导学教程高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波 相对论 第二章 光 电磁波 相对论 第二节 光的波动性 电磁波 相对论 新人教选修34

第二节光的波动性电磁波相对论编辑ppt课前预习·基础落实［主干回顾］频率相位差白色编辑ppt编辑ppt不需要3×108m/s同样适用干涉无线电波可见光编辑ppt相同相同相对编辑ppt编辑ppt1．判断下列说法的正误。(1)光的颜色取决于折射率。()(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。()(3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。(

)(4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( )［自我检测］×××√编辑ppt(5)自然光是偏振光。(

)(6)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(

)(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象。(

)(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同。(

)(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。(

)×××××编辑ppt2．

(多选)(2016·南京模拟)关于光的衍射现象，下面说法正确的是A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射答案

AC编辑ppt3．如图2－2－1所示是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的编辑ppt图2－2－1A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面

D．a的下表面和b的下表面答案

C编辑ppt4．理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用A．紫外线具有很强的荧光作用B．紫外线具有杀菌消毒作用C．X射线有很强的贯穿力D．红外线具有显著的热效应E．红外线波长较长，易发生衍射答案

D编辑ppt编辑pptC．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化答案

CD编辑ppt课堂互动·考点突破考点一光的波动性1．光的干涉(1)明暗条纹的判断方法①单色光a．如图2－2－2所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现明条纹。编辑ppt图2－2－2编辑ppt编辑ppt(3)薄膜干涉①如图2－2－3所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。图2－2－3编辑ppt编辑ppt(4)薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图2－2－4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。编辑ppt图2－2－4编辑ppt2．光的干涉和衍射的比较(1)干涉和衍射的比较内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小典型实验杨氏双缝实验单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)编辑ppt图样特点不同点

条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹编辑ppt(2)对光的衍射的理解①干涉和衍射是波的特征，波长越长，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，光才可以看做是沿直线传播的。编辑ppt3．自然光和偏振光的比较自然光(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起偏器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，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向编辑ppt考向1光的双缝干涉

[例1]

(2016·合肥模拟)如图2－2－5所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？编辑ppt图2－2－5(1)已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。编辑ppt编辑ppt[答案]

(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析编辑ppt编辑ppt考向2薄膜干涉现象

[例2]

(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图2－2－6所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是编辑ppt图2－2－6编辑pptA．干涉条纹的产生是由于光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧编辑ppt[解析]根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项对，B项错。因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误。根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确。[答案]

AC编辑ppt考向3光的衍射现象[例3]

(多选)下列有关单缝衍射的说法正确的是A．同种单色光照射时，缝越窄，屏上被照亮的宽度越大，但亮度减小B．同种单色光照射时，缝越宽，屏上被照亮的宽度越大，亮度也越大C．把频率低的单色光改为频率较高的单色光，衍射现象会变明显D．把空气中的实验装置移到水中，衍射现象会变得不明显编辑ppt[解析]同种单色光照射时，缝越窄，屏上被照亮的宽度越大，但因透过光的能量减小，亮度减小，A正确、B错误；频率低的单色光波长较长，把频率低的单色光改为频率较高的单色光，衍射现象会变得不明显，C错误；把空气中的实验装置移到水中，光的波长变短，衍射现象会变得不明显，D正确。[答案]

AD[特别提醒]光在任何情况下都可以发生衍射现象，只是有明显与不明显的差别。编辑ppt考点二电磁场和电磁波1．对麦克斯韦电磁场理论的理解编辑ppt2．对电磁波的理解电磁波是横波。电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图2－2－7所示。图2－2－7编辑ppt3．电磁波谱分析及应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10－3波动性强，易发生衍射无线电技术红外线1011～101510－3～10－7热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101710－7～10－9化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016～101910－8～10－11贯穿本领强检查、医用透视γ射线>1019<10－11贯穿本领最强工业探伤、医用治疗编辑ppt考向1电磁波的性质[例4]

(1)下列关于电磁波的说法正确的是A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同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编辑ppt(2)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题。①雷达发射电磁波的波长范围是多少？②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？编辑ppt编辑ppt[答案]

(1)A

(2)①0.3m～1.5m

②能编辑ppt考向2电磁波的应用[例5]

(多选)(2016·兰州模拟)下列说法中正确的是A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均一样，均为3×108m/sB．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用编辑ppt[解析]不同波长的电磁波在真空中的传播速度均为c；红外线在遥感技术中用到了它的衍射现象；紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度；利用紫外线的荧光效应可以制成日光灯，由此可知A、C、D正确。[答案]

ACD编辑ppt考点三实验：用双缝干涉测定光的波长1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝dΔx/l。2．实验步骤(1)观察干涉条纹①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如图2－2－8所示。编辑ppt图2－2－8②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏。编辑ppt④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹。⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。编辑ppt②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量。编辑ppt编辑ppt考向实验操作与数据处理[例6]

2016·杭州模拟)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图2－2－9所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。编辑ppt图2－2－9(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。编辑ppt(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意____________________。编辑ppt(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2－2－10甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm。编辑ppt图2－2－10(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm。编辑ppt[解析]

(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上，所以排列顺序为C、E、D、B、A。(顺序不能交换)(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，单缝、双缝间距离大约为5～10cm；使单缝与双缝相互平行。编辑ppt编辑ppt编辑ppt编辑ppt编辑ppt1．(2015·浙江自选)以下说法正确的是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干涉形成的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［随堂巩固］课后训练·能力达标编辑ppt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λ＝v/f，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

C编辑ppt2．

(2014·大纲全国)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为A．2.06×10－7m

B．2.06×10－4mC．1.68×10－4m D．1.68×10－3m编辑ppt答案

C编辑ppt3．

(2014·四川理综)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同编辑ppt解析干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D错误。答案

C编辑ppt4．(多选)关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是A．电磁场是一种物质，它只能在真空中传播B．电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C．由于微波衍射现象不明显，所以雷达用它测定物体的位置D．波长越短的电磁波，反射性能越强编辑ppt解析电磁场是一种特殊的物质，在真空、介质中都可以传播，A错误；电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度方向互相垂直，B错误；电磁波的波长越短，衍射越不明显，反射性能越强，C、D正确。答案

CD编辑ppt编辑ppt9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。。2022/12/202022/12/202022/12/2012/20/20226:46:26PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2022/12/202022/12/202022/12/20Dec-2220-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。。2022/12/202022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202214、他乡生白发，旧国见青山。。20十二月20222022/12/202022/12/202022/12/2015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十二月222022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202216、行动出成果，工作出财富。。2022/12/202022/12/2020December202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/209、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2022/12/202022/12/202022/12/2012/20/20226:46:26PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2022/12/202022/12/202022/12/20Dec-2220-Dec-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2022/12/202022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202213、不知香积寺，数里入云峰。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20十二月20222022/12/202022/12/202022/12/2015、楚塞三湘接，荆门九派通。。。十二月222022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2022/12/202022/12/2020December2022