2016版红勾与练高三物理人教版总复习配套讲义第十三章电磁波相对论2节光波动性

第十三章光

电磁波

相对论第2节 光的波动性 电磁波 相对论课堂效果检测课前知识梳理课堂考点演练课前知识梳理01自主回顾·打基础光的干涉和衍射单色光：形成

的条纹，中央为明条纹．光的路程差

r2－r1＝

(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．光的路程差

r2－r1＝

(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．(ⅱ)白光：光屏上出现

条纹，且中央亮条纹是

(填写颜色)．③条纹间距公式：Δx＝

.(2)薄膜干涉：①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个

反射的两列光波．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应用：

，利用光的干涉检查平整度．二、光的衍射光的衍射光绕过

偏离直线传播的现象．发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长

，甚至比光的波长

的时候，衍射现象才会明显．3．衍射条纹的特点单缝衍射：单色光的衍射图样为中间

的单色条纹，两侧是

的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．圆孔衍射：明暗相间的

圆环．泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到

(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现

(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．答案一、1.(1)频率

相位差

(2)双缝干涉2dl

λ2．(1)明暗相间

kλ

(2k＋1)λ

彩色

白色(2)表面

厚度

增透膜二、1.障碍物3．(1)宽且亮2.相差不多

还小明暗相间

(2)不等距(3)不透明

亮斑当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C

错误，D正确．答案：D光的偏振现象3．偏振光在

于传播方向的平面上，只沿某一方向振动的光．光的偏振证明光是

．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．答案1．某一个特定

2.任何方向

大致均匀3．垂直

横波C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：由光的偏振现象的知识可知A、B、C

均反映了光的偏振特性，只有D

选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D.答案：D电磁场与电磁波(3)电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波．①电磁波是横波，在空间传播

介质．②真空中电磁波的速度为

m/s.③v＝λf

对电磁波

．④电磁波能产生反射、折射、

和衍射等现象．2．电磁波的发射与接收发射电磁波的条件：①要有足够高的

；②电路必须

，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．调制有

和调频两种方式，解调是调制的逆过程．(3)电磁波谱：①定义：按电磁波的波长从长到短分布是

、红外线、可见光、紫外线、X

射线和

γ

射线，形成电磁波谱．②电磁波谱的特性、应用：答案1．(1)电场(3)不需要磁场

(2)完整的整体3×108

同样适用

干涉2．(1)振荡频率

开放(3)无线电波

热效应(2)调幅荧光效应解析：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性．X

射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ

射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同，但

X

射线和γ

射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X

射线与较低频率的γ

射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存在重叠．综上所述，A、D

选项不正确，B

选项与事实一致，C选项与事实相反；所以只有选项B

正确．答案：B相对论2．时间和空间的相对性(1)时间间隔的相对性：Δt＝

.(2)长度的相对性：l＝

.3．相对论的速度变换公式u＝

.4．相对论质量m＝

.5．质能方程

.答案1．(1)相同

(2)相同v1－(c)22．(1)

Δτ

(2)l01－

v)2(cu′＋v3.1＋u′vc24.m01－(c)v

25.E＝mc20解析：由

l＝l

1－

v)2可知沿速度方向即

x

方向的长度(c变短了，而垂直于速度方向，即y

轴上的边长不变，故C

对．答案：C课堂考点演练02课堂互动·提能力光的干涉与衍射②光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加；③原理分析单色光：a.在P1、P2

处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr

等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现明条纹；干涉法检查平面装置如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．2．光的单缝衍射与双缝干涉的比较3.干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．已知A

光在折射率为n＝1.5

的介质中波长为4×10－7m.已知B

光在某种介质中波长为3.15×10－7

m，当B

光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．若用A

光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝1n得n＝1

5sin37°＝3由此可知，B

光在空气中波长λ3

为35－7

－7λ

＝nλ

介＝3×3.15×10

m＝5.25×10

m由路程差Δx

和波长λ

的关系2N

＝Δxλ3＝2.1×10－6

m－75.25×10

m＝4可见，用B

光作光源，P

点为亮条纹．(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．解析：因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，故选项B

错误；根据干涉图样，a

光的干涉条纹间距较大，所以a

光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a

光的侧移量小，选项A

正确；由于a

光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，选项C

错误，D

正确．答案：AD电磁波和电磁波谱(3)v＝λf，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＝12π

LC，改变L

或C

即可改变f，从而改变电磁波的波长λ.2．电磁波谱的分析应用解析：所有电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；红外线应用在遥感技术中是利用它有较强的衍射能力，故B

错误；对同一介质紫外线比红外线的折射率大，故紫外线比红外线在水中的传播速度小，故C

正确；日光灯应用了紫外线的荧光效应，故D

正确．答案：ACD狭义相对论的简单应用2．相对论质量m＝m01－

v

2(c)从上式可以看出，当物体(一般是粒子)的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量．3．质能方程E＝mc2.含义：反映物体质量和能量之间的关系．由此会有两种能量表达：静止时的能量和运动时的能量；两能量之差就是物体的动能Ek，即Ek＝E－E0.解析：狭义相对论的两个基本假设：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

属于狭义相对论基本假设．答案：A波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大)在空气中很小(如声波为340

m/s)介质需要不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能关键一点：(1)同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中的速度小．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率高则波速小．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同，即等于光速．【典题例证】[多选]下列关于电磁波的叙述中，正确的是()电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108

m/sC．电磁波由真空进入