光的波動性　電磁波

1、光的波動性電磁波光的波動性電磁波2【教法探析教法探析】一、光的干涉一、光的干涉1雙縫干涉雙縫干涉(1)干涉條件：兩束光干涉條件：兩束光頻率相等；頻率相等；相位差恒定；相位差恒定；振動方向一致振動方向一致(2)干涉現(xiàn)象：干涉現(xiàn)象：若用單色光做實驗，則屏上會出若用單色光做實驗，則屏上會出現(xiàn)明暗相間的條紋；現(xiàn)明暗相間的條紋；若用白光做實驗，則屏的若用白光做實驗，則屏的中央出現(xiàn)白色條紋，兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋中央出現(xiàn)白色條紋，兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋(3)屏上出現(xiàn)明、暗條紋處的特征：屏上出現(xiàn)明、暗條紋處的特征：若屏上某處若屏上某處到雙縫的光程差等于半個波長的奇數(shù)倍，則該處到雙縫的光程差等于半個波長的奇數(shù)倍，則該處出

2、現(xiàn)暗條紋；出現(xiàn)暗條紋；若屏上某處到雙縫的光程差等于若屏上某處到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，則該處出現(xiàn)明條紋波長的整數(shù)倍，則該處出現(xiàn)明條紋34二、光的衍射二、光的衍射1光的衍射：光繞過光的衍射：光繞過_偏離偏離_傳播的現(xiàn)象傳播的現(xiàn)象2光發(fā)生明顯衍射的條件：只有當障礙物的光發(fā)生明顯衍射的條件：只有當障礙物的_可以可以與光的波長相比，甚至比光的波長還與光的波長相比，甚至比光的波長還_的時候，衍射現(xiàn)的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯象才會明顯障礙物障礙物直線直線尺寸尺寸小小3衍射條紋的特點：單色光的衍射圖樣為中間衍射條紋的特點：單色光的衍射圖樣為中間_且亮且亮的單色條紋，兩側(cè)是明暗相間的條紋，條紋寬度比中央的

3、單色條紋，兩側(cè)是明暗相間的條紋，條紋寬度比中央窄窄且且_；白光的衍射圖樣為中間；白光的衍射圖樣為中間寬寬且亮的且亮的_，兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋寬寬暗暗白色條紋白色條紋54泊松亮斑：當光照到不透明的小圓板上，在圓板的陰影泊松亮斑：當光照到不透明的小圓板上，在圓板的陰影中心出現(xiàn)亮斑中心出現(xiàn)亮斑(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))三、光的偏振三、光的偏振1偏振：橫波只沿某一特定的方向振動，稱為波的偏振偏振：橫波只沿某一特定的方向振動，稱為波的偏振2自然光：在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，且自然光：在垂直于傳播方向上沿一切方向振動

4、的光，且沿著各個方向振動的光波的沿著各個方向振動的光波的_都相同如由太陽、電燈都相同如由太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光等普通光源發(fā)出的光3偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某一個特偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某一個特定定_振動的光如自然光經(jīng)偏振片作用后的光振動的光如自然光經(jīng)偏振片作用后的光4應(yīng)用：利用偏振片攝影、觀看立體電影等應(yīng)用：利用偏振片攝影、觀看立體電影等強度強度方向方向6四、電磁場與電磁波四、電磁場與電磁波1麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場場能夠在周圍空間產(chǎn)生

5、磁場2電磁場電磁場變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個完整空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個完整的整體，這就是電磁場的整體，這就是電磁場3電磁波電磁波電磁場電磁場(電磁能量電磁能量)由近及遠地傳播形成電磁波由近及遠地傳播形成電磁波(1)電磁波是電磁波是_波，在空間傳播波，在空間傳播_介質(zhì)介質(zhì)(2)真空中電磁波的速度為真空中電磁波的速度為_ m/s.橫橫不需要不需要3.010871發(fā)射電磁波的條件：發(fā)射電磁波的條件：第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開放，使振蕩電第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開

6、放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間路的電場和磁場分散到盡可能大的空間2調(diào)制有調(diào)制有_和和_兩種方式，兩種方式， _是調(diào)制的逆過程是調(diào)制的逆過程調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻檢波檢波六、電磁波譜六、電磁波譜8910【學法導引學法導引】一、光的干涉和衍射一、光的干涉和衍射1雙縫干涉條紋的形成分析雙縫干涉條紋的形成分析雙縫雙縫S1、S2之間的距離為之間的距離為d，雙縫到屏間的距離為，雙縫到屏間的距離為L，屏上一，屏上一點點P到雙縫距離分別為到雙縫距離分別為r1和和r2，由圖可以知雙縫，由圖可以知雙縫S1和和S2到屏上到屏上P的路程差為的路程差為r(光程差光程差)，rr2r1.11122干涉與衍射的比較

7、干涉與衍射的比較內(nèi)容內(nèi)容干涉干涉衍射衍射現(xiàn)象現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)象或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象播的現(xiàn)象產(chǎn)生產(chǎn)生條件條件兩束光頻率相同、相位兩束光頻率相同、相位差恒定，即必須是相干差恒定，即必須是相干光源光源障礙物或孔的尺寸比波長障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多小或相差不多(明顯衍射明顯衍射的條件的條件)典型典型實驗實驗楊氏雙縫干涉實驗、薄楊氏雙縫干涉實驗、薄膜干涉膜干涉單縫衍射、圓孔衍射、不單縫衍射、圓孔衍射、不透明圓盤衍射透明圓盤衍射圖樣圖樣特點特點中央明紋，兩邊等間距中央明紋，兩邊等間距分布的明暗相間條紋分布的明暗相間

8、條紋中央最寬最亮，兩邊不等中央最寬最亮，兩邊不等間距分布的明暗相間條紋間距分布的明暗相間條紋應(yīng)用應(yīng)用檢查平面，增透膜，測定波長檢查平面，增透膜，測定波長13【名師點睛名師點睛】 (1)干涉和衍射是波的特征，波長越長，干干涉和衍射是波的特征，波長越長，干涉和衍射現(xiàn)象越明顯在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，涉和衍射現(xiàn)象越明顯在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別只是明顯與不明顯的差別(2)衍射現(xiàn)象說明衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播光沿直線傳播”只是近似規(guī)律，只有在光只是近似規(guī)律，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播例例1

9、.如圖所示，在雙縫干涉實驗中，如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和和S2為雙縫，為雙縫，P是光屏上的一點是光屏上的一點,已知已知P點與點與S1、S2距離之差為距離之差為2.1106 m，分別用，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問問P點是亮條紋還是暗條紋？點是亮條紋還是暗條紋？14(1)已知已知A光在折射率為光在折射率為n1.5的介質(zhì)中波長為的介質(zhì)中波長為4107 m.(2)已知已知B光在某種介質(zhì)中波長為光在某種介質(zhì)中波長為3.15107 m，當，當B光從這光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37.(3)若讓若讓A光照射光照射S

10、1，B光照射光照射S2，試分析光屏上能觀察到的，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象現(xiàn)象1516【答案答案】(1)暗條紋暗條紋(2)亮條紋亮條紋(3)只能觀察到亮光只能觀察到亮光【反思領(lǐng)悟反思領(lǐng)悟】光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象是光的波動性的具光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象是光的波動性的具體體現(xiàn)，對該部分內(nèi)容應(yīng)重視對基本概念的理解干涉和衍射體體現(xiàn)，對該部分內(nèi)容應(yīng)重視對基本概念的理解干涉和衍射圖樣有相似之處，都是明暗相間的條紋只是干涉條紋寬度和圖樣有相似之處，都是明暗相間的條紋只是干涉條紋寬度和亮度基本相同，衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等，中央亮度基本相同，衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等，中央亮紋最寬最亮，應(yīng)

11、注意二者之間的區(qū)別亮紋最寬最亮，應(yīng)注意二者之間的區(qū)別二、電磁波譜的分析應(yīng)用二、電磁波譜的分析應(yīng)用1718【名師點睛名師點睛】(1)頻率和波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不頻率和波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、射線、射線等，射線等，穿透能力較強穿透能力較強(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和顯的界線，如紫外線和X射線、射線、X射線和射線和射線都有重疊，射線都有

12、重疊，但它們產(chǎn)生的機理不同但它們產(chǎn)生的機理不同19例例2.關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是()A紅外線比紅光波長長，它的熱作用很強紅外線比紅光波長長，它的熱作用很強BX射線就是倫琴射線射線就是倫琴射線C陰極射線是一種頻率極高的電磁波陰極射線是一種頻率極高的電磁波D紫外線的波長比倫琴射線長，它的顯著作用是熒光作用紫外線的波長比倫琴射線長，它的顯著作用是熒光作用解析：解析：選選AB.從電磁波的基本概念進行分析在電磁波譜從電磁波的基本概念進行分析在電磁波譜中，紅外線的波長比可見光長，而紅光屬于可見光，故中，紅外線的波長比可見光長，而紅光屬于可見光，故紅外線的波長比紅光

13、長，紅外線明顯的作用是熱效應(yīng)，紅外線的波長比紅光長，紅外線明顯的作用是熱效應(yīng)，故故A正確正確X射線就是倫琴射線，是高速電子流射到固體射線就是倫琴射線，是高速電子流射到固體上產(chǎn)生的一種波長很短的電磁波，故上產(chǎn)生的一種波長很短的電磁波，故B正確正確20陰極射線與電磁波有著本質(zhì)不同，電磁波在電場、磁場中陰極射線與電磁波有著本質(zhì)不同，電磁波在電場、磁場中不偏轉(zhuǎn)，而陰極射線在電場、磁場中會偏轉(zhuǎn)，電磁波在真不偏轉(zhuǎn)，而陰極射線在電場、磁場中會偏轉(zhuǎn)，電磁波在真空空中的速度是中的速度是3108 m/s，而陰極射線的速度總是小于，而陰極射線的速度總是小于3108 m/s，陰極射線的實質(zhì)是高速電子流，故，陰極射線的

14、實質(zhì)是高速電子流，故C錯錯誤在電磁波譜中，紫外線與倫琴射線有重疊部分，二者誤在電磁波譜中，紫外線與倫琴射線有重疊部分，二者波長關(guān)系不確定，紫外線的顯著作用是熒光作用，而倫琴波長關(guān)系不確定，紫外線的顯著作用是熒光作用，而倫琴射線的顯著作用是穿透作用，故射線的顯著作用是穿透作用，故D錯誤錯誤【模擬練習模擬練習】1下列說法正確的是下列說法正確的是(D)A太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結(jié)果太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結(jié)果B用光導纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應(yīng)用用光導纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應(yīng)用21C瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時能觀察到彩色條紋，這是光的偏振瞇著眼

15、睛看發(fā)光的燈絲時能觀察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象現(xiàn)象D在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，可使景像清晰可使景像清晰2在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋若在雙縫中的一縫前放一塊紅色濾光片，在另一縫前干涉條紋若在雙縫中的一縫前放一塊紅色濾光片，在另一縫前放一塊綠色濾光片放一塊綠色濾光片(只能分別透過紅光和綠光只能分別透過紅光和綠光)，這時，這時(C)A屏上只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉屏上只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干

16、涉條紋消失條紋消失B屏上紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉屏上紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在條紋依然存在C屏上任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但仍有光亮屏上任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但仍有光亮D屏上無任何光亮屏上無任何光亮223在用單色平行光照射單縫觀察衍射現(xiàn)象的實驗中，下列說在用單色平行光照射單縫觀察衍射現(xiàn)象的實驗中，下列說法正確的是法正確的是(A C)A縫越窄，衍射現(xiàn)象越顯著縫越窄，衍射現(xiàn)象越顯著B縫越寬，衍射現(xiàn)象越顯著縫越寬，衍射現(xiàn)象越顯著C照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著D照射光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越顯著

17、照射光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越顯著4.把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看到亮暗相間的條紋下面關(guān)于條紋的說法中正確的是到亮暗相間的條紋下面關(guān)于條紋的說法中正確的是 ( A C )23A干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的前后兩表面反干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果疊加的結(jié)果C將上玻璃板平行上