2019版高考物理大一轮复习-专题十三-机械振动-机械波-光-电磁波-相对论简介-第4讲-光的波动性-电磁波-相对

第4讲光的波动性电磁波相对论一、光的干涉频率相同

1．条件：两列光的________相同，振动方向________，且具有恒定的相位差，就能产生干涉．2．干涉图样(1)杨氏双缝干涉：如图13-4-1所示．图13-4-1明暗相间kλ(2k＋1)λ2②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是____色．③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距离Δx＝______．(2)薄膜干涉白

ldλ

①相干光：如图13-4-2所示，照射到透明薄膜上的光，从薄膜的前表面AA′和后表面BB′反射回来的两列光波．图13-4-2

②图样特点：单色光：照射薄膜时形成明暗相间的条纹．两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝______(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现明条纹；路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝__________(n＝0,1,2，3，…)，薄膜上出现暗条纹．白光：形成________色条纹．nλ(2n＋1)λ2彩二、光的衍射相差不多小

1．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，才会发生明显的衍射现象．项目单缝衍射圆孔衍射单色光①中央为____且____的条纹，两侧为________的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度____，宽度____③中央是大且亮的圆形____，周围分布着________的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度____，宽度____；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而____2．衍射条纹的特点亮宽明暗相间(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较.越弱越小亮斑明暗相间越弱越小减小项目单缝衍射圆孔衍射白光②中央为亮且宽的____色条纹，两侧为亮度逐渐____、宽度____的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是____光，离中央最远的是____光④中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的____色的同心圆环(续表)白变暗变小紫红

(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到________(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)．彩不透明亮斑三、光的偏振现象1．偏振光波只沿________的方向的振动．2．自然光某一特定一切方向强度

太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光垂直横偏振片

在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．只有____波才有偏振现象．自然光通过________后，就得到了偏振光．四、电磁场、电磁波、电磁波谱1．麦克斯韦电磁场理论电场磁场

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．电磁场电场磁场

变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的________和________总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．3．电磁波介质相同

(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．

(2)电磁波的传播不需要________，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是__________的(都等于光速)．不同高小λf

(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是________的，频率越________，波速越_________．v＝________，f是电磁波的频率．4．电磁波谱电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律无线电波波动性强，易发生衍射无线电技术>10－3<3×1011

直线传播能力增强衍射能力减弱红外线热效应红外线遥感10－3～10－71011～1015可见光引起视觉照明、摄影10－71015紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪10－7～10－91015～1017X射线贯穿性强检查、医用透视10－8～10－111016～1019γ射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗<10－11>1019五、狭义相对论的基本假设质速关系、质能关系1．狭义相对论的两个基本假设(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．相同相同

(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是________的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．2．相对论的质速关系

(1)物体的质量随物体速度的增加而__________，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0

之间有如下关系：

(2)物体运动时的质量总要________静止时的质量m0. 3．相对论质能关系 用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2.增大大于【基础检测】1．(多选，2016年吉林模拟)下列说法正确的是()

A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定

B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的

C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小

D．光的偏振特征说明光是横波

E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故

答案：BDE2．(多选)下列说法中正确的是()

A．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象

B．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场

C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄

D．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c

E．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

答案：ACE3．(多选)下列说法中正确的是()

A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的

B．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度小

C．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度

D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率

E．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场系中都是相同的，故A正确；根据v＝—，且红光在玻璃砖中的解析：光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考cn折射率小，则有红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大，故B错误；介质中质点振动的速度与波的传播速度是两回事，质点振动的速度是周期性变化的，而波在同一均匀介质中传播时传播速度不变，故C错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近的，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故D正确；据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可产生磁场，故E正确．答案：ADE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(或圆孔衍射、不透明圆盘衍射)考点1光的干涉现象和衍射现象⊙重点归纳光的干涉现象和衍射现象的比较内容干涉衍射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（续表）【考题题组】1．(多选)下列说法正确的是()A．机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象B．泊松亮斑是光的干涉现象中的加强区C．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理D．在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成反比E．波速公式v＝λf说明波速只与波长、频率有关，与介质无关2．(多选，2016年湖北联考)关于波的现象，下列说法正确的有()

A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化

B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射

C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低

D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率

E．电磁波具有偏振现象

答案：ADE考点2电磁场、电磁波和相对论

⊙重点归纳

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、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强．

2．电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同．

3．电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．【考题题组】3．(多选，2016年新课标Ⅰ卷)关于电磁波，下列说法正确的是()

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

解析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误；电磁波波源的电磁振荡停止，波源不再产生新的电磁波，但空间中已产生的电磁波仍可继续传播，选项E错误．答案：ABC4．(多选，2017年甘肃天水模拟)下列说法正确的是()

A．光的偏振现象说明光是一种横波

B．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在

C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，则条纹间距变宽

D．