波谱。按波长从长到短的顺序排列，依次是_、红外线、_、_、X射线、射线。九、相对论简介1狭义相对论的两个假设（1）在不同的_，_都是相同的。这个假设通常称为爱因斯坦相对性原理.（2）真空中的光速在_ _都是相同的，与_和_没有关系。这个假设通常叫做光速不变原理2狭义相对论的几个结论（1）时间间隔的相对性从狭义相对论的两个基本假设出发，我们会看到，时间间隔是相对的.运动的钟比静止的钟走得_，即所谓的钟慢效应，而且，运动速度越快，钟走的越_，接近光速时，钟就几乎_了。（2）长度的相对性在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子_，即所谓的尺缩效应，速度越大，差别也越大，当速度接近光速时，尺子缩成_。当杆沿着垂直于自身的方向运动时，测得的长度_。（3）相对论质量物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下关系：。微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量。（4）质能方程相对论另一个重要结论就是大家已经学过的爱因斯坦质能方程：E = mc2 预习检测1下面是四种与光有关的事实其中，与光的干涉有关的是（ ）A用光导纤维传播信号 B用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度 C一束白光通过三棱镜形成彩色光带 D水面上的油膜呈现彩色 2有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（ ） A只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光（2012上海卷）下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（ ）（A）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课中学习区考点突破考点1光的干涉和衍射问题1.双缝干涉的现象及生活中的应用问题2. 单缝衍射现象及与干涉现象比较【例1】如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为610-7m的橙光做实验时，光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为410-7m的紫光重复上述实验，在和P1点形成的亮、暗纹情况是（ ）P和P1都是亮纹 P是亮纹，P1是暗纹P是暗纹，P1是亮纹 P和P1都是暗纹【变式训练1】如图所示的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（灰黑色部分表示亮纹）.则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是（ ） A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫【变式训练2】如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ） A干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的考点2光的偏振问题1.什么是偏振现象问题2. 偏振现象的应用？【例2】如图所示，人眼隔着起偏器B、A去看一只电灯泡S，一束透射光都看不到，那么，以下说法中哪些是正确的（ ）A使A和B同时转过90，仍然一束光都看不到B单使B转过90过程中，看到光先变亮再变暗C单使B转过90过程中，看到光逐渐变亮D单使A转动时，始终看不到透射光考点3电磁场与电磁波问题1.麦克斯韦两大理论是什么？问题2. 产生电磁波的条件是什么？【例3】关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是（ ）A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.变化的电场周围一定产生变化的磁场C.电磁波既能在介质中传播,又能在真空中传播D.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短考点4狭义相对论问题1.狭义相对论需要了解的基本理论问题2.【例4】在狭义相对论中，下列哪些说法是正确的（ ）（1）一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速（2）质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的（3）惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。A（1）（3）是正确的 B（1）（2）是正确的C（1）（2）（3）是正确的 D（2）（3）是正确的 当堂展示1下列说法中正确的是 ( )A托马斯杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波B电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显D地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L2.(2012全国理综).在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离3如图12B-1图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是_AA、B均不变BA、B均有变化CA不变，B有变化 DA有变化，B不变4惯性系S中有一边长为l的正方形，如图中A所示，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是 （ ）问题反思第53课时 光的波动性 电磁场与电磁波 相对论简介课后练习区班级 姓名 评价 一、选择题1用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），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（ ）A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变2下列说法中不正确的有（ ）A自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光B玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象C立体电影是应用了光的偏振现象D可以通过迈克尔孙莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的3在杨氏双缝干涉实验中，如果 ( )A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹4.某高层建筑物外墙大量使用了幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的物体，其原因是( )A在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物质B在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜C在玻璃的外表面涂有高反射膜D在玻璃的外表面涂有增透膜5.我们经常可以看到，在路边施工处总挂着红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光( )A比其他色光更容易发生衍射 B比其他色光的光子能量大C比其他色光更容易发生干涉 D比其他色光更容易发生全反射6.电磁波谱是一个很大的家族，下列与电磁波谱有关的说法中错误的是( ) A电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 B利用紫外线的荧光效应可以鉴别钞票的真伪 Cx射线可用来检查人体内部的器官，其频率比可见光频率小 D红外摄影的基础是探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射7下列说法中正确的是（ ） A在地面附近有一高速飞过的火箭 ，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了；火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化. B麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在.C在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象.D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽.第53课时 光的波动性 电磁场与电磁波 相对论简介参考答案知识梳理一、光的波动性干涉、衍射、横、电磁波二、光的干涉现象频率、彩色、间距、反射、相同、介质、三、光的衍射现象短、差不多、平行等距、中心四、光的偏振现象相同、偏振、不能、横、玻璃表面的反射光进入镜头对成像的影响五、电磁波的发现变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场、电场、磁场、电磁场、整体、电磁波、横波、垂直、真空、3108m/s、c=f。六、电磁振荡振荡电流、振荡电路、振荡电路七、无线电波的发射和接收无线通信、足够大、开放、调幅、调频、电谐振、频率。八、电磁波谱波长、频率、无线电波、可见光、紫外线九、相对论简介惯性参考系中、一切物理规律、不同的惯性参考系中、光源的运动、观察者的运动、慢、慢、停止、短、一个点、和静止时一样预习检测1、B D。2、B D。3.B考点突破例1、。 变式训练1、。 变式训练2、A C