2022版高考物理人教版一輪學(xué)案13.4光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論

1、2 2 2 2 第 4 講光的波動(dòng)電磁波相對(duì)論知識(shí)梳理 雙自ZHI SHI LI SHUANG JI ZI CE知識(shí)點(diǎn) 光的干涉產(chǎn)生條件兩列光的頻率相同，振動(dòng)方向相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。 兩種典型的干涉(1)楊氏雙縫干涉。原理如圖所示。明、暗條紋的條件。()單色光：形成明暗相間的紋，中央為明條紋。a光的路程差 rr r k0,1,2，)，光屏上出現(xiàn)明條紋。光的路程差 rr r k (0,1,2，)光屏上出現(xiàn)暗條紋。()白光：光屏上出現(xiàn)彩色條，且中央亮條紋是白(寫顏色)。L相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距公式x 。(2)薄膜干涉。相干光：光照射到透明薄膜上，從薄膜的兩個(gè)

2、表面反射的兩列光波。圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉，同一條或暗)紋對(duì)應(yīng)薄膜的厚度相等。單色光照薄膜時(shí)形 成明暗相間的條紋，白光照射薄膜時(shí)，形成彩色條紋。知識(shí)點(diǎn) 光的衍射發(fā)生明顯衍射的件只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還 小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。衍射條紋的特點(diǎn)(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比。單縫衍射圓孔衍射中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布單色光白光中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為明暗相間 著暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓 的條紋越外條紋的亮度越弱， 形條紋的亮度越弱，寬度越小 寬度越小 亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增大而越小中央為亮且寬的白色條紋，兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩

3、色條紋， 中是大且亮的白色亮斑，周圍是不等 其中最靠近中央的色光是紫光，離中央 間的彩色的同心圓環(huán)最遠(yuǎn)的是紅光(2)泊松亮斑(盤衍射)：當(dāng)光照射到不透明的半徑很小的小圓盤上時(shí)，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑(陰影外還有 不等間距的明暗相間的圓)。知識(shí)點(diǎn) 光的偏振偏振現(xiàn)象橫波只沿某一特定方向振動(dòng)，稱為波的偏振現(xiàn)象。自然光若光源發(fā)出的光，包含著在垂直于光傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向 振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。偏振光在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫偏振光。例如：自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。見示意圖。知識(shí)點(diǎn) 電磁波與相對(duì)論電磁波的產(chǎn)生(1)麥克斯

4、韋電磁場理論變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。(2)電磁場變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場。 (3)電磁波電磁場(磁能量)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播成電磁波。0 0 c 0 0 0 c 0 電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質(zhì)；真空中電磁波的速度為 ； 對(duì)磁波同樣適用。電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。電磁波的發(fā)射和收(1)發(fā)射電磁波的條件要有足夠高的振蕩頻率。電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。(2)調(diào)制有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式，調(diào)是調(diào)制的逆過程。(3)電磁波譜定義：按電磁波的波長從長到短分布是無線電波、紅外線、可見光、紫外線 射線和

5、 射，形成電磁波譜；遞變規(guī)律：直線傳播能力增強(qiáng)，衍射能力減弱。電磁波譜的特性、應(yīng)用電磁波譜紅外線紫外線X 射 射特性熱效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌貫穿性強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)應(yīng)用紅外線遙感 醫(yī)用消毒、防偽 檢查、醫(yī)用透視 工業(yè)探傷醫(yī)治療狹義相對(duì)論(1)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的，光速與光源、觀測(cè) 者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系。(2)相對(duì)論的質(zhì)速關(guān)系物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度 運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 與靜止時(shí)的質(zhì)量m 之有如下關(guān)系mm 1。物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 m 總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量 m

6、 。 相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系用 m 表示物體的質(zhì)量 表它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為Emc2。雙基自測(cè)一、堵點(diǎn)疏通光的顏色取決于折射率( )只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉( )在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光( )陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的 )自然光是偏振光( )電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場( )無線電波不能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象( )波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全不同( )真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的( )二、對(duì)點(diǎn)激活下列現(xiàn)象中，屬于光的干涉現(xiàn)象的( A )A肥皂泡上的彩色條紋B雨后天邊出現(xiàn)彩虹C晨東方的天邊出現(xiàn)紅色朝霞D葉的水珠在陽光

7、下晶瑩透亮解析 A 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋。若在雙縫的 一縫前放一紅色濾光只能透過紅)，另一縫前放一綠色濾光片只能透過綠光，這時(shí)可以 觀察到的現(xiàn)象是( )A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B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C何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D上任何光亮解析 AB C D 將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒有光通過。如果將其中的個(gè) 偏振片逐漸旋轉(zhuǎn) ，旋轉(zhuǎn)過中，將會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象( A )A透過偏振片的光先增強(qiáng)，然后又減弱到零B透過偏振片的光先增強(qiáng)，然后減弱到非零的最小值

8、C過偏振片的光在整個(gè)過程中都增強(qiáng)D過振片的光先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)解析 180 A 關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的( B )A聲波可以傳遞信息，電磁波不能傳遞信息B手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C陽光中的可見光和醫(yī)院B 超中的超聲波傳播速度相同 D控發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)“CT 射波相同解析 B X D 核心考點(diǎn) 重點(diǎn)突HE XIN KAO DIAN TU PO考點(diǎn)一 光的干涉、衍射及偏振雙縫干涉與單縫射的比較：內(nèi)容現(xiàn)象產(chǎn)生條件典型實(shí)驗(yàn)干涉在光疊加區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象兩束光頻率相同、相位差恒定楊氏雙縫干涉衍射光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象障礙物或孔的尺寸與波長差不多 或更

9、小單縫衍射圓孔衍射、圓盤衍射圖樣特點(diǎn)不同點(diǎn)條紋寬度條紋間距亮度情況條紋寬度相等各相鄰條紋間距相等清晰條紋，亮度基本相等條紋寬度不等、中央最寬各相鄰條紋間距不等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋自然光和偏振光比較：自然光(非偏振)偏振光光的來源光的振動(dòng)方向直接從光源發(fā)出的光 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)， 光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向 振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同自然光通過起偏器后的光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)， 光振動(dòng)沿特定方向特別提醒：從質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理，衍射條 紋可以認(rèn)為從單縫通過多列頻率相同的光波在屏上疊加形

10、成的干涉圖樣。在何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別，衍射現(xiàn)象說明只有在 光的波長比障礙物小得多時(shí)才可看作沿直線傳播。例 在究料 A 的膨脹特性時(shí)，可采用如圖所示的干涉實(shí)驗(yàn)法 的表面 是一光滑平面在 A 的方放一個(gè)透明的平行板 B 與 A 上面平行在們中間形成一個(gè) 厚度均勻的空氣膜，現(xiàn)在用波長為 單色光垂直照射，同時(shí)對(duì) 緩慢加熱，在 B 上觀察 到 板亮度發(fā)生周期性變化，當(dāng)溫度為 t 時(shí)亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升到2 1 2 2 1 2 t 時(shí)亮度再一次達(dá)到最亮，( D )A出現(xiàn)最亮?xí)r， 上表面反射光與 A 上表面反射光疊加后加強(qiáng)B出現(xiàn)最亮?xí)r， 下表面反射光與 A 上面

11、反射光疊加后相抵消C度從 t 升 t 過中A 的度增加1 4D度 t 升至 t 過中 的高度增加1 解析 B AB t t ( ) A D 2例 奶的碳水化合糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測(cè)量糖 溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左 或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度 這一角度 為“旋光度” 的只與糖溶液的濃度有關(guān)，將 的 測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示S 是然光源，、 是 偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng) B，到達(dá) 處光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品 P 置 、B 之。(1)偏振片 的用是把自然光變成偏振光。(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波(3)以下說

12、法中正確的是 ACDA到達(dá) O 處的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B到達(dá) O 處的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C偏振片 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得 O 處強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片 轉(zhuǎn)的角度等于 D偏片 A 轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使得 處強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片 轉(zhuǎn)的角度等于 解析 (2)(3) A A O AB A B B B B A ACD 變式訓(xùn)練 1(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗，如圖所示，激光束越過 細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏 上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的( AD )A這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D果

13、上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)解析 AD 考點(diǎn)二 電磁波與相對(duì)論對(duì)電磁波譜的四點(diǎn)說明波不同的電磁波，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) 生干涉、明顯衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線X 射、 射等，穿透能力較強(qiáng)。(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和 X 射、 X 射和 射都有重疊。不的電磁波，產(chǎn)生的機(jī)理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生 的紅線、可見光外是子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的X 射線是原子的內(nèi)層電子 受到激發(fā)后產(chǎn)生的； 射是原子核受到激后產(chǎn)生的。(4)電磁波的能量隨頻率的增大而大。例 (多選)關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是

14、 ABE )AX 射對(duì)生命質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的 X 射線輻射會(huì)起生物體的病變B 射是波長最短的電磁波，它比 X 射線的頻率還要高C外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D電波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是 線E在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信解析 D ABE 變式訓(xùn)練 2(多選) 年，愛因斯坦提出了著名的狹義相對(duì)論，給物理學(xué)帶來了巨 大的進(jìn)步。根據(jù)狹義相對(duì)論的理論，下列說法中正確的( )1 21 1 2 1 2 c 2 cc c c 1 21 1 2 1 2 c 2 cc c c A在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的B真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C據(jù)狹義相對(duì)論可知，同時(shí)是絕

15、對(duì)的D據(jù)義相對(duì)論可知，物體的長度、時(shí)間間隔和物體的質(zhì)量都是相對(duì)的E根據(jù)狹義相對(duì)論可知，在相對(duì)地面以速度 v 高速運(yùn)動(dòng)的火車上，當(dāng)人以相對(duì)火車度 沿火車前進(jìn)的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則該人相對(duì)地面的速度為 u解析 AB D uu E 高考 年模擬2 GAO KAO 1 NIAN MO NI(2020 山卷3)縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示。光源 到 、 的距離相等， O 點(diǎn)為 、 連中垂線與光屏的交點(diǎn)。光源 發(fā)的波長為 的光，經(jīng) 出后垂直穿過 玻璃片傳播到 點(diǎn)，經(jīng) S 出射后直接傳播到 O 點(diǎn)由 到 點(diǎn)由 到 O 點(diǎn)光傳播的時(shí) 間差為 t。玻璃片厚度為 ，玻璃對(duì)該波長光的折射率為 ，氣中光速為 c，不計(jì)光的 玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的( A ) At Ct Bt Dc 10 5解析 ， t A 浙江 7 選)在抗擊新冠病毒的過程中，廣使用了紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫，如 圖所示。下列說法正確的( D )A當(dāng)體溫超過 人體才射紅外線B當(dāng)體溫超過周圍空氣溫度時(shí)人體才輻射紅外線