选修3-4 第4讲

1、高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 选修选修34 选考部分选考部分 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 第第4讲光的波动性电磁波相对论讲光的波动性电磁波相对论 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 一、光的干涉、衍射和偏振一、光的干涉、衍射和偏振 1光的干涉光的干涉 (1)条件和方法条件和方法 两列光的两列光的_相同，相位和振动方向相同，才能产生相同，相位和振动方向相同，才能产生 稳定的干涉现象稳定的干涉现象 将同一列光分为两列光，可以获得相干光源双缝干涉将同一列光分为两列光，可以获得相干光源双

2、缝干涉 和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源 频率频率 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 b光的路程差光的路程差|r2r1|(2k1)(k0,1,2)光屏上出现暗光屏上出现暗 条纹条纹 条纹间距公式：条纹间距公式：_. (3)薄膜干涉薄膜干涉 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置，来自前后两个面的反射光_不同，叠加后出现明暗相不同，叠加后出现明暗相 间的条纹间的条纹 应

3、用应用 a增透膜增透膜 b利用光的干涉检查平整度利用光的干涉检查平整度 路程差路程差 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 2光的衍射光的衍射 (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：在障碍物条件：在障碍物(或孔或孔)的尺寸可以跟的尺寸可以跟_相比，相比， 甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显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：各种衍射图样： 中央为中央为_，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮，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

4、，最靠近中央的是紫光，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最远离中央的是红光 圆孔衍射：明暗相间的不等距圆孔衍射：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出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一 光的波长光的波长 亮条纹亮条纹 圆环圆环 阴影中心阴影中心 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 3光的偏振光的偏振 (1)偏振光：在垂直于光传播方向的平面上，只沿某个偏振光：在垂直于光传播方向的平面上，只沿某

5、个 _振动的光振动的光 (2)产生途径：产生途径：光通过偏振片；光通过偏振片；一定条件下光通过介质一定条件下光通过介质 表面形成的反射光和折射光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摄或观看立体电影等 特定方向特定方向 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 【跟踪训练】【跟踪训练】 1(多选多选)(2015年益阳检测年益阳检测)下列现象中由光的干涉产生的下列现象中由光的干涉产生的 是是() A天空出现彩虹天空出现彩虹 B肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹肥皂

6、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光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条 纹纹 E照相机的镜头成蓝紫色照相机的镜头成蓝紫色 【答案】【答案】BE 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 【解析】【解析】天空出现彩虹，是光的折射现象，阳光通过三棱天空出现彩虹，是光的折射现象，阳光通过三棱 镜折射形成彩色光带，选项镜折射形成彩色光带，选项A、C错误；肥皂泡在阳光照射下错误；肥皂泡在阳光照射下 呈现彩色条纹是由光的干涉产生的，选项呈现彩色条纹是由光的干涉产生的，选项

7、B正确；光线通过一正确；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，选项生的，选项D错误照相机的镜头前涂上增透膜，光线在膜上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，选项产生干涉现象，镜头成蓝紫色，选项E正确正确 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 2(单选单选)(2015年安徽联考年安徽联考)在光的单缝衍射实验中可观察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到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于单色光的

8、单缝 衍射图样的是衍射图样的是() 【答案】【答案】B 【解析】【解析】在在A图条纹等间隔，是单色光干涉图样图条纹等间隔，是单色光干涉图样B和和D图图 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，样，B图为单色光衍射图样，图为单色光衍射图样，D图为白光衍射图样图为白光衍射图样C图是水波图是水波 通过小孔后的衍射图样通过小孔后的衍射图样 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 二、电磁场和电磁波二、电磁场和电磁波 1麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论 2电磁场电磁场 变 化 的 电 场 和 变 化

9、的 磁 场 总 是 相 互 联 系 成 为 一 个变 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，这就是电磁场 完整的整体完整的整体 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 3电磁波电磁波 (1)产生：电磁场产生：电磁场(电磁能量电磁能量)由近及远地向周围传播形成电由近及远地向周围传播形成电 磁波磁波 (2)发射发射调制：调制： 条件：足够高的振荡频率和开放电路；条件：足够高的振荡频率和开放电路； 方法：调频和调幅方法：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接收：通过解调接收电磁波，再通

10、过解调获取信息 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 (4)特点：特点： 电磁波是横波，在空间传播电磁波是横波，在空间传播_介质介质 真空中电磁波的速度约为真空中电磁波的速度约为3108 m/s. vf对电磁波也适用对电磁波也适用 电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象 4电磁波谱电磁波谱 (1)定义：按电磁波的波长从长到短分布是定义：按电磁波的波长从长到短分布是_、红、红 外线、可见光、紫外线、外线、可见光、紫外线、X射线和射线和射线，形成电磁波谱其波射线，形成电磁波谱其波 长依次长依次_，频率依次，频率依次_ 不需要

11、不需要 无线电波无线电波 变小变小变大变大 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 (2)电磁波谱的特性、应用电磁波谱的特性、应用 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 3(单选单选)(2013年浙江卷年浙江卷)关于生活中遇到的各种波，下列关于生活中遇到的各种波，下列 说法正确的是说法正确的是( ) A电磁波可以传递信息，声波不能传递信息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太阳光中的可见光和医院“B超超”中的超声波传播速中的超声

12、波传播速 度相同度相同 D遥控器发出的红外线波长和医院遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的中的X射线波射线波 长相同长相同 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 【答案】【答案】B 【解析】【解析】无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信 息，选项息，选项A错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声 波，选项波，选项B正确；太阳光中的可见光属于电磁波，正确；太阳光中的可见光属于电磁波，“B超超”中中 的超声波是声波，两者波速不同，选项的超声波是声波，两者波速不同，选项C错误

13、；红外线波长较错误；红外线波长较 X射线波长，选项射线波长，选项D错误错误 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 【跟踪训练】【跟踪训练】 4(单选单选)(2010年北京卷年北京卷)属于狭义相对论基本假设的是：属于狭义相对论基本假设的是： 在不同的惯性系中在不同的惯性系中() A真空中光速不变真空中光速不变 B时间间隔具有相对性时间间隔具有相对性 C物体的质量不变物体的质量不变 D物体的能量与质量成正比物体的能量与质量成正比 【答案】【答案】A 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分

14、选修选考部分选修34 【解析】【解析】狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考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属于属于 狭义相对论基本假设，故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正确，其他的都只是推导出的基本 关系关系 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 1衍射和干涉的区别衍射和干涉的区别 光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射

15、和偏振 单缝衍射单缝衍射双缝干涉双缝干涉 光束光束一束一束两束两束 条纹宽度条纹宽度宽度不等，中央最宽宽度不等，中央最宽宽度相等宽度相等 条纹间距条纹间距相邻条纹间距不等相邻条纹间距不等相邻条纹等间距相邻条纹等间距 实质实质波的特有现象，属于波的叠加波的特有现象，属于波的叠加 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 2.自然光和偏振光的比较自然光和偏振光的比较 自然光自然光(非偏振光非偏振光)偏振光偏振光 光的光的 来源来源 直接从光源发出的光直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后自然光通过起偏器后 的光的光 光的振光的振 动方向动方向 在垂直于光的传播方向在垂直

16、于光的传播方向 的平面内，光振动沿任的平面内，光振动沿任 意方向，且沿各个方向意方向，且沿各个方向 振动的光的强度相同振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方在垂直于光的传播方 向的平面内，光振动向的平面内，光振动 沿特定方向沿特定方向 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 (单选单选)(2012年上海卷年上海卷)如图如图12 42为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则() 图图1242 A甲为紫光的干涉图样甲为紫光的干涉图样 B乙为紫光的干涉图样乙为紫光的干涉图样 C丙为红光的干涉图样丙为红光的干涉图样 D丁为红光的

17、干涉图样丁为红光的干涉图样 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 【解析】【解析】因白炽灯光为自然光，含各个方向的偏振光，且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，偏振片各个方向的偏振光的强度都相同，偏振片P和和Q都只允许特定都只允许特定 方向的偏振光通

18、过，不管偏振片方向的偏振光通过，不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通旋转到任何位置都有光线通 过，而且强度不变，所以过，而且强度不变，所以A点的光的强度不变；当自然光通过点的光的强度不变；当自然光通过 偏振片偏振片P后变为偏振光，再通过偏振片后变为偏振光，再通过偏振片Q.旋转偏振片旋转偏振片P，当偏振，当偏振 片片P和和Q允许通过的方向相同时，则允许通过的方向相同时，则B点最亮，当偏振片点最亮，当偏振片P和和Q 允许通过的方向不同时，允许通过的方向不同时，B点为暗点，所以点为暗点，所以B点光的强度会发点光的强度会发 生变化由此可知选项生变化由此可知选项C正确，正确，A、B、D错误错误 高三一轮

19、总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 1电磁波的传播及波长、频率、波速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不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速都等于光速) (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，波速越小的，频率越高，波速越小 (3)三者关系三者关系vf，f是电磁波的频率是电磁波的频率 电磁场理论和电磁波的理解电磁场理论和电磁波的理解 高三一轮总复习高三一

20、轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 2电磁波与机械波的比较电磁波与机械波的比较 电磁波电磁波机械波机械波 研究对象研究对象电磁现象电磁现象力学现象力学现象 产生产生 由周期性变化的电场、由周期性变化的电场、 磁场产生磁场产生 由质点由质点(波源波源)的振动产生的振动产生 波的特点波的特点横波横波纵波或横波纵波或横波 波速波速 在真空中等于光速在真空中等于光速(很很 大大)(c3108 m/s) 在空气中不大在空气中不大(如声波波如声波波 速一般为速一般为340 m/s) 介质需要介质需要 不需要介质不需要介质(真空中仍真空中仍 可传播可传播) 必须有介质必须有介质(真空中不能真空中不能 传播传播) 能量传播能量传播电磁能电磁能机械能机械能 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理 选考部分选修选考部分选修34 (多选多选)(2015年焦作一模年焦作一模)下列说下列说 法中正确的是法中正确的是() A光的衍射现象说明光的衍射现象说明“光的直线传播光的直线传播”是错误的是错误的 B人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射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