2024高考物理一轮复习第14章光电磁波第2讲光的波动性电磁波学案

PAGE19-第2讲光的波动性电磁波学问点光的干涉Ⅰ1．光的干涉的必要条件两列光的eq\x(\s\up1(01))频率相同，相位差恒定，才可能产生稳定的干涉现象。2．杨氏双缝干涉(1)原理如图2所示。(2)明、暗条纹的条件①光的路程差r2－r1＝eq\x(\s\up1(02))±kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。②光的路程差r2－r1＝eq\x(\s\up1(03))±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹。(3)相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：eq\x(\s\up1(04))Δx＝eq\f(l,d)λ。(4)干涉条纹的特点①单色光：形成明暗相间的条纹，中心为eq\x(\s\up1(05))亮纹，如图3所示。②白光：光屏上出现eq\x(\s\up1(06))彩色条纹且中心亮条纹是eq\x(\s\up1(07))白色(填写颜色)，即发生色散，如图4所示。3．薄膜干涉(1)原理：如图5所示薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位置的来自前后两个面的反射光eq\x(\s\up1(08))路程差不同，叠加后出现明暗相间的条纹。(2)应用①增透膜。②利用光的干涉检查工件平整度。(3)图样特点：同一条明(或暗)纹对应薄膜的eq\x(\s\up1(09))厚度相等。单色光照耀薄膜形成明暗相间的条纹，白光照耀薄膜时，形成彩色条纹，即薄膜干涉中的色散。学问点光的衍射Ⅰ1．几种典型衍射条纹的特点(1)单缝衍射：①单色光的衍射图样为中间eq\x(\s\up1(01))宽且亮(填特点)的单色条纹，两侧是eq\x(\s\up1(02))明暗相间的条纹，条纹宽度比中心窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中心亮纹越宽。如图7所示。②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。其中最靠近中心的色光是紫光，离中心最远的是红光，如图8所示，这是光在衍射时的色散。(2)圆孔衍射：如图9所示，中心是大且亮的eq\x(\s\up1(03))圆形光斑，四周分布着明暗相间的eq\x(\s\up1(04))不等距圆环，且越靠外，亮圆环越窄越暗。(3)圆盘衍射(泊松亮斑)：如图10所示，当光照到不透亮的半径很小的小圆盘上时，对于肯定的波长，在适当的距离上，圆盘的阴影中心出现eq\x(\s\up1(05))亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。2．发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长eq\x(\s\up1(06))相差不多，甚至比光的波长eq\x(\s\up1(07))还小的时候，衍射现象才会明显。在任何状况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。学问点光的偏振现象Ⅰ1．偏振横波在eq\x(\s\up1(01))垂直于传播方向的平面上，只沿eq\x(\s\up1(02))某一特定的方向振动，叫做偏振。2．自然光太阳、电灯等一般光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿eq\x(\s\up1(03))一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。如图11所示。3．偏振光在eq\x(\s\up1(04))垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是eq\x(\s\up1(05))横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。光的偏振现象并不罕见。除了从太阳、电灯等光源干脆发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光(如图12所示)，入射角变更时偏振的程度也有变更。学问点电磁波的产生、放射、传播和接收Ⅰ1．麦克斯韦电磁场理论：变更的磁场产生eq\x(\s\up1(01))电场，变更的电场产生eq\x(\s\up1(02))磁场(如图13所示)。2．电磁场：变更的电场和变更的磁场总是相互联系成为一个eq\x(\s\up1(03))完整的整体，这就是电磁场。3．电磁波(1)产生：电磁场(电磁能量)由近及远地向四周传播形成电磁波。(2)电磁波是横波，在空间传播eq\x(\s\up1(04))不须要介质。(3)电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝eq\x(\s\up1(05))3.0×108m/s。(4)v＝λf对电磁波eq\x(\s\up1(06))同样适用。(5)电磁波能产生反射、折射、eq\x(\s\up1(07))干涉、偏振和衍射等现象。(6)eq\x(\s\up1(08))赫兹在人类历史上首先捕获到了电磁波。4．电磁波的放射(1)放射电磁波的条件①要有足够高的eq\x(\s\up1(09))振荡频率；②必需是eq\x(\s\up1(10))开放电路，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。(2)信号的调制：为了利用电磁波传递信号，就要对电磁波调制。有eq\x(\s\up1(11))调幅和eq\x(\s\up1(12))调频两种调制方法。①eq\x(\s\up1(13))调幅：使高频电磁波的eq\x(\s\up1(14))振幅随信号的强弱而变。②eq\x(\s\up1(15))调频：使高频电磁波的eq\x(\s\up1(16))频率随信号的强弱而变。5．电磁波的传播三种传播方式：天波、eq\x(\s\up1(17))地波、直线传播。6．电磁波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率eq\x(\s\up1(18))相同时，接收电路中产生的振荡电流eq\x(\s\up1(19))最强，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做eq\x(\s\up1(20))调谐，能够调谐的接收电路叫做eq\x(\s\up1(21))调谐电路。(3)从经过调制的高频振荡电流中还原出调制信号的过程叫做eq\x(\s\up1(22))解调，它是eq\x(\s\up1(23))调制的逆过程，调幅波的解调也叫做eq\x(\s\up1(24))检波。7．电磁波的应用电视、雷达和移动电话。学问点电磁波谱Ⅰ1．定义将电磁波按波长从长到短排列依次是eq\x(\s\up1(01))无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。2．电磁波谱的特性、应用一堵点疏通1．薄膜干涉是薄膜前、后表面的反射光叠加产生的，所以要视察薄膜干涉条纹，应当从光源一侧视察。()2．在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是光在空气中波长的eq\f(1,4)时，可起到减小反射光强度、增大透射光强度的作用。()3．太阳、电灯等一般光源发出的光都是自然光。()4．当光照到不透亮的半径很小的圆盘上时也会产生衍射现象。()5．电磁波的传播须要介质。()6．电场四周肯定存在磁场，磁场四周肯定存在电场。()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相同。()答案1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√二对点激活1．(人教版选修3－4·P67图改编)一束白光在真空中通过双缝后在屏上视察到的干涉条纹，除中心白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其缘由是()A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D．上述说法都不正确答案A解析依据双缝干涉的条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，可以看出装置不变时，条纹间距只与光的波长有关。中间是白色亮纹，是因为各种颜色的光都在中间形成亮纹，故显示白色。其他区域由于单色光条纹间距的不同而组成很多彩色条纹。2．(人教版选修3－4·P62·T1、T2、T3，P61·做一做改编)(多选)下列说法正确的是()A．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的衍射现象B．减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度，单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中心亮纹变窄C．太阳光通过三角形孔，当孔缩小时，先形成三角形光斑，最终形成太阳的像D．透过羽毛视察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射答案AD解析当缝的宽度与光的波长差不多或比波长小时，会发生明显的衍射，A、D正确；光的波长不变时，狭缝越窄衍射时中心亮纹越宽，B错误；当三角形孔减小时，太阳光通过它先形成影，然后是小孔成像，当其尺寸与光的波长差不多时，会出现衍射图样，C错误。3．(人教版选修3－4·P59·T1改编)用如图所示的试验装置视察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉条纹。下列说法正确的是()A．毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直B．假如把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离变大C．把绿色滤光片换为红色，相邻两个亮条纹中心的距离减小D．假如改用间距为0.3mm的双缝，相邻两个亮条纹中心的距离变大答案B解析干涉条纹与双缝平行，A错误。依据双缝干涉的条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，l增大，则Δx增大，B正确；λ变大，则Δx增大，C错误；d增大，则Δx减小，D错误。4．(多选)下列说法正确的是()A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．用透亮的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C．用三棱镜视察白光看到的彩色图样是光的色散现象D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性答案CD解析拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度，使照片清楚，但不能增加透射光的强度，故A错误；用透亮的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉，故B错误；用三棱镜视察白光看到的彩色图样是利用光的折射，形成光的色散现象，故C正确；泊松亮斑是光的衍射现象，依据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性的特点，与干涉原理有关，故D正确。5．(多选)依据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()A．变更的电场肯定产生变更的磁场B．匀称变更的电场肯定产生匀称变更的磁场C．周期性变更的电场肯定产生同频率的周期性变更的磁场D．变更的电场和变更的磁场交替产生，由近及远地向四周传播，形成电磁波答案CD解析匀称变更的电场产生恒定的磁场，所以A、B均错误；周期性变更的电场肯定产生同频率的周期性变更的磁场，这是麦克斯韦电磁波理论的基础，C正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，D正确。6．关于电磁波，下列说法正确的是()A．麦克斯韦在人类历史上首先捕获到了电磁波B．红外线的波长比可见光长，比无线电波的波长短C．雷达是用X光来测定物体位置的设备D．使电磁波随各种信号而变更的技术叫做解调答案B解析赫兹证明白麦克斯韦关于光的电磁理论，并在人类历史上首先捕获到了电磁波，A错误；由电磁波谱可知，B正确；雷达是利用无线电波来测定物体位置的设备，C错误；使电磁波随各种信号而变更的技术叫调制，把经调制的高频振荡电流中的信号“检”出来的过程叫解调，D错误。考点细研悟法培优考点1光的干涉现象1.双缝干涉(1)亮暗条纹的推断方法①如图甲所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝±kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹。②光的路程差r2－r1＝±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹。(2)亮条纹中心的位置的推导如图甲所示，在线段P1S2上作P1M＝P1S1，于是S2M＝r2－r1。由于两缝之间的距离d远远小于缝到屏的距离l，所以能够认为三角形S1S2M是直角三角形。依据三角函数的关系，有r2－r1＝d另一方面：当角θ很小时，用弧度表示的θ与它的正弦sinθ、正切tanθ，三者近似相等。所以x＝ltanθ≈lsinθ，消去sinθ，有r2－r1＝deq\f(x,l)，当两列波的路程差为波长的整数倍，即deq\f(x,l)＝±kλ，(k＝0,1,2…)时出现亮条纹，也就是说，亮条纹中心的位置为x＝±keq\f(l,d)λ。(3)条纹间距：由上面的分析可知，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx＝eq\f(l,d)λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是光波的波长。2．薄膜干涉(1)如图乙所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。(2)光照耀到薄膜上时，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，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹。(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；②白光：彩色水平条纹。例1如图所示，在双缝干涉试验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2的距离之差为2.1×10－6m，已知A光在折射率为n＝1.5的介质中的波长为4×10－7m，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°。分别用A、B两种单色光在空气中用此装置做双缝干涉试验，问P(1)如何判定P点是亮条纹还是暗条纹？提示：路程差是半波长的奇数倍时是暗条纹，是偶数倍时是亮条纹。(2)光通过一条细小的狭缝会发生什么现象？提示：单缝衍射。尝试解答暗条纹__亮条纹__仍出现明暗相间的条纹，但中心条纹最宽最亮，从中心向两侧亮条纹渐渐变窄、变暗，相邻两条亮条纹或暗条纹间距渐渐减小，这是单缝衍射现象设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ介，由n＝eq\f(c,v)，c＝fλ，v＝fλ介得，n＝eq\f(λ1,λ介)，则λ1＝nλ介＝6×10－7m。用A光作光源，S1、S2到P点的路程差δ＝2.1×10－6m，N1＝eq\f(δ,λ1)＝3.5，即从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹。用B光作光源，依据临界角与折射率的关系sinC＝eq\f(1,n)，得n′＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)，由此可知，B光在空气中的波长λ2＝n′λ介′＝5.25×10－7m，N2＝eq\f(δ,λ2)＝4，P点为明条纹。若用A光照耀时，把其中一条缝遮住，光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中心条纹最宽、最亮，从中心向两侧条纹渐渐变窄、变暗，相邻两条亮条纹或暗条纹间距渐渐减小，这是单缝衍射现象。1．双缝干涉中亮暗条纹的分析步骤和应留意的问题(1)一般解题步骤①由题设状况依λ真＝nλ介，求得光在真空(或空气)中的波长。②由屏上出现明暗条纹的条件推断光屏上出现的是亮条纹还是暗条纹。③依据亮条纹的推断式Δx＝±kλ(k＝0,1,2，…)或暗条纹的推断式Δx＝±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)推断出k的取值，从而推断条纹数。(2)应留意的问题①λ真＝nλ介可以依据c＝λ真f，v＝λ介f，n＝eq\f(c,v)三个式子推导得到。②两列光发生干涉的必要条件是两列光的频率相同，相位差恒定。③相干光的获得方法。a．将一束光分成两束而获得，此法称为分光法。b．利用激光。2．薄膜干涉现象的应用(1)增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光的路程差为波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增加。(2)用干涉法检查平面：如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照耀，假如被检测平面是平整的，得到的干涉图样必是等间距的。假如某处凹下，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图乙所示；假如某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指如图甲所示由左向右的依次位置上。)[变式1－1](多选)如图所示是a、b两单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()A．在同种匀称介质中，a光的传播速度比b光的大B．在真空中a、b两单色光传播速度相同C．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小D．在相同的条件下，b光比a光更简单产生明显的衍射现象答案BD解析依据题图可知，b光的干涉条纹间距大于a光的干涉条纹间距。由双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，b光的波长比a光的大。由λ＝eq\f(c,f)可知，b光的频率比a光的小，则在同种介质中，b光的折射率小于a光，依据n＝eq\f(c,v)可知，在介质中，a光的传播速度比b光的小，A错误；在真空中a、b两单色光传播速度相同，均为c，B正确；从真空射入同种介质不会发生全反射，C错误；由于b光的波长比a光的大，依据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b光比a光更简单产生明显的衍射现象，D正确。[变式1－2](多选)把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，俯视可以视察到明暗相间的同心圆环，如图所示。这个现象是牛顿首先发觉的，这些同心圆叫做牛顿环。为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的其次条圆环)，则应()A．将凸透镜的曲率半径变大B．将凸透镜的曲率半径变小C．改用波长更长的单色光照耀D．改用波长更短的单色光照耀答案AC解析牛顿环的形成原理是空气薄膜干涉，为了使同一级圆环半径变大，可以使空气薄膜更薄，或改用波长更长的单色光照耀，故选A、C。考点2光的衍射和偏振1.单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象单缝衍射双缝干涉不同点图样特点条纹宽度条纹宽度不等，中心最宽条纹宽度相等条纹间距相邻条纹间距不等相邻条纹等间距亮度状况中心条纹最亮，两侧条纹渐渐变暗条纹清楚，亮度基本相等发生条件产生明显的条件：障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小必要条件(非充分)：两束光频率相同、相位差恒定相同点干涉、衍射都是波特有的现象，波长越长越明显；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2．白光干涉和衍射形成彩色条纹的缘由(1)双缝干涉时，依据亮条纹中心位置的公式x＝±keq\f(l,d)λ(k＝0,1,2…)，各种单色光的波长不同，在屏上的亮纹位置(间距)就不同，所以各色光不重合呈现彩色条纹，中心位置对各单色光路程差都为0，所以叠加出白条纹。(2)单缝衍射时，缝宽肯定，光的波长越长，中心亮纹越宽，且各单色光衍射时的其他条纹位置不同，所以白光的单缝衍射中心亮纹叠加出白色，两侧呈彩色。3．干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相像的原理。光的干涉是两列波的叠加，光的单缝衍射是来自单缝不同位置的无限列光波通过缝之后叠加时加强或减弱的结果。4．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器时产生偏振光。通过两个共轴的偏振片视察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器。其次个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。(2)自然光射到两种介质的界面上时，假如光入射的方向合适，使反射光和折射光的夹角恰好是90°，则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(多选)在单缝衍射试验中，用红色激光照耀单缝，对于下列不同条件下缝后的屏幕上出现的现象，说法正确的是()A．当缝较宽时，屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹B．当缝很窄并接着调窄，中心亮条纹变亮，宽度增大C．当缝很窄，屏上出现了中心亮条纹，增大缝与屏间距离，则中心亮条纹宽度增大D．当缝很窄，屏上出现了中心亮条纹，改用蓝色激光，则中心亮条纹宽度不变(1)当缝较宽时，光有明显衍射吗？提示：不会出现明显衍射，光基本沿直线传播。(2)当缝很窄，光能发生明显衍射的条件下，波长越短中心亮纹越宽还是越窄？提示：越窄。尝试解答选AC。当缝较宽时，不会出现明显的衍射现象，此时间基本沿直线传播，因此屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹，故A正确；当缝的宽度变窄时，衍射现象更明显，中心明条纹宽度增加，但亮度降低，故B错误；同理，当缝很窄，屏上出现了中心亮条纹，增大缝与屏间距离，则中心亮条纹宽度增大，故C正确；当缝很窄时，屏上出现了中心亮条纹，若改用蓝色激光，因波长变短，则中心亮条纹宽度变小，故D错误。1．对光的衍射的理解(1)衍射是波的特征，波长越长，衍射现象越明显。任何状况下都可以发生衍射现象，只有明显与不明显的差别。(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特别状况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看成是沿直线传播的。2．自然光和偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源干脆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，光的振动沿随意方向，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，光的振动沿特定方向3.光的偏振的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象说明白光是波，但不能确定光是横波还是纵波，光的偏振现象说明白光是横波。(2)应用：照相机镜头前装偏振片消退反光，放映和观看立体电影，电子表的液晶显示器等。[变式2－1](多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，视察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以推断细丝粗细的变更()A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干涉现象C．假如屏上条纹间距变宽，表明抽制的丝变粗D．假如屏上条纹间距变宽，表明抽制的丝变细答案AD解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，衍射更明显，条纹间距变宽，A、D正确。[变式2－2](2024·山东日照模拟改编)(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是()A．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光B．拍摄水面下的景物时，加偏振片可使像更清楚C．立体电影是应用光的偏振的一个实例D．自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光答案ABC解析自然光通过偏振片后，从而得到在某一方向振动的光，这就是偏振光，A正确；拍摄水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，可减弱水面反射光的影响，B正确；立体电影的制作利用了光的偏振现象，放映的时候也是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片，观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片，这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像，C正确；自然光射到界面上后，折射光和反射光都是偏振光，D错误。[变式2－3]以下说法正确的是()A．光的偏振现象说明光是一种纵波B．不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的干涉现象C．照相机镜头呈淡紫色属于光的衍射现象D．用点光源照耀小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环，这是圆孔衍射现象答案D解析偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，A错误；不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的衍射现象，B错误；光通过照相机镜头上的增透膜时增透膜前后表面反射的光发生干涉，故照相机镜头呈淡紫色，C错误；用点光源照耀小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环，这是圆孔衍射现象，D正确。考点3电磁波与相对论1.对麦克斯韦电磁场理论的理解2．对电磁波的理解(1)电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。(2)电磁波与机械波的比较名称项目电磁波机械波产生由周期性变更的电场、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c＝3×108在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340m/s)；在液体和固体中较大是否须要介质不须要介质(在真空中仍可传播)必需有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能例3(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更简单发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信(1)电磁波谱波长由长到短如何排列？提示：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。(2)什么样的电磁波简单发生干涉、衍射？提示：波长较长的电磁波。尝试解答选ABD。X射线的频率比较大，能量大，对生命物质有较强的辐射作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，A正确；依据电磁波谱的排列依次可知，γ射线是波长最短的电磁波，它的频率比X射线的频率高，B正确；紫外线比紫光的波长短，更不简单发生干涉和衍射，C错误；无线电波广泛应用于通信、广播，D正确。对电磁波谱的四点说明(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，易发生干涉、衍射现象；波长较短的X射线、γ射线，穿透实力较强。(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。(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。[变式3](2024·哈尔滨三中高三一模改编)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波()A．是横波B．是由于电荷运动产生的C．不能在真空中传播D．在空气中的传播速度约为3×108答案ABD解析依据电磁波的特点可知，电磁波为横波，故A正确；梳子带电后摇动梳子，电荷发生移动形成电流，电流的变更产生电磁波，故B正确；电磁波的传播不须要介质，可以在真空中传播，故C错误；电磁波的传播速度等于光的传播速度，在空气中的传播速度约为3×108高考模拟随堂集训1．(2024·北京高考)利用图1所示的装置(示意图)，视察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大答案A解析单缝衍射图样的中心条纹亮且宽，相邻条纹间距不等；双缝干涉图样中相邻条纹间距相等。依据题目中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A正确。2．(2024·北京高考)用双缝干涉试验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A．干涉条纹消逝B．彩色条纹中的红色条纹消逝C．中心条纹变成暗条纹D．中心条纹变成红色答案D解析当用白光做干涉试验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中心形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中心为加强点，所以中心条纹变成红色亮条纹，A、B、C