第2講光波動性電磁波相對論1/42考點1光干涉亮暗

1.定義：在兩列光波疊加區域，一些區域相互加強，出現________條紋，一些區域相互減弱，出現________條紋，且加強區域和減弱區域相互間隔現象.相等

2.條件：兩束光頻率________、相位差恒定. 3.雙縫干涉圖樣特點：單色光照射時形成明暗相間等間距干涉條紋；白光照射時，中央為__________條紋，其余為________條紋.白色亮彩色2/42考點2光衍射偏離1.定義：光在傳輸過程中碰到障礙物時，________直線傳輸繞到障礙物陰影里去現象.差不多還小

2.發生顯著衍射條件：障礙物或小孔尺寸跟光波長________，甚至比光波長________時，衍射現象顯著.3/423.衍射圖樣特點單色窄且暗白色

(1)單縫衍射：單色光衍射圖樣為中間寬且亮________條紋，兩側是明暗相間條紋，條紋寬度比中央__________；白光衍射圖樣為中間寬且亮________條紋，兩側是漸窄且暗彩色條紋.圓環泊松

(2)圓孔衍射：明暗相間不等距________. (3)圓盤衍射：明暗相間不等距圓環，中心有一亮斑稱為________亮斑(證實光波動性).4/42考點3光偏振一切方向

1.自然光：包含著在垂直于傳輸方向上沿________振動光，而且沿著各個方向振動光波強度都相同. 2.偏振光：在垂直于光傳輸方向平面上，只沿著某個________方向振動光.特定3.偏振光形成偏振片折射

(1)讓自然光經過________形成偏振光. (2)讓自然光在兩種介質界面發生反射和________，反射光和折射光能夠成為部分偏振光或完全偏振光.4.光偏振現象說明光是一個________波.橫5/42考點4電磁場與電磁波1.麥克斯韋電磁場理論電場磁場改變磁場能夠在周圍空間產生________，改變電場能夠在周圍空間產生________.電磁場橫

2.電磁波：________由近及遠地傳輸形成電磁波.電磁波是________波，在空間傳輸不需要依靠介質.真空中電磁波速度為________m/s；電磁波傳輸速度v等于波長λ和頻率f乘積，即v＝________.3×108λf6/423.電磁波發射和接收足夠高開放

(1)發射條件：①要有________頻率；②采取______電路. (2)調制：使電磁波隨各種信號而改變叫調制.使高頻電磁波______隨信號強弱而改變為調幅，使高頻電磁波_______隨信號強弱而改變為調頻.振幅頻率(3)接收相等

①當接收電路固有頻率跟接收到電磁波頻率______時，激起振蕩電流最強，稱為電諧振現象.7/42

②從經過調制高頻電流中將聲音或圖像信號還原出來過程，叫做________，它是調制逆過程，調幅波解調也叫________. (4)電磁波譜：按照電磁波________或________大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜.頻率波長可見光

按波長由長到短排列電磁波譜為：無線電波、紅外線、________、紫外線、X射線、γ射線.解調檢波8/42考點5相對論1.狹義相對論兩個基本假設(1)狹義相對性原理：在不一樣慣性參考系中，一切物理規律都是________.相同相同mc2

(2)光速不變原理：真空中光速在不一樣慣性參考系中都是________. 2.質能方程(質能關系)：E＝________.9/42【基礎自測】)1.(多項選擇，2016年北京卷改編)以下說法正確是(A.電磁波在真空中以光速c傳輸B.在空氣中傳輸聲波是橫波C.聲波只能在空氣中傳輸D.光傳輸不需要介質E.電磁波是橫波10/42

解析：光波屬于電磁波，光波在真空中速度也就是電磁波在真空中速度，選項A正確.空氣中聲波是振源振動造成空氣密度改變而產生，它存在密部和疏部，屬于縱波，選項B錯誤.聲波不但僅能在空氣中傳輸，在固體、液體中都可以傳輸，選項C錯誤.光波屬于電磁波，電磁波是經過電磁場交替改變傳遞，不需要介質，選項D正確.電磁波是橫波，E項正確.答案：ADE11/42

2.(多項選擇，2016年天津卷改編)我國成功研發反隱身先進“米波雷達”堪稱隱身飛機克星，它標志著我國雷達研究又一創新里程碑，“米波雷達”發射無線電波波長在1～10m)范圍內，則對該無線電波判斷正確是( A.米波頻率比厘米波頻率低 B.和機械波一樣需靠介質傳輸 C.同光波一樣會發生反射現象 D.不可能產生干涉和衍射現象 E.波長越長無線電波越易發生衍射現象

答案：ACE12/42條紋如圖乙所表示.他改變試驗條件不可行是()

3.(多項選擇)某同學用單色光進行“雙縫干涉”試驗，在屏上觀察到圖15-2-1甲所表示條紋，僅改變一個試驗條件后，觀察到乙

甲

圖

15-2-1A.減小光源到單縫距離B.減小雙縫之間距離C.增大雙縫到光屏之間距離D.換用頻率更高單色光源E.增大雙縫之間距離答案：ADE...13/424.(多項選擇)關于以下幾個電磁波作用，以下說法正確是()

A.用紅外線熱像儀檢測經過它發燒病人，是利用了物體在不一樣溫度下發射紅外線頻率和強度不一樣 B.刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因為紫外線波長短，分辨率高 C.紅外線遙感技術利用了紅外線顯著熱效應 D.驗鈔機之所以利用紫外線驗鈔是因為紫外線含有熒光效應 E.陰極射線是一個頻率極高電磁波

答案：ABD14/42熱點1光干涉

[熱點歸納] 1.明暗條紋判斷方法： (1)單色光 ①如圖15-2-2所表示，光源S1、S2

發出光到屏上P點路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)時，光屏上出現明條紋. 圖15-2-215/42(2)白光：光屏上出現彩色條紋.(3)中央條紋為明條紋.2.雙縫干涉形成條紋是等間距，兩相鄰明條紋或相鄰16/42法錯誤是()考向1對雙縫干涉現象了解

【典題1】一束白光在真空中經過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色亮條紋外，兩側還有彩色條紋，則以下說

A.各色光波長不一樣，因而各色光分別產生干涉條紋間距不一樣 B.各色光速度不一樣，因而各色光分別產生干涉條紋間距不一樣 C.各色光強度不一樣，因而各色光分別產生干涉條紋間距不一樣 D.屏上展現內紫外紅條紋 E.屏上條紋不按一定規律分布..17/42

解析：白光包含各種顏色光，它們波長不一樣，在相同條件下做雙縫干涉試驗時，它們干涉條紋間距不一樣，所以在中央亮條紋兩側出現彩色條紋，紫光條紋間距最小，因而最里面是紫色條紋.答案：BCE18/42考向2明暗條紋位置確實定

【典題2】如圖15-2-3所表示，在雙縫干涉試驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上一點，已知P點與S1

和S2

距離之差為2.1×10－6

m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？圖15-2-3(1)已知A光在折射率為n＝1.5介質中波長為4×10－7

m.(2)已知B光在某種介質中波長為3.15×10－7m，當B光從這種介質射向空氣時，臨界角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).19/42解：(1)設A光在空氣中波長為λ1，在介質中波長為λ2，由

λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7

m＝6×10－7m依據旅程差Δx＝2.1×10－6m可見，用A光做光源，P點為暗條紋.20/4221/42熱點2薄膜干涉

[熱點歸納] 1.如圖15-2-4所表示，豎直肥皂薄膜，因為重力作用，形成上薄下厚楔形. 圖15-2-4 2.光照射到薄膜上時，在膜前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同光波，而且疊加.22/423.原理分析：(1)單色光

①在P1、P2

處，兩個表面反射回來兩列光波旅程差Δr等于波長整數倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出現明條紋.②在Q處，兩列反射回來光波旅程差Δr等于半波長(2)白光：薄膜上出現水平彩色條紋.23/424.薄膜干涉應用：(1)檢驗精密零件表面是否平整

如圖15-2-5所表示，將被檢驗平面和放在上面透明標準樣板一端墊一薄片，使樣板標準平面與被檢驗平面間形成一個楔形空氣薄層，單色光從上面照射，入射光在空氣層上表面a和下表面b反射出兩列光波疊加，從反射光中看到干涉條紋，依據干涉條紋形狀來確定工件表面情況.圖15-2-524/42

若被檢驗平面平整則干涉圖樣是等間距明暗相間平行直條紋.若某處凹下，則對應亮(暗)條紋提前出現，如圖15-2-6甲所表示；若某處凸起，則對應亮(暗)條紋延后出現，如圖乙所表示.甲乙圖

15-2-625/42(2)增透膜在光學元件(透鏡、棱鏡)表面涂上一層薄膜(如氟化鎂)，反射光光程差恰好等于半個波長，因而相互抵消，到達減小反射光、增大透射光強度目標.26/42考向薄膜干涉應用【典題3】(多項選擇)關于光學鏡頭增透膜，以下說法正確是(

)A.增透膜是為了降低光反射損失，增加透射光強度B.增透膜厚度等于入射光在真空中波長C.增透膜厚度等于入射光在薄膜中波長1414

D.因為增透膜厚度普通適合綠光反射時相互抵消，紅光、紫光反射不能完全抵消，所以涂有增透膜鏡頭呈淡紫色 E.涂有增透膜鏡頭，進入光線全部相互抵消，所以這種鏡頭成像效果很好27/42

解析：光學鏡頭前增透膜是為了降低光反射損失，增加透射光強度，A正確；依據光干涉理論，增透膜厚度等于入射光在薄膜中波長四分之一，B錯誤，C正確；增透膜通常是針對人眼最敏感綠光設計，使從鏡頭反射綠光干涉相消，而對太陽光中紅光和紫光并沒有顯著減弱，所以看上去呈淡紫色，D正確；涂有增透膜鏡頭，只能抵消某種色光反射光線，E錯誤.答案：ACD28/42熱點3光偏振

[熱點歸納] 1.偏振光產生方式： (1)自然光經過起偏器：經過兩個共軸偏振片觀察自然光，第一個偏振片作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器.第二個偏振片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交界面上，假如光入射方向合適，使反射光和折射光之間夾角恰好是90°時，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直. 2.偏振光理論意義及應用： (1)理論意義：光偏振現象說明了光波是橫波. (2)應用：攝影機鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等.29/42

【典題4】(

年江蘇調研)某同學在暑假一次旅行中發現一個奇怪現象：他戴著某種墨鏡用手機拍照，手機豎著拍沒問題，而當把手機橫過來拍時，發覺手機黑屏了，而旁邊小搭檔卻說手機屏是亮著.這是光________現象，該現象說明光是________(填“橫波”或“縱波”).

解析：這位同學手機豎著拍沒問題，而當把手機橫過來拍時，發覺手機黑屏了，說明光不能透過，這是光偏振現象，該現象說明光是橫波.答案：(1)偏振(2)橫波30/42熱點4光衍射

[熱點歸納] 1.干涉和衍射是波特征，波長越長，干涉和衍射現象越顯著.在任何情況下都能夠發生衍射現象，只是顯著與不顯著差別. 2.衍射現象說明“光沿直線傳輸”只是一個特殊情況，只有在光波長比障礙物小得多時，光才能夠看做是沿直線傳輸.31/42項目干涉衍射現象在光重合區域出現加強或減弱現象光繞過障礙物偏離直線傳輸現象產生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔尺寸與波長差不多或更小經典試驗楊氏雙縫試驗單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)圖樣不一樣 點條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清楚條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗圖樣相同點干涉、衍射都是波特有現象；干涉、衍射都有明暗相間條紋3.光干涉和衍射比較：32/42【典題5】(多項選擇，

年安徽合肥二模)以下說法正確是(

)A.光導纖維傳輸信號是利用光干涉現象B.全息攝影利用了激光相干性好特征C.光偏振現象說明光是橫波D.X射線比無線電波更輕易發生干涉和衍射現象E.刮胡須刀片影子邊緣含糊不清是光衍射現象答案：BCE33/42熱點5電磁場和電磁波[熱點歸納]1.對麥克斯韋電磁場理論了解：34/422.對電磁波了解：(1)電磁波是橫波.電磁波電場、磁場、傳輸方向三者兩兩垂直，如圖15-2-7所表示.圖15-2-7

(2)電磁波與機械波不一樣，機械波在介質中傳輸速度只與介質相關，電磁波在介質中傳輸速度與介質和頻率均相關.35/42電磁波譜頻率/Hz真空中波長/m特征應用遞變規律無線電波＜3×1011＞10－3波動性強，易發生衍射無線電技術紅外線1011～101510－3～10－7熱效應紅外遙感可見光101510－7引發視覺照明、攝影紫外線1015～101710－7～10－9化學效應、熒光效應、滅菌消毒醫用消毒、防偽X射線1016～101910－8～10－11貫通本事強檢驗、醫用透視γ射線＞1019＜10－11貫通本事最強工業探傷、醫用治療3.電磁波譜分析及應用：36/42考向1對麥克斯韋電磁場理論了解【典題6】(多項選擇，

年新課標Ⅱ卷)關于電磁波，以下說法正確是()

A.電磁波在真空中傳輸速度與電磁波頻率無關 B.周期性改變電場和改變磁場能夠相互激發，形成電磁波 C.電磁波在真空中自由傳輸時，其傳輸方向與電場強度、磁感應強度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號能夠實現無線通信，但電磁波不能經過電纜、光纜傳輸 E.電磁波能夠由電磁振蕩產生，若波源電磁振蕩停頓，空間電磁波隨即消失37/42

解析：電磁波在真空中傳輸速度不變，與頻率無關，選項A正確；電磁波由周期性改變電場和改變磁場相互激發得到，選項B正確；電磁波傳輸方向與電場方向、磁場方向均垂直，選項C正確；光是一個電磁波，光可在光導纖維中傳輸，選項D錯誤；電磁波含有能量，電磁振蕩停頓后，已形成電磁波仍會在介質或真空中繼續傳輸，選項E錯誤.答案：ABC38/42考向2電磁波應用【典題