《高考备考指南 物理 》课件-第4讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波

机械振动和光学第十二章

第4讲光的干涉、衍射和偏振电磁波(本讲对应系统用书P269)栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉(1)条件和方法①两列光的______相同，相位和振动方向相同，才能产生稳定的干涉现象.

②将同一列光分为两列光可以获得相干光源.双缝干涉和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源.频率(2)双缝干涉①原理如图所示.

(3)薄膜干涉①原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位置，来自前后两个面的反射光________不同，叠加后出现明暗相间的条纹.

②应用：增透膜；

利用光的干涉检查平整度.路程差2.光的衍射(1)概念：光离开直线路径而绕过障碍物继续传播的现象.(2)条件：在障碍物(或孔)的尺寸与______________相近，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显.

(3)各种衍射图样：①中央为________，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同.白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光.

②圆孔衍射：明暗相间的不等距______.

③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的___________出现的亮斑.这是光能发生衍射的有力证据之一.

光的波长阴影中心圆环亮条纹3.光的偏振(1)偏振光：在垂直于光传播方向的平面上只沿某个_________振动的光.

(2)产生途径①光通过偏振片；②一定条件下光通过介质表面形成的反射光和折射光；(3)应用：拍摄景物照片时镜头加偏振片可使影像清晰；拍摄或观看立体电影等.特定方向【自测1】(多选)以下有关物理学知识的叙述正确的是()A.交警通过发射超声波测量车速利用了波的多普勒效应B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的偏振C.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性D.红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线AC【解析】交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应，从汽车上反射回来的超声波的频率发生了变化，A正确.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，B错误.通过手指间的缝隙观察日光灯可以看到彩色条纹，是波的衍射，说明光具有波动性，C正确.红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体也能辐射红外线，D错误.知识二

电磁场和电磁波1.麦克斯韦电磁场理论2.电磁场变化的电场和变化的磁场总是交替出现，成为一个________.这就是电磁场.

整体3.电磁波(1)产生：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波.(2)发射—调制：①条件：足够高的振荡频率和开放电路.②方法：调频和调幅.(3)接收：通过解调接收电磁波，再通过解调获取信息.(4)特点：①电磁波是横波，在空间传播________介质.

②真空中电磁波的速度约为3×108m/s.③v=λf对电磁波也适用.④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.不需要4.电磁波谱(1)定义：按电磁波的波长从长到短分布，依次是____________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱.其波长依次是________，频率依次是__________.

无线电波变小变大电磁波谱频率/Hz在真空中波长/m特征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热效应红外线遥感可见光101510-7引起视觉照明、摄影(2)电磁波谱的特征和应用电磁波谱频率/Hz在真空中波长/m特征应用递变规律紫外线1015~101710-7~10-9化学效应、荧光效应，能杀菌医用消毒、防伪

X射线1016~101910-8~10-11贯穿性强检查、医用透视γ射线>1019<10-11贯穿本领最强工业探伤、医用治疗【自测2】(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是()A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程BCD题点各个击破2命题点一光的干涉、衍射和偏振［自修掌握类］1.衍射和干涉的区别

单缝衍射双缝干涉光束一束两束条纹宽度宽度不等，中央最宽宽度相等条纹间距相邻条纹间距不等相邻条纹间距相等实质波的特有现象，属于波的叠加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1.(多选)(2021年浙江卷)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄.下列说法正确的是()A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°AB【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，所以A正确.薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，所以B正确.形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了光波幅加强点和光波幅减弱点，在形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距也发生了变化，所以C错误.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力，表面张力和黏滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，所以D错误.2.(2023年北京一模)用如图甲所示的装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示.实验发现，光绕过孔的边缘传播到了相当大的范围.下列说法正确的是()A.此实验说明了光沿直线传播B.圆孔变小，衍射图样的范围反而变大C.圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大D.用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同B【解析】此实验说明了光的衍射现象，A错误.圆孔变小，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大，B正确.圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，C错误.用不同波长的光做实验，衍射图样并不相同，因为波长越长，对同一圆孔而言，衍射现象越明显，D错误.3.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮.下列措施可以在P处看到光亮的是()A.以SP为轴将A转过60°B.以SP为轴将B转过180°C.平移偏振片A、B使其互换位置D.将光源S由电灯更换为太阳光A【解析】自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着偏振片方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光，此时看不到光亮，说明两偏振片相互垂直.以SP为轴将A转过60°，两偏振片不再相互垂直，则可看见光亮，A正确.以SP为轴将B转过180°，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，B错误.平移偏振片A、B使其互换位置，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，C错误.将光源S由电灯更换为太阳光，仍为自然光，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，D错误.

B命题点二电磁场理论和电磁波的理解［自修掌握类］电磁波与机械波的比较比较电磁波机械波研究对象电磁现象力学现象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(c=3×108m/s)在空气中波速不大(如声波波速一般为340m/s)介质不需要介质(真空中仍可传播)需要介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能1.关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A.恒定的电场能够产生电磁波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波从一种介质进入另一种介质，频率改变D.电磁波的传播也传递了能量【解析】恒定的电场不能产生磁场，不能产生电磁波，A错误.电磁波的传播不需要介质，B错误.电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，只是波速改变，C错误.电磁波的传播过程也传递了能量，D正确.D2.(2020年北京