江苏专用201x版高考物理大一轮复习第15单元光学电磁波相对论第38讲光的波动性电磁波相对论

1、第第38讲讲PART 38光的波动性光的波动性 电电磁波磁波 相对论相对论教材知识梳理考点互动探究教师备用习题一、光的干涉一、光的干涉1定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现条纹,某些区域相互减弱,出现条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.2条件:两束光的频率、相位差恒定.3双缝干涉图样特点:单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为条纹,其余为条纹.教材知识梳理教材知识梳理亮暗相等白色亮彩色二、光的衍射二、光的衍射1定义:光在传播的过程中遇到障碍物时,直线传播绕到障碍物阴影里去的现象.2发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长,甚至比光的波长时,衍

2、射现象明显.教材知识梳理教材知识梳理偏离差不多还小3衍射图样特点(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条纹,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.(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实光的波动性).教材知识梳理教材知识梳理泊松三、光的偏振三、光的偏振1自然光:包含着在垂直于传播方向上沿振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.2偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个的方向振动的光.3光的偏振现象说明光是一种波.教材知识梳理教材知识梳理

3、一切方向特定横四、电磁场与电磁波四、电磁场与电磁波1麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生.2电磁波:由近及远地传播形成电磁波.电磁波是波,在空间传播不需要依靠介质.真空中电磁波的速度为 m/s;电磁波的传播速度v等于波长和频率f的乘积,即v=.3电磁波谱:按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、紫外线、X射线、射线.教材知识梳理教材知识梳理电场磁场电磁场横3108f频率波长可见光五、相对论五、相对论1狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是的.2光速不变原理:真空中的光速在不同

4、的惯性参考系中都是的.教材知识梳理教材知识梳理相同相同教材知识梳理教材知识梳理教材知识梳理教材知识梳理考点一考点一光的双缝干涉现象光的双缝干涉现象考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点二考点二用双缝干涉实验测量光的波长用双缝干涉实验测量光的波长考点互动探究考点互动探究考向一考向一实验原理与实验操作实验原理与实验操作考点互动探究考点互动探究2.实验步骤(1)安装仪器将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图38-2所示.图38-2接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.安装单缝

5、和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行.考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 注意事项注意事项(1)光源灯丝最好是线状灯丝,并与单缝平行且靠近;(2)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴,单缝和双缝安装时应竖直且相互平行,遮光筒的轴线要与光具座导轨平行,若不共轴或单缝与双缝不平行,则会引起干涉条纹亮度小、不清晰,不便于观察和测量;(3)白光干涉观察到的是彩色条纹,中央亮条纹的中间部分是白色,边缘是红色.考点互动探究考点互动探究考向二考向二数据处理与误差分析数据处理

6、与误差分析考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 注意事项注意事项光波波长很小,x、L的测量对波长的影响很大.L用毫米刻度尺测量,x用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求x及采用多次测量求的平均值法减小误差.应注意:(1)干涉条纹应调整到最清晰的程度;(2)x不是亮(暗)条纹的宽度;(3)分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心;(4)测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.考点三考点三薄膜干涉的理解及应用薄膜干涉的理解及应用考点互动探究考点互动探究1薄膜干涉如图38-7所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力

7、的作用,形成上薄下厚的楔形,光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA和后表面BB分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.图38-7考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究2薄膜干涉的应用(1)检查精密零件的表面是否平整如图38-8所示,将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端之间垫一薄片,使标准样板的平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层,单色光从上面照射,入射光在空气层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加,从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状来确定工件表面的情况.图38-8考点互动探究考点互动探究若被检查平面平整则干涉图样是等间距明暗相间的平行直条纹.若某处凹下,则对应亮

8、(暗)条纹提前出现,如图38-9甲所示;若某处凸起,则对应亮(暗)条纹延后出现,如图乙所示.图38-9(2)增透膜在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时,在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半个波长,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的目的.考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点四考点四光的衍射及偏振现象光的衍射及偏振现象考点互动探究考点互动探究1对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征,波长

9、越长,干涉和衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别.(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看作是沿直线传播的.考点互动探究考点互动探究2自然光与偏振光的比较3偏振光的应用:照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.类别自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向,且沿各个方向光振动的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿特定方向考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探

10、究考点互动探究考点五考点五电磁场和电磁波电磁场和电磁波相对论相对论考点互动探究考点互动探究1对麦克斯韦电磁场理论的理解考点互动探究考点互动探究2对电磁波的理解(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图38-15所示.图38-15考点互动探究考点互动探究(2)电磁波与机械波的比较电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大),c=3108 m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340 m/s)是否需要介质 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考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 注意事项注意事项(1)波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、明显