2020届高三物理一轮复习 光的波动性、电磁波、相对论

第4讲光的波动性、电磁波、相对论,光的干涉和衍射,中央亮纹,1）明纹条件：,光程差,2）暗纹条件：,光程差,一级亮纹,第一暗纹,P1,Q1,n0，1，2,n0，1，2,此处光波同相,此处光波反相,哪些点会出现亮条纹，哪些点会出现暗条纹？,条纹间距,L为缝屏距离；d为缝缝间距；,（Ld时）,用白光照射的干涉条纹,明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。,圆孔衍射现象,激光束,圆板衍射现象,圆孔、圆板衍射条纹的特征,圆孔中央亮斑周围出现明暗相间的圆环，环的亮度、间距不等,圆板在影的边缘形成明暗相间圆环，板足够小时，影的中央出现亮斑（教材P86）,白光照射时出现彩色条纹,1劈尖干涉是一种薄膜干涉。其装置如图所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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所示干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图所示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,2如图所示是用干涉法检查某块玻璃板的上表面是否平整的装置所用单色光是用普通光源加滤光片产生的检查中所观察到的干涉条纹俯视图如图所示以下判断正确的是()Aa是被检查平面，b是标准样板B检查中所观察到的干涉条纹是由a的上表面和b的上表面两个表面的反射光线叠加而成的C检查中所观察到的干涉条纹是由a的下表面和b的上表面两个表面的反射光线叠加而成的D由检查中所观察到的干涉条纹俯视图可知，P处是凸的Q处是凹的,增透膜反射膜,薄膜厚度,增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。,3一个半径较大的透明玻璃球体，截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是()A平行的亮暗相间的干涉条纹B环形的亮暗相间的干涉条纹C只能看到同颜色的平行反射光D一片黑暗,牛顿环,在加工光学元件时，广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。,牛顿环仪,4下列现象能够说明光是横波的是A光的干涉和衍射现象B光的色散现象C光的全反射现象D光的偏振现象,自然光和偏振光,光的干涉、衍射、偏振都证明了光是波！偏振现象证明光是横波！,光的偏振现象并不罕见除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直,电磁波谱,按照波长（频率）的顺序把所有的电磁波排列起来，称为电磁波谱。,无线电波,红外线,可见光,紫外线,X射线,射线,400700nm,波长在减小,频率在增大,通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：,无线电波,无线电波,红外线、可见光、紫外线,1、红外线,可见光,引起视觉,760400nm,红外线的波长为760nm106nm，不能引起视觉任何物体都在辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，波长越短,赫歇尔，1800年，利用温度计在日光光谱红端以外观察到增温现象。,红外线主要作用是热作用,红外线的波长较长，容易衍射，容易穿过云层,加热烘烤理疗,遥感遥控遥测制导,红外摄影热成像,红外线加热，这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热效率高，效果好。,非接触红外测温仪,利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域,红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前,红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见,红外遥感，可以在飞机或卫星上勘测地热，寻找水源、监测森林火情，估计农作物的长势和收成，预报台风、寒潮。,行星状星云NGC7027的红外线照片,红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑夜的限制。,里特，1801年，发现紫光以外仍能使胶片感光，即有另一种不可见光，称为紫外线,紫外线的波长为60nm400nm，不能引起视觉,紫外线的主要作用是荧光作用和化学作用,日光灯,杀菌消毒医疗,防伪标志,紫外线,有助人体合成维生素D,利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪,紫外线杀菌灯,250nm-260m波长能起到很好的杀菌作用，此波长区间能破坏其染色体，起到光化作用。,由于紫外线能够穿透细胞使其死亡，因此用紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤，尤其是人的眼睛，紫外线杀菌灯点亮时不要直视灯管。,X射线（伦琴射线）,伦琴射线的波长数量级为101103nm，有强的穿透性，射线穿透的物质的厚度跟物质密度有关不能穿过铅板,医学透视检查治疗,工业透视探测,胸透全称荧光透视，为常用X线检查方法。它是利用X线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性，使人体在荧屏上形成影像，由于人体组织有密度和厚度的差别，当X线穿透人体不同组织时，X线被吸收的程度不同，所以到达荧屏上的X线量就有差异，形成黑白对比不同的影像，为医生的诊断提供依据。,X射线照射下的鱼,X射线照射下的手,此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波(10-2nm)，那就是射线,宇宙射线,放射性元素衰变,穿透力极强,工业探伤,伽马刀杀死病态细胞,对正常细胞极强的破坏作用,伽玛射线(),利用伽马射线的强穿透性、准确定位性和对细胞的强破坏性，伽玛刀主要用于治疗颅脑肿瘤,麦克斯韦电磁理论的两个假设,1变化的磁场产生电场,2变化的电场产生磁场,变化的磁场,均匀变化的磁场,恒定的电场,电场,周期性变化的磁场,周期性变化的电场,稳定的磁场,电场,磁场变化越快，产生的电场越强。,非均匀变化的磁场,变化的电场,电磁场与电磁波,周期性变化