《 备考指南 物理 》课件-第12章 第4讲

机械振动和光学第十二章第4讲光的干涉、衍射和偏振电磁波栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏11．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．光的干涉、衍射和偏振频率知识一(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．光的波长亮条纹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．圆环阴影中心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)抗击疫情期间，红外线探测人体体温得到了更加广泛的应用，物理知识在生活中无处不在．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是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是利用了光的偏振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作用，温度较低的物体不能辐射红外线【答案】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现象，从汽车上反射回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，是波的衍射图样，说明光具有波动性，C正确．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体也能辐射红外线，D错误．1．麦克斯韦电磁场理论电磁场和电磁波知识二2．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．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．整体(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(2)电磁波谱的特征和应用【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【答案】BCD题点各个击破21．衍射和干涉的区别命题点一光的干涉、衍射和偏振[自修掌握类]

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等间距实质波的特有现象，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【答案】D2．(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°【答案】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，形成到破裂的过程上面越来越薄，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，条纹宽度和间距发生变化，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，表面张力和粘滞力等的作用，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．3．(多选)在观察光衍射的实验中，分别观察到如图甲、乙所示清晰的明暗相间图样．图中黑线为暗纹．那么障碍物应是 (

)A．乙图对应的是很小的不透明圆板B．甲图对应的是很大的不透明圆板C．乙图对应的是中间有大圆孔的不透明挡板D．甲图对应的是中间有小圆孔的不透明挡板【答案】AD【解析】比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明圆板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔，D正确．乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑，A正确．4．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【答案】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°，则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．5．(2020年北京卷)以下现象不属于干涉的是 (

)A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样C．白光经过三棱镜得到彩色图样D．白光照射水面油膜呈现彩色图样【答案】C【解析】根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉，A错误．由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前、后两表面反射的两列光波的叠加，白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于干涉现象，B错误．白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象，C正确．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，D错误．电磁波与机械波的比较命题点二电磁场理论和电磁波的理解[自修掌握类]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比较电磁波机械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．电磁波的传播过程也传递了能量【答案】D【解析】恒定的电场不能产生磁场，则不能够产生电磁波，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．2．(2020年北京卷)随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大．第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”．与4G相比，5G使用的电磁波

(

)A．光子能量更大 B．衍射更明显C．传播速度更大 D．波长更长【答案】A3．(多选)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【答案】ABC【解析】电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故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，故B正确．电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，故C正确．电磁波可以在介质中传播，所以可以通过电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，故D错误．4．(2020年天津卷)新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城．志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航．红外线和紫外线相比较 (

)A．红外线的光子能量比紫外线的大B．真空中红外线的波长比紫外线的长C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能