1、第2講光的波動性電磁波相對論主干梳理 對點激活知識點光的干涉1光的干涉的必要條件兩列光的頻率相同，相位差恒定，才可能產生穩(wěn)定的干涉現象。2楊氏雙縫干涉(1)原理如圖2所示。(2)明、暗條紋的條件光的路程差r2r1k(k0,1,2)，光屏上出現明條紋。光的路程差r2r1(2k1)(k0,1,2)，光屏上出現暗條紋。(3)相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距公式：x。(4)干涉條紋的特點單色光：形成明暗相間的條紋，中央為亮紋，如圖3所示。白光：光屏上出現彩色條紋且中央亮條紋是白色(填寫顏色)，即發(fā)生色散，如圖4所示。3薄膜干涉(1)原理：如圖5所示薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位置的來自前后兩個

2、面的反射光路程差不同，疊加后出現明暗相間的條紋。(2)應用增透膜。利用光的干涉檢查工件平整度。(3)圖樣特點：同一條明(或暗)紋對應薄膜的厚度相等。單色光照射薄膜形成明暗相間的條紋，白光照射薄膜時，形成彩色條紋，即薄膜干涉中的色散。知識點光的衍射1幾種典型衍射條紋的特點(1)單縫衍射：單色光的衍射圖樣為中間寬且亮(填特點)的單色條紋，兩側是明暗相間的條紋，條紋寬度比中央窄且暗；單色光的波長越長，單縫越窄，中央亮紋越寬。如圖7所示。白光的衍射圖樣為中間寬且亮的白條紋，兩側是漸窄且暗的彩色條紋。其中最靠近中央的色光是紫光，離中央最遠的是紅光，如圖8所示，這是光在衍射時的色散。(2)圓孔衍射：如圖9

3、所示，中央是大且亮的圓形光斑，周圍分布著明暗相間的不等距圓環(huán)，且越靠外，亮圓環(huán)越窄越暗。(3)圓盤衍射(泊松亮斑)：如圖10所示，當光照到不透明的半徑很小的小圓盤上時，對于一定的波長，在適當的距離上，圓盤的陰影中心出現亮斑，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。2發(fā)生明顯衍射的條件只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時候，衍射現象才會明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現象，只是明顯與不明顯的差別。知識點光的偏振現象1偏振橫波在垂直于傳播方向的平面上，只沿某一特定的方向振動，叫做偏振。2自然光太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個

4、方向振動的光波的強度都相同，這種光叫做自然光。如圖11所示。3偏振光在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動的光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。光的偏振現象并不罕見。除了從太陽、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光(如圖12所示)，入射角變化時偏振的程度也有變化。知識點實驗：用雙縫干涉測光的波長1實驗目的(1)觀察雙縫干涉圖樣，掌握實驗方法。(2)測定單色光的波長。2實驗原理相鄰兩條明條紋間距x與入射光波長，雙縫s1、s2間距d及雙縫與屏的距離l滿足的關系

5、式為：x。3實驗器材光具座、光源、學生電源、導線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺。4測量頭的構造及使用(測條紋間距)如圖13甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，分劃板會向左右移動，測量時，應使分劃板中心刻線對齊條紋的中心，如圖13乙，記下此時手輪上的讀數。兩次讀數之差就表示這兩條條紋間的距離。實際測量時，要測出n個明條紋(暗紋)的間距，設為a，那么x。5實驗步驟(1)如圖14所示，安裝儀器將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安裝在光具座上。接好光源，閉合開關，使白熾燈正常發(fā)光。調節(jié)各部件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏。安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸

6、線上，使雙縫和單縫的縫平行。(2)觀察記錄與數據處理調節(jié)單縫與雙縫間距為510 cm時，觀察白光的干涉條紋。在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。調節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線對齊第1條明條紋的中心，記下手輪上的讀數a1；轉動手輪，使分劃板向一側移動，當分劃板中心刻線與第n條明條紋中心對齊時，記下手輪上的讀數a2，則相鄰兩條紋間的距離x。用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離l，由公式x 計算波長。換用不同顏色的濾光片，觀察干涉條紋間距的變化，測量相應色光的波長。知識點電磁波的產生、發(fā)射、傳播和接收1麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場(如圖15所示)。2電磁場：變化的

7、電場和變化的磁場總是相互聯系成為一個完整的整體，這就是電磁場。3電磁波(1)產生：電磁場(電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波。(2)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質。(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c3.0108 m/s。(4)vf對電磁波同樣適用。(5)電磁波能產生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現象。(6)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。4電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射電磁波的條件要有足夠高的振蕩頻率；必須是開放電路，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。(2)信號的調制：為了利用電磁波傳遞信號，就要對電磁波調制。有調幅和調頻兩種調制方法。調幅：使高頻電磁波的振幅

8、隨信號的強弱而變。調頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變。5電磁波的傳播三種傳播方式：天波、地波、直線傳播。6電磁波的接收(1)當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這就是電諧振現象。(2)使接收電路產生電諧振的過程叫做調諧，能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。(3)從經過調制的高頻振蕩電流中還原出調制信號的過程叫做解調，它是調制的逆過程，調幅波的解調也叫做檢波。7電磁波的應用電視、雷達和移動電話。知識點電磁波譜1定義將電磁波按波長從長到短排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線和射線，形成電磁波譜。2電磁波譜的特性、應用電磁波譜頻率/hz真空

9、中波長/m特性應用遞變規(guī)律無線電波小于31011大于103波動性強，易發(fā)生衍射無線電技術 直線傳播能力增強 衍射能力減弱 紅外線10111015103107熱效應紅外線遙感可見光1015107引起視覺照明、攝影紫外線10151017107109化學效應、熒光效應、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽x射線101610191081011貫穿性強檢查、醫(yī)用透視射線大于1019小于1011貫穿本領最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療知識點狹義相對論的基本假設質能關系1狹義相對論的兩個基本假設(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光

10、源、觀測者間的相對運動沒有關系。2相對論的質速關系(1)物體的質量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運動時的質量m與靜止時的質量m0之間有如下關系：m。(2)物體運動時的質量m總要大于靜止時的質量m0。3愛因斯坦質能方程用m表示物體的質量，e表示它具有的能量，則愛因斯坦質能方程為：emc2。該式表明，物體的能量與質量之間成簡單的正比關系。一 堵點疏通1薄膜干涉是薄膜前、后表面的反射光疊加產生的，所以要觀察薄膜干涉條紋，應該從光源一側觀察。()2在光學元件(透鏡、棱鏡)的表面涂一層薄膜，當薄膜的厚度是光在空氣中波長的時，可起到減小反射光強度、增大透射光強度的作用。()3太陽、電燈等普通光源發(fā)出

11、的光都是自然光。()4當光照到不透明的半徑很小的圓盤上時也會產生衍射現象。()5電磁波的傳播需要介質。()6電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。()7無線電波不能發(fā)生干涉和衍射現象。()8波長不同的電磁波在本質上完全相同。()9真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的。()10若物體能量增大，則它的質量增大。()答案1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.二 對點激活1(人教版選修34p67圖改編)一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋，除中央白色亮條紋外，兩側還有彩色條紋，其原因是()a各色光的波長不同，因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同b各色光的速度不同，因而各色光分

12、別產生的干涉條紋的間距不同c各色光的強度不同，因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同d上述說法都不正確答案a解析根據雙縫干涉的條紋間距公式x，可以看出裝置不變時，條紋間距只與光的波長有關。中間是白色亮紋，是因為各種顏色的光都在中間形成亮紋，故顯示白色。其他區(qū)域由于單色光條紋間距的不同而組成很多彩色條紋。2(人教版選修34p62t1、t2、t3，p61做一做改編)(多選)下列說法正確的是()a通過兩支鉛筆的狹縫平行對著日光燈管，會看到彩色條紋，這是光的衍射現象b減小游標卡尺兩個卡腳之間狹縫的寬度，單色線光源通過狹縫產生的衍射條紋中央亮紋變窄c太陽光通過三角形孔，當孔縮小時，先形成三角形光斑，最后

13、形成太陽的像d透過羽毛觀察白熾燈，會看到彩色光暈，這是光的衍射e減小不透光的擋板上的狹縫寬度，單色線光源通過狹縫產生的衍射現象更明顯答案ade解析當縫的寬度與光的波長差不多或比波長小時，會發(fā)生明顯的衍射，且縫的寬度越小，衍射現象越明顯，a、d、e正確；光的波長不變時，狹縫越窄衍射時中央亮紋越寬，b錯誤；當三角形孔減小時，太陽光通過它先形成影，然后是小孔成像，當其尺寸與光的波長差不多時，會出現衍射圖樣，c錯誤。3(人教版選修34p59t1改編)(多選)用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣，雙縫之間的距離是0.2 mm，用的是綠色濾光片，在毛玻璃屏上可以看到綠色干涉條紋。下列說法正確的是()a毛玻

14、璃屏上的干涉條紋與雙縫垂直b如果把毛玻璃屏向遠離雙縫的方向移動，相鄰兩亮條紋中心的距離變大c把綠色濾光片換為紅色，相鄰兩個亮條紋中心的距離增大了d如果改用間距為0.3 mm的雙縫，相鄰兩個亮條紋中心的距離變大e如果把燈泡與雙縫間的單縫向雙縫移近，相鄰兩亮條紋中心的距離不變答案bce解析干涉條紋與雙縫平行，a錯誤。根據雙縫干涉的條紋間距公式x可知，l增大，則x增大，b正確；變大，則x增大，c正確；d增大，則x減小，d錯誤，把燈泡與雙縫間的單縫向雙縫移近時，l、d、均不變，故x不變，e正確。4(多選)下列說法正確的是()a拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度b用透明的

15、標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象c用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是光的色散現象d泊松亮斑是光的衍射現象，全息照相的拍攝利用了激光的相干性e交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度，利用了多普勒效應答案cde解析拍攝玻璃廚窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱玻璃反射光的強度，使照片清晰，但不能增加透射光的強度，故a錯誤；用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉，故b錯誤；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射，形成光的色散現象，故c正確；泊松亮斑是光的衍射現象，根據激光的應用可知，全息照相的拍攝利用了激光的相干性的特點，與

16、干涉原理有關，故d正確；交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率的變化確定車輛行進的速度，利用了多普勒效應，e正確。5(多選)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是()a變化的電場一定產生變化的磁場b均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場c穩(wěn)定的電場不能產生磁場d周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場e變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成電磁波答案cde解析均勻變化的電場產生恒定的磁場，所以a、b均錯誤；穩(wěn)定的電場不能產生磁場，c正確；周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場，這是麥克斯韋電磁波理論的基礎，d正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，e正確

17、。6(多選)關于電磁波，下列說法正確的是()a電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/sb赫茲證實了麥克斯韋關于光的電磁理論，并在人類歷史上首先捕捉到了電磁波c紅外線的波長比可見光長，比無線電波的波長短d雷達是用x光來測定物體位置的設備e使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做解調答案abc解析電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/s，a正確；赫茲證實了麥克斯韋關于光的電磁理論，并在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，b正確；由電磁波譜可知，c正確；雷達是利用無線電波來測定物體位置的設備，d錯誤；使電磁波隨各種信號而改變的技術叫調制，把經調制的高頻振蕩電流中的信號“檢”出來的過程叫解調，e錯誤。7(多選

18、)下列關于狹義相對論的說法，正確的是()a狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的b狹義相對論認為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運動無關c狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系d狹義相對論在任何情況下都適用答案abc解析a、b項是狹義相對論的兩個基本假設：狹義相對性原理和光速不變原理，因此a、b正確。由狹義相對性原理知狹義相對論只涉及慣性系，對于有加速度的非慣性系，狹義相對論不適用，需要用到廣義相對論，因此d錯誤，c正確。考點細研 悟法培優(yōu)考點1光的干涉現象1雙縫干涉(1)亮暗條紋的判斷方法如圖甲所示，光源s1、s2發(fā)出的光到屏上某點的路程差r2r1k(k

19、0,1,2)時，光屏上出現亮條紋。光的路程差r2r1(2k1)(k0,1,2)時，光屏上出現暗條紋。(2)亮條紋中心的位置的推導如圖甲所示，在線段p1s2上作p1mp1s1，于是s2mr2r1。由于兩縫之間的距離d遠遠小于縫到屏的距離l，所以能夠認為三角形s1s2m是直角三角形。根據三角函數的關系，有r2r1dsin。另一方面：當角很小時，用弧度表示的與它的正弦sin、正切tan，三者近似相等。所以xltanlsin，消去sin，有r2r1d，當兩列波的路程差為波長的整數倍，即dk，(k0,1,2)時出現亮條紋，也就是說，亮條紋中心的位置為xk。(3)條紋間距：由上面的分析可知，相鄰兩個亮條紋

20、或暗條紋的中心間距是x，其中l(wèi)是雙縫到光屏的距離，d是雙縫間的距離，是光波的波長。2薄膜干涉(1)如圖乙所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。(2)光照射到薄膜上時，在膜的前表面aa和后表面bb分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加，兩列光波同相疊加，出現明紋；反相疊加，出現暗紋。(3)條紋特點：單色光：明暗相間的水平條紋；白光：彩色水平條紋。例1如圖所示，在雙縫干涉實驗中，s1和s2為雙縫，p是光屏上的一點，已知p點與s1、s2的距離之差為2.1106 m，已知a光在折射率為n1.5的介質中的波長為4107 m，b光在某種介質中波長為3.15107 m，當b光從這

21、種介質射向空氣時，臨界角為37。分別用a、b兩種單色光在空氣中用此裝置做雙縫干涉實驗，問p點是亮條紋還是暗條紋？若用a光照射時，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現象。(1)如何判定p點是亮條紋還是暗條紋？提示：路程差是半波長的奇數倍時是暗條紋，是偶數倍時是亮條紋。(2)光通過一條細小的狹縫會發(fā)生什么現象？提示：單縫衍射。嘗試解答暗條紋 亮條紋 仍出現明暗相間的條紋，但中央條紋最寬最亮，從中央向兩側亮條紋逐漸變窄、變暗，相鄰兩條亮條紋或暗條紋間距逐漸減小，這是單縫衍射現象設a光在空氣中波長為1，在介質中波長為介，由n，cf，vf介得，n，則1n介6107 m。用a光作光源，s1、s2到p

22、點的路程差2.1106 m，n13.5，即從s1和s2到p點的光的路程差是波長1的3.5倍，所以p點為暗條紋。用b光作光源，根據臨界角與折射率的關系sinc，得n，由此可知，b光在空氣中的波長2n介5.25107 m，n24，p點為明條紋。若用a光照射時，把其中一條縫遮住，光屏上仍出現明暗相間的條紋，但中央條紋最寬、最亮，從中央向兩側條紋逐漸變窄、變暗，相鄰兩條亮條紋或暗條紋間距逐漸減小，這是單縫衍射現象。1雙縫干涉中亮暗條紋的分析步驟和應注意的問題(1)一般解題步驟由題設情況依真n介，求得光在真空(或空氣)中的波長。由屏上出現明暗條紋的條件判斷光屏上出現的是亮條紋還是暗條紋。根據亮條紋的判斷

23、式xk(k0,1,2，)或暗條紋的判斷式x(2k1)(k0,1,2，)判斷出k的取值，從而判斷條紋數。(2)應注意的問題 真n介可以根據c真f，v介f，n三個式子推導得到。兩列光發(fā)生干涉的必要條件是兩列光的頻率相同，相位差恒定。相干光的獲得方法。a將一束光分成兩束而獲得，此法稱為分光法。b利用激光。2薄膜干涉現象的應用(1)增透膜：增透膜的厚度為透射光在薄膜中波長的四分之一，使薄膜前后兩面的反射光的路程差為波長的一半，故反射光疊加后減弱，透射光的強度增強。(2)用干涉法檢查平面：如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是平整的，得到的干涉圖樣必是等間距的。如果某

24、處凹下，則對應明紋(或暗紋)提前出現，如圖乙所示；如果某處凸起來，則對應條紋延后出現，如圖丙所示。(注：“提前”與“延后”不是指在時間上，而是指如圖甲所示由左向右的順序位置上。)變式11(多選)如圖所示是a、b兩單色光分別經過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則()a在同種均勻介質中，a光的傳播速度比b光的大b在真空中a、b兩單色光傳播速度相同c從真空射入同種介質發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小d從同種介質射入真空發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小e在相同的條件下，b光比a光更容易產生明顯的衍射現象答案bde解析根據題圖可知，b光的干涉條紋間距大于a光的干涉條紋間距。由雙縫干涉條紋間距公式

25、x可知，b光的波長比a光的大。由可知，b光的頻率比a光的小，則在同種介質中，b光的折射率小于a光，根據n可知，在介質中，a光的傳播速度比b光的小，a錯誤；在真空中a、b兩單色光傳播速度相同，均為c，b正確；從真空射入同種介質不會發(fā)生全反射，c錯誤；由介質射入真空發(fā)生全反射，臨界角公式sinc，而a光折射率較大，從同種介質射入真空發(fā)生全反射時a光全反射臨界角小，d正確；由于b光的波長比a光的大，根據發(fā)生明顯衍射現象的條件可知，在相同的條件下，b光比a光更容易產生明顯的衍射現象，e正確。變式12(多選)把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓單色光從上方射入，俯視可以觀察到明暗

26、相間的同心圓環(huán)，如圖所示。這個現象是牛頓首先發(fā)現的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)。為了使同一級圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數起的第二條圓環(huán))，則應()a將凸透鏡的曲率半徑變大b將凸透鏡的曲率半徑變小c改用波長更長的單色光照射d改用波長更短的單色光照射答案ac解析牛頓環(huán)的形成原理是空氣薄膜干涉，為了使同一級圓環(huán)半徑變大，可以使空氣薄膜更薄，或改用波長更長的單色光照射，故選a、c。考點2光的衍射和偏振1單縫衍射與雙縫干涉的比較兩種現象單縫衍射雙縫干涉不同點圖樣特點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距相鄰條紋間距不等相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩側條紋逐漸變暗條紋清晰，亮度基本相等發(fā)生條

27、件產生明顯的條件：障礙物或孔的尺寸與波長差不多或更小必要條件(非充分)：兩束光頻率相同、相位差恒定相同點干涉、衍射都是波特有的現象，波長越長越明顯；干涉、衍射都有明暗相間的條紋2白光干涉和衍射形成彩色條紋的原因(1)雙縫干涉時，根據亮條紋中心位置的公式xk(k0,1,2)，各種單色光的波長不同，在屏上的亮紋位置(間距)就不同，所以各色光不重合呈現彩色條紋，中央位置對各單色光路程差都為0，所以疊加出白條紋。(2)單縫衍射時，縫寬一定，光的波長越長，中央亮紋越寬，且各單色光衍射時的其他條紋位置不同，所以白光的單縫衍射中央亮紋疊加出白色，兩側呈彩色。3干涉與衍射的本質光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊

28、加的結果，從本質上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理。光的干涉是兩列波的疊加，光的單縫衍射是來自單縫不同位置的無限列光波通過縫之后疊加時加強或削弱的結果。4偏振光的產生方式(1)自然光通過起偏器時產生偏振光。通過兩個共軸的偏振片觀察自然光，第一個偏振片的作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器。第二個偏振片的作用是檢驗光是否為偏振光，叫檢偏器。(2)自然光射到兩種介質的界面上時，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光的夾角恰好是90，則反射光和折射光都是完全偏振光，且偏振方向相互垂直。例2(多選)在單縫衍射實驗中，用紅色激光照射單縫，對于下列不同條件下縫后的屏幕上出現的現象，說法正確的

29、是()a當縫較寬時，屏上出現一條與縫寬相當的亮條紋b當縫很窄并繼續(xù)調窄，中央亮條紋變亮，寬度增大c當縫很窄并繼續(xù)調窄，中央亮條紋亮度降低，寬度增大d當縫很窄，屏上出現了中央亮條紋，增大縫與屏間距離，則中央亮條紋寬度增大e當縫很窄，屏上出現了中央亮條紋，改用藍色激光，則中央亮條紋寬度不變(1)當縫較寬時，光有明顯衍射嗎？提示：不會出現明顯衍射，光基本沿直線傳播。(2)當縫很窄，光能發(fā)生明顯衍射的條件下，波長越短中央亮紋越寬還是越窄？提示：越窄。嘗試解答選acd。當縫較寬時，不會出現明顯的衍射現象，此時光基本沿直線傳播，因此屏上出現一條與縫寬相當的亮條紋，故a正確；當縫的寬度變窄時，衍射現象更明顯

30、，中央明條紋寬度增加，但亮度降低，故b錯誤，c正確；同理，當縫很窄，屏上出現了中央亮條紋，增大縫與屏間距離，則中央亮條紋寬度增大，故d正確；當縫很窄時，屏上出現了中央亮條紋，若改用藍色激光，因波長變短，則中央亮條紋寬度變小，故e錯誤。1對光的衍射的理解(1)衍射是波的特征，波長越長，衍射現象越明顯。任何情況下都可以發(fā)生衍射現象，只有明顯與不明顯的差別。(2)衍射現象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看成是沿直線傳播的。2自然光和偏振光的比較自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內

31、，光的振動沿任意方向，且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內，光的振動沿特定方向3.光的偏振的理論意義及應用(1)理論意義：光的干涉和衍射現象說明了光是波，但不能確定光是橫波還是縱波，光的偏振現象說明了光是橫波。(2)應用：照相機鏡頭前裝偏振片消除反光，放映和觀看立體電影，電子表的液晶顯示器等。變式21 (多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可以判斷細絲粗細的變化() a這里應用的是光的衍射現象b這里應用的是光的干涉現象c如果屏上條紋間距變寬，表明抽制的絲變粗d如果屏上條紋間距變寬，表明抽制的絲變細答案ad解析由于是

32、激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現象，當抽制的絲變細的時候，衍射更明顯，條紋間距變寬，a、d正確。變式22(2019日照模擬)(多選)關于光的偏振，下列說法正確的是()a自然光通過偏振片后，就得到了偏振光b拍攝水面下的景物時，加偏振片可使像更清晰c所有的波都具有偏振現象d立體電影是應用光的偏振的一個實例e自然光射到兩種介質的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光答案abd解析自然光通過偏振片后，從而得到在某一方向振動的光，這就是偏振光，故a正確；拍攝水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝一個偏振片，可減弱水面反射光的影響，故b正確；只有橫波才能發(fā)生偏振現象，故c錯誤；立體電影的制作利用了

33、光的偏振現象，放映的時候也是用雙鏡頭放映機，其中每個鏡頭前放有偏振方向不同的偏振光片，觀眾戴的眼鏡上也有相對應方向的偏振片，這樣每只眼睛就只能看到一個鏡頭所投影的圖像，故d正確；自然光射到界面上后，折射光和反射光都是偏振光，故e錯誤。變式23(多選)以下說法正確的是()a光的偏振現象說明光是一種橫波b不透光圓片后面的陰影中心出現一個亮斑屬于光的干涉現象c照相機鏡頭呈淡紫色屬于光的衍射現象d光導纖維中內層的折射率大于外層的折射率e用點光源照射小圓孔，后面屏上會出現明暗相間的圓環(huán)，這是圓孔衍射現象答案ade解析偏振是橫波的特有現象，光的偏振現象說明光是一種橫波，故a正確；不透光圓片后面的陰影中心出

34、現一個亮斑屬于光的衍射現象，故b錯誤；光通過照相機鏡頭上的增透膜時增透膜前后表面反射的光發(fā)生干涉，故照相機鏡頭呈淡紫色，c錯誤；光導纖維傳播信號利用了光的全反射原理，結合發(fā)生全反射的條件可知，光導纖維中內層的折射率大于外層的折射率，故d正確；用點光源照射小圓孔，后面屏上會出現明暗相間的圓環(huán)，這是圓孔衍射現象，e正確。考點3用雙縫干涉測光的波長1注意事項(1)注意調節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。(2)放置單縫和雙縫時，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上。(3)調節(jié)測量頭時，應使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊，記錄此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線和

35、另一條紋的中心對齊，記下這時手輪的讀數，兩次讀數之差就表示這兩個條紋間的距離。(4)不要直接測量相鄰兩條紋的間距x，測量間隔若干個條紋的間距，計算得到相鄰兩條紋的平均間距x，這樣可以減小誤差。(5)觀察白光的干涉，看到的是彩色條紋，中央為白色亮條紋，這樣可以確定中央亮紋位置。2誤差分析(1)測量雙縫到屏的距離l存在的誤差。(2)測條紋間距x帶來的誤差干涉條紋沒有調整到最清晰的程度。分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。測量多條明條紋間的距離時讀數不準確。 例3(2019浙江杭州高三上學期模擬)用雙縫干涉測光的波長，實驗中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件(其中雙縫和光屏連在遮光

36、筒上)：a白熾燈 b單縫片c光屏 d雙縫e濾光片(1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是：_；(2)在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比，x1_x2(填“”“”或“”)。若實驗中紅光的波長為630 nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為_ mm。(1)第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，相鄰兩個亮條紋的中心間距是多少？提示：x2.1103 m。(2)怎樣求雙縫間距？提示：d。嘗試解答(1)aebdc_(2)_0.3。

37、(1)在光具座上從左向右，應該是光源、濾光片、單縫、雙縫、光屏，故自光源起合理的順序是：aebdc。(2)紅光的波長大于綠光的波長，由公式x，可知紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比，x1x2。因630 nm6.3107 m，x10.5 mm，x2.1103 m，由公式得x得：d0.3 mm。用雙縫干涉測光的波長要點(1)明確雙縫干涉條紋間距公式x中各物理量的意義，其中x是相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距，d是雙縫之間的距離，l是雙縫到屏的距離，為光的波長。(2)熟記求解相鄰兩個亮條紋或暗條紋間的距離的公式x中各物理量的意義。a1是使分劃板的中心刻線對齊某條亮紋的中央時記下的手輪

38、上的讀數，將該條紋記為第1條亮紋，a2是轉動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一條亮紋的中央時記下的手輪上的讀數，并將該條紋記為第n條亮紋。(3)若將裝置放入水中，必須根據介質中的波長介、真空中的波長真與介質的折射率n間的關系介，求出水中的波長，并用水中的波長代替x中的。(4)將各物理量統(tǒng)一為國際單位制代入求解。變式31(2019遼寧卓越名校聯盟二模)(多選)用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖所示，其中光源為白熾燈泡，調整實驗裝置使光屏上能觀察到清晰的干涉條紋。關于該實驗，下列說法正確的是()a取下濾光片，光屏上將出現彩色的干涉條紋b若單縫向右平移一小段距離，光屏上相鄰兩條亮紋中心的距離增大c若將

39、雙縫間的距離d增大，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小d若將濾光片由紅色換成綠色，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小e測出n條亮條紋間的距離a，則相鄰兩條亮條紋間距為x答案acd解析取下濾光片，不同的色光干涉條紋疊加，在光屏上將出現彩色的干涉條紋，故a正確。若單縫向右平移一小段距離，由于雙縫到光屏的距離不變，則光屏上相鄰兩條亮紋中心的距離不變，故b錯誤。根據x知，將雙縫的距離d增大，則光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小，故c正確。若將濾光片由紅色換成綠色，色光的波長減小，根據x知，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小，故d正確。測出n條亮條紋間的距離a，則相鄰兩條亮條紋間距為x，故e錯誤。變式32用雙縫

40、干涉測量光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫間的距離l1100 mm，雙縫與屏的距離l2700 mm，雙縫間距d0.25 mm。用測量頭來測量相鄰亮條紋中心間的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮條紋的中心，如圖乙所示。(1)某同學發(fā)現，多次實驗中，條紋有豎直的，有水平的，也有傾斜的，出現這些問題的原因是_。(2)當分劃板的中心刻線對準第1條亮條紋的中心時讀數為x12.190 mm，對準第4條亮條紋的中心時讀數如圖丙所示，其讀數x2_ mm。a7.869 b7.86 c7.36 d5.869(3)寫出計算波長的表達式_(用d、l1

41、、l2、x1、x2表示)，根據已知數據和(2)中測得的數據，求解得到的波長為_ nm。答案(1)見解析(2)a(3)676解析(1)單縫和雙縫是豎直的，條紋就是豎直的；單縫和雙縫是水平的，條紋就是水平的；單縫和雙縫是傾斜的，條紋就是傾斜的。(2)x27.5 mm0.0136.9 mm7.869 mm。(3)由題意知x根據x得代入數據解得676 nm。考點4電磁波與相對論1對麥克斯韋電磁場理論的理解2對電磁波的理解(1)電磁波是橫波，電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直，如圖所示。(2)電磁波與機械波的比較名稱項目電磁波機械波產生由周期性變化的電場、磁場產生由質點(波源)的振動產生波的特點橫

42、波縱波或橫波波速在真空中等于光速c3108 m/s；在介質中波速較小在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340 m/s)；在液體和固體中較大是否需要介質不需要介質(在真空中仍可傳播)必須有介質(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能3狹義相對論中時間和空間的相對性(1)“同時”的相對性：在一個慣性參考系同時發(fā)生的兩件事，在另一個慣性參考系中不一定同時。(2)時間間隔的相對性：t，是相對事件發(fā)生地靜止的觀察者測量同一地點的兩個事件發(fā)生的時間間隔，而t則是相對于事件發(fā)生地以速度v運動的觀察者測量同一地點的同樣兩個事件發(fā)生的時間間隔。也就是說：在相對運動的參考系中觀測，事件變化過程的時間間隔變大了，

43、這叫做時間膨脹效應(動鐘變慢)。(3)長度的相對性：ll0，l0是相對于桿靜止的觀察者測出的桿的長度，而l可認為是桿沿桿的長度方向以速度v運動時，靜止的觀察者測量的長度，還可以認為是桿不動，而觀察者沿桿的長度方向以速度v運動時測出的桿的長度。這叫做尺縮效應。長度收縮只發(fā)生在運動方向上，垂直運動方向上長度不變。例4(多選)關于電磁波譜，下列說法正確的是()ax射線對生命物質有較強的作用，過量的x射線輻射會引起生物體的病變b射線是波長最短的電磁波，它比x射線的頻率還要高c紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射d在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現象的是射線e在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信(1)電磁波譜波

44、長由長到短如何排列？提示：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、射線。(2)哪種電磁波最容易發(fā)生衍射？提示：無線電波。嘗試解答選abe。x射線的頻率比較大，能量大，對生命物質有較強的輻射作用，過量的x射線輻射會引起生物體的病變，a正確；根據電磁波譜的排列順序可知，射線是波長最短的電磁波，它的頻率比x射線的頻率高，b正確；紫外線比紫光的波長短，更不容易發(fā)生干涉和衍射，c錯誤；在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現象的是無線電波，d錯誤；無線電波廣泛應用于通信、廣播，e正確。對電磁波譜的四點說明(1)波長不同的電磁波，表現出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線，易發(fā)生干涉、衍射現象；波長較短的x

45、射線、射線，穿透能力較強。(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和x射線、x射線和射線都有重疊。(3)不同的電磁波，產生的機理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產生的；x射線是原子的內層電子受到激發(fā)后產生的；射線是原子核受到激發(fā)后產生的。(4)電磁波的能量隨頻率的增大而增大。變式41(2019哈爾濱三中高三一模)(多選)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產生電磁波。該電磁波()a是橫波b是由于電荷運動產生的c不能在真空中傳播d只能沿著梳子搖動的方向傳播e在空氣中的傳播速度約為3108 m/

46、s答案abe解析根據電磁波的特點可知，電磁波為橫波，故a正確；梳子帶電后搖動梳子，電荷發(fā)生移動形成電流，電流的變化產生電磁波，故b正確；電磁波的傳播不需要介質，可以在真空中傳播，故c錯誤；電磁波產生后，可以在任意方向傳播，故d錯誤；電磁波傳播速度等于光在真空的傳播速度，在空氣中的傳播速度約為3108 m/s，故e正確。變式42(2016全國卷)(多選)關于電磁波，下列說法正確的是()a電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關b周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波c電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直d利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電

47、纜、光纜傳輸e電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失答案abc解析電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/s，與頻率無關，a項正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，b項正確；變化的電場和磁場相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，c項正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，d項錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗完為止，e項錯誤。變式43(2019江蘇南京、鹽城二模)如圖所示，兩艘飛船a、b沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為l，則a測得兩飛船間的距離_l(選填“大于”“等于”或“小于”)。當b向