高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波相对论简介 第3讲 光 电磁波 相对论简介课件.ppt

第3讲光电磁波相对论简介 1 折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生的现象 如图3 1 光的折射定律 考纲要求 折射率 考纲要求 图3 1 改变 两侧 正比 偏折大 频率 1 全反射 1 定义 光从光密介质射入光疏介质 当入射角增大到某一角度时 折射光线将 只剩下反射光线的现象 2 条件 光从光密介质射向光疏介质 入射角 临界角 全反射 光导纤维 考纲要求 消失 大于等于 1 光的干涉和衍射比较 光的干涉 衍射和偏振现象 考纲要求 2 薄膜干涉 1 相干光来自于薄膜的前 后表面 或上 下表面 反射回来的两列反射光 2 图样特点 同双缝干涉 同一条亮 或暗 纹对应薄膜的 相等 3 光的偏振现象 1 偏振光波只沿的方向的振动 某一特定 厚度 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振动的光 而且沿各个方向振动的光波的都相同 这种光叫做自然光 3 偏振光在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 自然光通过偏振片后 就得到了偏振光 一切方向 强度 横波 垂直 判断正误 正确的划 错误的划 1 各种波均会发生偏振现象 2 用白光做单缝衍射与双缝干涉实验 均可看到彩色条纹 3 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象 答案 1 2 3 1 麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生 变化的电场能够在周围空间产生 2 电磁场变化电场在周围空间产生磁场 变化磁场在周围空间产生电场 变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体 这就是电磁场 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场电磁波的产生 发射及接收电磁波及其传播电磁波谱 考纲要求 电场 磁场 3 电磁波 1 电磁场在空间由近及远的传播 形成 2 电磁波的传播不需要 可在真空中传播 在真空中不同频率的电磁波传播速度是的 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 4 v f f是电磁波的频率 电磁波 介质 相同 小 4 电磁波的发射 1 发射条件 电路和信号 所以要对传输信号进行 包括调幅和调频 2 调制方式 调幅 使高频电磁波的随信号的强弱而变 调幅广播 am 一般使用中波和短波波段 调频 使高频电磁波的随信号的强弱而变 调频广播 fm 和电视广播都采用调频的方法调制 开放 高频振荡 调制 振幅 频率 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 时 激起的振荡电流 这就是电谐振现象 2 使接收电路产生电谐振的过程叫做 能够调谐的接收电路叫做电路 3 从经过调制的高频振荡中 检 出调制信号的过程 叫做 检波是的逆过程 也叫做 相等 最强 调谐 调谐 检波 调制 解调 6 电磁波谱 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的 光速与光源 观测者间的相对运动没有关系 狭义相对论的基本假设质速关系 质能关系相对论质能关系式 考纲要求 相同 相同 增大 大于 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 1 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 基础自测 解析根据电磁波的产生机理及传播特性可知 电磁波的传播不需要依赖介质 选项a错误 干涉 衍射是所有波都具有的共同特性 选项b正确 由于电磁波是横波 故能发生偏振现象 选项c错误 电磁波能够携带图象 声音等信息进行传播 选项d错误 答案b 2 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 狭义相对论任何情况下都适用 解析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 选项a正确 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 光速不变原理 与光源的运动无关 选项b正确 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 故选项c正确 d错误 答案d 3 如图3 2所示 偏振片p的透振方向 用带有箭头的实线表示 为竖直方向 下列四种入射光束中 能在p的另一侧观察到透射光的是 a 太阳光b 沿竖直方向振动的光c 沿水平方向振动的光d 沿与竖直方向成45 角振动的光 图3 2 解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过 当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时 透射光的强度不同 它们平行时最强 而垂直时最弱 太阳光是自然光 光波可沿任何方向振动 所以在p的另一侧能观察到透射光 沿竖直方向振动的光 振动方向与偏振片的透振方向相同 当然可以看到透射光 沿水平方向振动的光 其振动方向与透振方向垂直 所以看不到透射光 沿与竖直方向成45 角振动的光 其振动方向与透振方向不垂直 仍可看到透射光 答案abd 4 如图3 3是双缝干涉实验装置的示意图 s为单缝 s1 s2为双缝 p为光屏 用绿光从左边照射单缝s时 可在光屏p上观察到干涉条纹 下列说法正确的是 a 减小双缝间的距离 干涉条纹间的距离减小b 增大双缝到屏的距离 干涉条纹间的距离增大c 将绿光换为红光 干涉条纹间的距离减小d 将绿光换为紫光 干涉条纹间的距离增大 图3 3 答案b 5 很多公园的水池底都装有彩灯 当一细束由红 蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时 关于光在水面可能发生的反射和折射现象 下列光路图中正确的是 解析红光 蓝光都要发生反射 红光的折射率较小 所以红光发生全反射的临界角较蓝光大 蓝光发生全反射时 红光不一定发生 故c正确 答案c 1 光的折射 全反射中的三个 一 一个规律 光的折射定律一个概念 折射率一个条件 全反射的条件 热点一光的折射全反射 2 解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时 要抓住发生全反射的两个条件 一是光必须从光密介质射入光疏介质 二是入射角大于或等于临界角 利用好光路图中的临界光线 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 且在作光路图时尽量与实际相符 这样更有利于问题的分析 典例1 2013 课标 34 2 如图3 4所示为一光导纤维 可简化为一长玻璃丝 的示意图 玻璃丝长为l 折射率为n ab代表端面 已知光在真空中的传播速度为c 为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面 求光线在端面ab上的入射角应满足的条件 求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间 图3 4 解析 设光线在端面ab上c点 见右图 的入射角为i 折射角为 由折射定律有sini nsin 设该光线射向玻璃丝内壁d点的入射角为 为了使该光线可在此光导纤维中传播 应有 反思总结解答光的折射 全反射问题时抓好两个关键点 1 准确作出光路图 2 利用几何关系确定光路中的边 角关系 找准入射角和折射角 跟踪短训 图3 5 答案b 图3 6 答案见解析 1 单缝衍射与双缝干涉的比较 热点二光的干涉 衍射及偏振 2 自然光和偏振光的比较 典例2 2013 大纲全国 14 下列现象中 属于光的衍射的是 a 雨后天空出现彩虹b 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹c 海市蜃楼现象d 日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹 解析彩虹是光的色散现象 海市蜃楼是光的折射 全反射现象 肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象 a c d错误 通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象 b正确 答案b 跟踪短训 3 2013 上海单科 3 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 a 传播速度不同b 强度不同c 振动方向不同d 频率不同解析白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光 而光的颜色由频率决定 不同单色光 频率不同 d正确 答案d 4 如图3 7所示 白炽灯的右侧依次平行放置偏振片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 a a b均不变b a b均有变化c a不变 b有变化d a有变化 b不变 图3 7 解析白炽灯光经过偏振片p后成为完全偏振光 旋转p时p q间偏振光的振动方向改变 但光的强度不变 b d错误 由于偏振片q的透振方向不变 故旋转p时q右侧的偏振光强度发生周期性变化 故a错误 c正确 答案c 热点三电磁波相对论 2 电磁波与机械波的比较 典例3 2013 四川理综 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 解析电磁波是电磁场这种物质在空间的传播 它既可在真空中传播 也可在介质中传播 a错误 当电场随时间均匀变化时产生稳定的磁场 稳定的磁场不能再产生电场 故也就不能形成电磁波 b错误 做变速运动的电荷产生变化的磁场 变化的磁场在其周围空间产生变化的电场 电场 磁场交替产生 向外传播的过程就形成了电磁波 c正确 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 d错误 答案c 跟踪短训 5 对于机械波和电磁波的比较 下列说法中正确的是 a 它们都能发生反射 折射 干涉和衍射现象b 它们在本质上是相同的 只是频率不同而已c 它们可能是横波 也可能是纵波d 机械波的传播速度只取决于介质 跟频率无关 电磁波的传播速度与介质无关 只跟频率有关 解析机械波与电磁波都具有波的一切特性 故a正确 机械波是机械振动在介质中的传播 可以是横波 也可以是纵波 电磁波是电磁场在空间的传播 是横波 二者的本质不同 b c错误 机械波的传播速度由介质唯一决定 电磁波的传播不需要介质 但在介质中的传播速度与介质有关 也与频率有关 故d错误 答案a 6 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解析狭义相对论的两条假设分别是 在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同 答案a 附 对应高考题组1 2013 四川理综 4 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住 绕恒星 gliese581 运行的行星 gl 581c 却很值得我们期待 该行星的温度在0 到40 之间 质量是地球的6倍 直径是地球的1 5倍 公转周期为13个地球日 gliese581 的质量是太阳质量的0 31倍 设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体 绕其中心天体做匀速圆周运动 则 答案b 2 2013 江苏单科 12b 3 如图为单反照相机取景器的示意图 abcde为五棱镜的一个截面 ab bc 光线垂直ab射入 分别在cd和ea上发生反射 且两次反射的入射角相等 最后光线垂直bc射出 若两次反射都为全反射 则该五棱镜折射率的最小值是多少 计算结果可用三角函数表示 3 2012 北京卷 14 一束单色光由空气射入玻璃 这束光的 a 速度变慢 波长变短b 速度不变 波长变短c 频率增高 波长变长d 频率不变 波长变长 答案a 4 2012 全国 16 在双缝干涉实验中 某同学用黄