第2讲　光的波动性　电磁波　相对论简介 讲义

1、.第2讲光的波动性电磁波相对论简介见学生用书P216微知识1 光的干预1干预的概念两列频率、振动情况一样的光波相叠加，某些区域出现光被加强，某些地方出现光被减弱，并且加强和减弱的区域总是互相间隔的现象叫光的干预现象。2双缝干预在用单色光进展的双缝干预实验中，假设双缝处两列光的振动情况完全一样，那么在光屏上距双缝的路程差为光波波长整数倍的地方被加强，将出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长奇数倍的地方光被减弱，出现暗条纹。3薄膜干预利用薄膜如肥皂膜前后两外表的反射光束相遇而形成的。微知识2 光的衍射1光的衍射光绕过障碍物或狭缝偏离直线传播的途径而进入障碍物的几何阴影中的现象叫光的衍射。2光

2、的明显衍射的发生条件只有当障碍物或狭缝的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。微知识3 光的偏振1偏振横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振。2自然光在与光波传播方向垂直的平面内光振动指E的振动沿各个方向振动强度都一样。如由太阳、电灯等普通光源发出的光。3偏振光在与光波传播方向垂直的平面内只有沿着某一个稳定方向振动的光。如自然光经偏振片作用后的光。4应用利用偏振片摄影、观看立体电影等。微知识4 电磁场和电磁波1麦克斯韦电磁场理论2电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场总是互相联络的，形成一个不可别离的统一体，这就是电磁场。2电磁波

3、1产生：电磁场由近及远地向周围传播形成电磁波。2特点：电磁波传播不需要任何介质，在真空传播的速度最大，c3×108 m/s。电磁波是横波。电磁波能产生干预、衍射、反射和折射等现象。3电磁波的发射。发射条件：足够高的频率和开放电路。调制分类：调幅和调频。4电磁波的接收。调谐：使接收电路产生电谐振的过程。解调：使声音或图像信号从高频电流中复原出来的过程。3LC振荡电路1振动过程：LC电路在振荡过程中，电路中的电流、电容器两极板上的电荷量都做周期性的变化，从能量角度看，LC电路的振荡过程又是电能和磁能的互相转化过程。2振荡周期和频率T2，f。4电磁波谱微知识5 相对论简介1狭义相对论的根本

4、假设1在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是一样的。2真空中的光速在不同的惯性参考系中都是一样的。2时间和空间的相对性1时间间隔的相对性：t。2长度的相对性：ll0。3相对论的速度变换公式u。4相对论质量m。5质能方程Emc2。一、思维辨析判断正误，正确的画“，错误的画“×。1光的干预、衍射现象说明了光是波，也能说明光是橫波。×2薄膜干预是薄膜前后外表的反射光叠加产生的，所以要观察干预条纹，应该从光源一侧观察。3当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时也会产生衍射现象。4电磁波的传播也需要介质。×5真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。×二、对点微练1光的

5、干预多项选择在双缝干预实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干预条纹的间距，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增大双缝到屏的间隔 D增大双缝之间的间隔 解析在双缝干预实验中，条纹间距公式x，可见，干预条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的间隔 成正比，与双缝间间隔 成反比。红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的间隔 ，那么干预条纹间距增大，选项C正确；增大双缝之间的间隔 ，干预条纹间距减小，选项D错。答案AC2光的衍射以下现象属于光的衍射的是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

6、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预现象，A、C、D项错误；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，B项正确。答案B3光的偏振如下图，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验说明A光是电磁波B光是一种横波C光是一种纵波D光是概率波解析此题考察证明光的特性偏振的重要实验，太阳光或白炽灯发出的光是自然光，当通过偏振片P后变为偏振光，旋转P或Q时，通过P的偏振光的振动方向和通过Q的偏振方向不平行时，光屏上透射光的强度就会发生变化

7、，该实验说明光是一种横波。答案B4电磁波以下关于电磁波的说法正确的选项是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的传播不需要介质，可以在真空中传播，并不是只能在真空中传播，A项错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，并不能生成电磁波，B项错误；假如做变速运动的电荷产生非均匀变化的磁场，可以生成电磁波，C项正确；赫兹利用实验第一次验证了电磁波的存在，D项错误。答案C见学生用书P217微考点1光的干预、衍射和偏振核|心|微|讲1单缝衍射与双缝干预的比较2.自然光和偏振光的比较典|例|微|探【例1】2

8、019·全国卷多项选择在双缝干预实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干预图样。假设要增大干预图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置挪动E将光源向远离双缝的位置挪动【解题导思】双缝干预条纹间距与哪些因素有关？答：双缝干预条纹间距与光的波长、双缝到光屏的间隔 、双缝间距有关，其公式为x。解析根据条纹间距表达式x可知，因红光的波长大于绿光的波长，那么改用红色激光可增大条纹间距，选项A正确；因蓝光的波长小于绿光的波长，那么改用蓝色激光可减小条纹间距，选项B错误；减小双缝间距d可增加条纹间距，选项C正确；将屏幕

9、向远离双缝的位置挪动，即增加l可使条纹间距变大，选项D正确；光源与双缝间的间隔 不影响条纹间距，选项E错误，应选ACD。答案ACD题|组|微|练1光在科学技术、消费和生活中有着广泛的应用，以下说法正确的选项是A用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的偏振现象B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象解析用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干预现象，A项错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B项错；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C项错；

10、光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象，D项对。答案D21在以下各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是A光的折射现象、色散现象B光的反射现象、干预现象C光的衍射现象、偏振现象D光的直线传播现象2在光的单缝衍射实验中可观察到明晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是A甲、丙B乙、丙C甲、丁D乙、丁3如图，激光的波长为5.30×107 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×107 m，那么在这里出现的应是_填“明条纹或“暗条纹。现改用波长为6.30×107 m的激光进展上述实验，保持其他条件不变，那么屏上的条纹间距将_填“变宽“变窄或“不变

11、。解析1衍射、干预现象是波的特有现象，而横波具有偏振现象，均能反映光的波动性，所以C项正确。2由干预图样和衍射图样的特点可知，选项D正确。3因n11.5，光程差是半波长的奇数倍，在这里出现的应是暗条纹，又因x，变大，x变大，条纹间距变宽。答案1C2D3暗条纹变宽微考点2电磁场和电磁波核|心|微|讲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一样的都等于光速。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vf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f，改变L或C即可改变f，从而改变

12、电磁波的波长。2电磁波与机械波的比较典|例|微|探【例2】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，那么对该无线电波的判断正确的选项是A米波的频率比厘米波频率高B和机械波一样须靠介质传播C同光波一样会发生反射现象D不可能产生干预和衍射现象【解题导思】无线电波和光波一样能发生反射、干预、衍射现象吗？答：能，电磁波均能发生反射、干预、衍射现象。解析根据f可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波不需要介质传播，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；干预和衍射是波特

13、有的现象，选项D错误。答案C题|组|微|练3以下关于电磁波的说法正确的选项是A均匀变化的磁场可以在空间产生电场B电磁波在真空和介质中传播速度一样C只要有电场和磁场，就能产生电磁波D电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析假如电场或磁场是均匀变化的，产生的磁场或电场是恒定的，不能再产生新的电场或磁场，因此不能产生电磁波，A项正确，C项错误；电磁波的传播速度跟介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质里波长不等，由vf知不同介质中波的传播速度不同，B项错误；电磁波发生衍射现象时，不再沿直线传播，波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟电磁波的波长差不多或比波长还要小，D项错误。答案

14、A4关于机械波和电磁波，以下说法错误的选项是A机械波和电磁波都能在真空中传播B机械波和电磁波都可以传递能量C波长、频率和波速间的关系，即vf，对机械波和电磁波都适用D机械波和电磁波都能发生衍射和干预现象解析机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，所以选项A不正确；干预、衍射是波特有的现象，选项D正确；波能传播能量，vf对波都适用，应选项B、C正确。答案A见学生用书P219双缝干预中明、暗条纹的分析素能培养1原理如下图2亮、暗条纹的条件1单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。光的路程差rr2r1kk0,1,2，光屏上出现亮条纹。光的路程差rr2r12k1k0,1，2，光屏上出现暗条纹

15、。2白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色。3条纹间距公式：x。经典考题用氦氖激光器发出的红光进展双缝干预实验，使用的双缝间间隔 d0.1 mm，双缝到屏的间隔 L6.0 m，测得屏上干预条纹中亮纹的间距是3.8 cm。1氦氖激光器发出的红光的波长是多少？2假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？解析1由x，可以得出，红光的波长x m6.3×107 m，激光器发出的红光的波长是6.3×107 m。2假如整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长 m4.7×107 m，这时屏上条纹间距是x m2.8×102 m2.8 cm。答

16、案16.3×107 m22.8 cm对法对题1.双缝干预实验装置如下图，双缝间的间隔 为d，双缝到像屏的间隔 为l，调整实验装置使得像屏上可以看到明晰的干预条纹。关于干预条纹的情况，以下表达正确的选项是 A假设将像屏向左平移一小段间隔 ，屏上的干预条纹将变得不明晰B假设将像屏向右平移一小段间隔 ，屏上的干预条纹将变得不明晰C假设将双缝间间隔 d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的间隔 变小D假设将双缝间间隔 d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的间隔 增大解析双缝到像屏的间隔 l不影响干预条纹的明晰度，A、B项错；当双缝间距d变小时，由x知，x应变大，D项正确。答案D2甲、乙两单色光分别通过

17、同一双缝干预装置得到各自的干预图样，设相邻两个亮条纹的中心间隔 为x，假设x甲x乙，那么以下说法正确的选项是A通过同一单缝装置时，甲光能发生衍射现象，乙光那么不能发生B真空中甲光的波长一定小于乙光的波长C甲光的频率一定大于乙光的频率D在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光解析由x得x越大那么越大，B项错；乙光不一定能发生衍射，A项错；由cf知，越大，f越小，C项错；由光的折射率随波长增大而减小和v知，D项对。答案D见学生用书P2191以下说法正确的选项是A真空中蓝光的波长比红光的波长长B天空中的彩虹是由光的干预形成的C光纤通信利用了光的全反射原理D机械波在不同介质中传播，波长保持不变解析蓝光的频率大于红光的频率，在真空中两种光的速度相等，由，可得蓝光的波长小于红光的波长，选项A错；天空中的彩虹是由光的折射形成的，选项B错；光纤通信利用了光的全反射原理，选项C正确；机械波在不同介质中传播，频率保持不变，波长发生变化，选项D错误。答案C2多项选择关于电磁场和电磁波，以下说法正确的选项是A电磁波是横波B电磁波的传播需要介质C电磁波能产生干预和衍射现象D电磁波中电场和磁场的方向处处互相垂直解析电磁场由近及远的传播形成电磁波，电磁波在传播过