高考物理復(fù)習(xí)第15章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論第4講光的波動(dòng)性電磁波和相對(duì)論市賽課公開課一等獎(jiǎng)

物理人教版精準(zhǔn)高考1/66第十五章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論選修3-4第4講光波動(dòng)性電磁波和相對(duì)論2/661知識(shí)梳理自測(cè)2關(guān)鍵考點(diǎn)突破32年高考模擬4課后限時(shí)訓(xùn)練3/66知識(shí)梳理自測(cè)4/661．產(chǎn)生條件兩列光________相同，振動(dòng)方向________，且含有恒定相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣。2．兩種經(jīng)典干涉(1)楊氏雙縫干涉。①原理如圖所表示。②明、暗條紋條件。(Ⅰ)單色光：形成___________條紋，中央為明條紋。a．光旅程差Δr＝r2－r1＝________(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)明條紋。光干涉

頻率相同明暗相間kλ5/66b．光旅程差Δr＝r2－r1＝________(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。(Ⅱ)白光：光屏上出現(xiàn)_______條紋，且中央亮條紋是_______(填寫顏色)。③相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋中心間距公式：Δx＝________。(2)薄膜干涉。①相干光：光照射到透明薄膜上，從薄膜兩個(gè)表面______兩列光波。②圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉，同一條亮(或暗)紋對(duì)應(yīng)薄膜________相等。單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間條紋，白光照射薄膜時(shí)，形成彩色條紋。彩色白色反射厚度6/661．發(fā)生顯著衍射條件：只有當(dāng)障礙物尺寸與光波長(zhǎng)____________，甚至比光波長(zhǎng)________時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)顯著。2．衍射條紋特點(diǎn)：光衍射

相差不多還小7/66(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣比較。明暗相間越弱越小明暗相間越弱越小越小8/66(2)泊松亮斑(圓盤衍射)：當(dāng)光照射到不透明____________________上時(shí)，在圓盤陰影中心出現(xiàn)________(在陰影外還有不等間距明暗相間圓環(huán))。逐步變暗逐步變窄同心圓環(huán)半徑很小小圓盤亮斑9/661．偏振現(xiàn)象橫波只沿某一__________振動(dòng)，稱為波偏振現(xiàn)象。2．自然光若光源發(fā)出光，包含著在垂直于光傳輸方向上沿一切方向振動(dòng)光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)光波________都相同，這種光叫自然光。3．偏振光在垂直于光傳輸方向平面上，只沿一個(gè)__________振動(dòng)光，叫偏振光。光偏振

特定方向強(qiáng)度特定方向10/66比如：自然光經(jīng)過偏振片后，就得到了偏振光。見示意圖。11/661．電磁波產(chǎn)生(1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論改變磁場(chǎng)產(chǎn)生________，改變電場(chǎng)產(chǎn)生________。(2)電磁場(chǎng)改變電場(chǎng)和改變磁場(chǎng)總是相互聯(lián)絡(luò)成為一個(gè)完整整體，這就是電磁場(chǎng)。(3)電磁波電磁場(chǎng)(電磁能量)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳輸形成電磁波。①電磁波是橫波，在空間傳輸________介質(zhì)；電磁波與相對(duì)論

電場(chǎng)磁場(chǎng)不需要12/66②真空中電磁波速度為__________m/s；③v＝λf對(duì)電磁波__________。④電磁波能產(chǎn)生反射、折射、________和衍射等現(xiàn)象。2．電磁波發(fā)射和接收(1)發(fā)射電磁波條件①要有足夠高_(dá)_________。②電路必須________，使振蕩電路電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大空間。(2)調(diào)制有________和調(diào)頻兩種方式，解調(diào)是調(diào)制逆過程。3.0×108一樣適用干涉振蕩頻率開放調(diào)幅13/66(3)電磁波譜①定義：按電磁波波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短分布是__________、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線，形成電磁波譜；遞變規(guī)律：直線傳輸能力增強(qiáng)，衍射能力減弱。②電磁波譜特征、應(yīng)用無線電波電磁波譜特征應(yīng)用紅外線________紅外線遙感紫外線化學(xué)效應(yīng)、___________、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線貫通性強(qiáng)檢驗(yàn)、醫(yī)用透視γ射線貫通本事最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療熱效應(yīng)熒光效應(yīng)14/663.狹義相對(duì)論(1)狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)①狹義相對(duì)性原理：在不一樣慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是________。②光速不變?cè)恚赫婵罩泄馑僭诓灰粯討T性參考系中都是________，光速與光源、觀察者間相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒相關(guān)系。相同相同15/66(2)相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系①物體質(zhì)量隨物體速度增加而增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量m與靜止時(shí)質(zhì)量m0之間有以下關(guān)系：m＝________________。②物體運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量m總要________靜止時(shí)質(zhì)量m0。4．相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系用m表示物體質(zhì)量，E表示它含有能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：E＝________。大于mc216/6617/66(7)在光干涉試驗(yàn)中，把入射光由黃光換成紫光，兩相鄰亮條紋間距離變窄。()(8)電磁波以一定速度在空間傳輸，在傳輸過程中滿足v＝λf。()(9)電磁波同機(jī)械波一樣能發(fā)生干涉、衍射、反射、折射等現(xiàn)象。()(10)電磁波不能夠脫離“波源”而獨(dú)立存在。()(11)尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)都是觀察結(jié)果，都是相正確，在不一樣參考系中觀察，結(jié)果可能是不一樣。()(12)使電磁波隨各種信號(hào)而改變技術(shù)叫作調(diào)制。()(13)接收電路產(chǎn)生電諧振過程叫作調(diào)幅。()(14)解調(diào)是調(diào)制逆過程。()18/6619/66AD20/66[解析]

干涉、衍射是波特有現(xiàn)象，A正確；障礙物尺寸比波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)差不多才能發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；兩列頻率相同波疊加才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣，C錯(cuò)誤，D正確。21/66C22/66[解析]

用標(biāo)準(zhǔn)平面檢驗(yàn)光學(xué)平面平整程度，是利用標(biāo)準(zhǔn)平面與檢驗(yàn)平面所形成空氣薄層，依據(jù)光干涉原理，從而進(jìn)行檢驗(yàn)是否平整，故A錯(cuò)誤；高速運(yùn)動(dòng)飛船中人，看到地面上沿著速度方向兩點(diǎn)距離才變短，故B錯(cuò)誤；依據(jù)c＝nv，紅光在水中折射率小于紫光，則紅光在水中傳輸速度大于紫光在水中傳輸速度，故C正確；白光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后，因折射率不一樣，分解為各種單色光，是光折射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。23/66D24/66[解析]

波發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象條件是：孔、縫寬度或障礙物尺寸與波長(zhǎng)相比差不多或比波長(zhǎng)更短。因?yàn)闊o線電波波長(zhǎng)比較大，和樓房線度相近，遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)，故無線電波相對(duì)于建筑墻體能夠發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象，而光波相對(duì)于建筑墻體無法發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象，故只有D正確。25/66AD26/6627/66關(guān)鍵考點(diǎn)突破28/661．雙縫干涉與單縫衍射比較：光干涉、衍射及偏振內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光疊加區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳輸現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔尺寸與波長(zhǎng)差不多或更小經(jīng)典試驗(yàn)楊氏雙縫干涉單縫衍射(圓孔衍射、圓盤衍射)圖樣特點(diǎn)不一樣點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等、中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清楚條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間條紋29/662．自然光和偏振光比較：30/66尤其提醒：(1)從本質(zhì)上講，衍射條紋形成與干涉條紋形成含有相同原理，衍射條紋能夠認(rèn)為從單縫經(jīng)過多列頻率相同光波在屏上疊加形成干涉圖樣。(2)在任何情況下都能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是顯著與不顯著差異，衍射現(xiàn)象說明只有在光波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)才可看作沿直線傳輸。31/66(1)已知A光在空氣中波長(zhǎng)為6×10－7m，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37°，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到現(xiàn)象。(4)設(shè)光屏上O為到S1和S2旅程相等點(diǎn)，則B光在PO間有幾條暗紋？32/66解題探究：(1)在屏上出現(xiàn)亮、暗條紋條件是什么？(2)光干涉條件是什么？33/6634/66[答案]

(1)暗條紋(2)亮條紋(3)看法析(4)4條35/66〔類題演練1〕A36/66[解析]

干涉圖樣條紋間距離都是相等，衍射圖樣最中間條紋最粗，向兩旁依次變細(xì)，故A、C是干涉圖樣，B、D是衍射圖樣；又因?yàn)樗{(lán)光波長(zhǎng)較紅光短，所以藍(lán)光形成干涉圖樣條紋間距離較小，所以A是藍(lán)光形成干涉圖樣。37/66ABD38/66[解析]

太陽(yáng)光包含垂直傳輸方向向各個(gè)方向振動(dòng)光，當(dāng)太陽(yáng)光照射P時(shí)能在P另一側(cè)觀察到偏振光，故A正確；沿豎直方向振動(dòng)光能經(jīng)過偏振片，故B正確；沿水平方向振動(dòng)光不能經(jīng)過偏振片，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)相互垂直，故C錯(cuò)誤；沿與豎直方向成45°角振動(dòng)光也能經(jīng)過偏振片，故D正確。39/66BD40/66[解析]

利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成狹縫觀察到光現(xiàn)象是光單縫衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫平行，選項(xiàng)B正確；狹縫寬度越大，衍射現(xiàn)象越不顯著，狹縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越顯著。選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衍射條紋中間寬度最大，兩邊寬度依次減小，選項(xiàng)D正確。41/66試驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)42/66①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。②接好光源，打開開關(guān)，使白熾燈正常發(fā)光。調(diào)整各部件高度，使光源燈絲發(fā)出光能沿軸線抵達(dá)光屏。③安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒軸線上，使雙縫和單縫縫平行。(2)觀察與統(tǒng)計(jì)。①調(diào)單縫與雙縫間距為5～10cm時(shí)，觀察白光干涉條紋。②在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光干涉條紋。43/6644/664．注意事項(xiàng)：(1)調(diào)整雙縫干涉儀時(shí)，要注意調(diào)整光源高度，使它發(fā)出一束光能夠沿著遮光筒軸線把屏照亮。(2)放置單縫和雙縫時(shí)，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒軸線上。(3)調(diào)整測(cè)量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋中心對(duì)齊，記清此時(shí)手輪上讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線和另一條紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)手輪上讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩個(gè)條紋間距離。(4)不要直接測(cè)Δx，要測(cè)幾個(gè)條紋間距，計(jì)算得Δx，這么能夠減小誤差。(5)白光干涉觀察到是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外邊。45/66尤其提醒：(1)試驗(yàn)中濾光片作用是取得單色光，要測(cè)量某種單色光波長(zhǎng)，試驗(yàn)中必須使用濾光片。(2)單縫相當(dāng)于一個(gè)單色光光源，雙縫相當(dāng)于兩個(gè)步調(diào)完全一致單色相干光源。46/6647/66(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其它光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件字母排列次序應(yīng)為C、_____、_____、_____、A。(2)本試驗(yàn)步驟有：①取下遮光筒左側(cè)元件，調(diào)整光源高度，使光束能直接沿遮光簡(jiǎn)軸線把屏照亮；②按合理次序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件中心位于遮光筒軸線上；③用米尺測(cè)量雙縫到屏距離；EDB48/66④用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意___________________________________________________________________________________________。(3)將測(cè)量頭分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上示數(shù)如圖甲所表示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上示數(shù)為________mm，求得相鄰亮紋間距Δx為________mm。單縫與雙縫必須平行，其間距為5～10cm，確保光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏中心在同一軸線上13.8702.31049/66(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測(cè)得雙縫到屏距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝_________，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為___________nm。解題探究：(1)螺旋測(cè)微器怎樣讀數(shù)？(2)在該試驗(yàn)中，怎樣測(cè)量相鄰條紋間距？6.6×102

50/6651/6652/66〔類題演練2〕ACD53/66A．增大雙縫到屏距離，條紋間距變大B．入射光波長(zhǎng)變短，光強(qiáng)不變，條紋間距不變C．入射光頻率改變時(shí)條紋間距跟著改變D．在水里做雙縫干涉試驗(yàn)，一樣條件下條紋間距會(huì)改變54/66對(duì)電磁波譜四點(diǎn)說明(1)波長(zhǎng)不一樣電磁波，表現(xiàn)出不一樣特征。其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長(zhǎng)較短紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強(qiáng)。(2)電磁波譜中，相鄰兩波段電磁波波長(zhǎng)并沒有很顯著界限，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重合。電磁波與相對(duì)論55/66(3)不一樣電磁