2019版高考物理一轮复习第十五章光电磁波与相对论第2讲光的波动性电磁波相对论简介学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 光的波动性 电磁波 相对论简介 微知识 1 光的干涉 1干涉的概念 两列 频率 、振动情况 相同 的光波相叠加，某些区域出现光被 加强 ，某些地方出现光被 减弱 ，并且 加强 和 减弱 的区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。 2双缝干涉 在用单色光进行的双缝干涉实验中，若双缝处两列光的振动情况完全相同，则在光屏上距双缝的路程差为光波波长 整数 倍的地方被加强，将出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长 奇数 倍的地方光被减弱，出现暗条纹。 3薄膜干涉 利用薄膜 (如肥皂膜 )前后 两表面的 反射光束 相遇而形成的。 微知识 2 光的衍射 1光的衍射

2、 光绕过障碍物或狭缝偏离 直线 传播的路径而进入障碍物的几何阴影中的现象叫光的衍射。 2光的明显衍射的发生条件 只有当障碍物或狭缝的 尺寸 跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还 小 的时候，衍射现象才会明显。 微知识 3 光的偏振 1偏振 横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振。 2自然光 在与光波传播方向垂直的平面内光振动 (指 E 的振动 )沿各个方向 振动强度 都相同。如由太阳、电灯等普通光源发出的光。 3偏振光 在与光波传播方向垂直的平面内只有沿着某一个 稳定方向 振动的光。如自然光经偏振片作 用后的光。 4应用 利用偏振片摄影、观看立体电影等。 微知识 4 电磁场和电磁波 1麦克斯

3、韦电磁场理论 【 精品教育资源文库 】 (2)电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。 2电磁波 (1)产生： 电磁场 由近及远地向周围传播形成电磁波。 (2)特点： 电磁波传播不需要 任何介质 ，在真空传播的速度最大， c 310 8 m/s。 电磁波是 横波 。 电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象。 (3)电磁波的发射。 发射条件：足够高的 频率 和 开放 电路 。 调制分类：调幅和调频。 (4)电磁波的接收。 调谐：使接收电路产生 电谐振 的过程。 解调：使声音或图像信号从 高频电流 中还原出来

4、的过程。 3 LC 振荡电路 (1)振动过程： LC 电路在振荡过程中，电路中的电流、电容器两极板上的电荷量都做 周期性 的变化，从能量角度看， LC 电路的振荡过程又是 电能 和 磁能 的相互转化过程。 (2)振荡周期和频率 T 2 LC， f 12 LC。 4电磁波谱 【 精品教育资源文库 】 微知识 5 相对论简介 1狭义相对论的基本假设 (1)在不同的惯性参考系 中，一切物理规律都是 相同的 。 (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 相同的 。 2时间和空间的相对性 (1)时间间隔的相对性： t 1 vc 2。 (2)长度的相对性： l l0 1 vc 2。 (3)相对论的速度

5、变换公式 u u v1 u vc2。 【 精品教育资源文库 】 (4)相对论质量 m m01 vc 2。 (5)质能方程 E mc2。 一、思维辨析 (判断正误，正确的画 “” ，错误 的画 “” 。 ) 1光的干涉、衍射现象说明了光是波，也能说明光是橫波。 () 2薄膜干涉是薄膜前后表面的反射光叠加产生的，所以要观察干涉条纹，应该从光源一侧观察。 () 3当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时也会产生衍射现象。 () 4电磁波的传播也需要介质。 () 5真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。 () 二、对点微练 1 (光的干涉 )(多选 )在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大

6、干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有 ( ) A改用红光作为入射光 B改用蓝光作为入射光 C增大双缝到屏的距离 D增大双缝之间的距离 解析 在双缝干涉实验中，条纹间距公式 x ld ，可见，干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长，选项 A 正确；蓝光波长小于黄光波长，选项 B 错；增大双缝到屏的距离，则干涉条纹间距增大，选项 C 正确；增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，选项 D 错。 答案 AC 2 (光的衍射 )下列现象属于光的衍射的是 ( ) A雨后天空出现彩虹 B通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C海市蜃楼现象 D日光

7、照射在肥皂膜上出现彩色条纹 解析 彩虹是光的色散现象，海市蜃楼是光的折射、全反射现象，肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象， A、 C、 D 项错误；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，B 项正确。 答案 B 3 (光的偏振 )如图所示，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片 P 和 Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片 P 或 Q 可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A光是电磁波 B光是一种横波 C光是一种纵波 D光是概率波 解析 此题考查证明光的特性 偏振的 重要实验，太阳光或白炽灯发出的光是自然光，当通过偏振片 P 后变为偏振

8、光，旋转 P 或 Q 时，通过 P 的偏振光的振动方向和通过 Q的偏振方向不平行时，光屏上透射光的强度就会发生变化，该实验说明光是一种横波。 答案 B 4 (电磁波 )下列关于电磁波的说法正确的是 ( ) A电磁波只能在真空中传播 B电场随时间变化时一定产生电磁波 C做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 解析 电磁波的传播不需要介质，能够在真空中传播，并不是只能在真空中传播， A 项错误；均匀变化的电场，产生恒定 的磁场，并不能生成电磁波， B 项错误；如果做变速运动的电荷产生非均匀变化的磁场，可以生成电磁波， C 项正确；赫兹利用实验第一次验证了电磁波

9、的存在， D 项错误。 答案 C 见学生用书 P217 微考点 1 光的干涉、衍射和偏振 核 |心 |微 |讲 1单缝衍射与双缝干涉的比较 【 精品教育资源文库 】 2.自然光和偏振光的比较 典 |例 |微 |探 【例 1】 (2017 全国卷 )(多选 )在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是( ) A改用红色激光 B改用蓝色激光 C减小双缝间距 D将屏幕向远离双缝的位置移动 E将光源向远离双缝的位置移动 【 精品教育资源文库 】 【解题导思】 双缝干涉条纹间距与哪些因素有关？ 答： 双缝干涉条纹间距与

10、光的波长、双缝到光屏的距离、双缝间距有关，其公式为 x ld 。 解析 根据条纹间距表达式 x ld 可知，因红光的波长大于绿光的波长，则改用红色激光可增大条纹间距，选项 A 正确；因蓝光的波长小于绿光的波长，则改用蓝色激光可减小条纹间距，选项 B 错误；减小双缝间距 d 可增加条纹间距， 选项 C 正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，即增加 l 可使条纹间距变大，选项 D 正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，选项 E 错误，故选 ACD。 答案 ACD 题 |组 |微 |练 1光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是 ( ) A用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，

11、是利用光的偏振现象 B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 解析 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜 干涉现象， A 项错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象， B 项错；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象， C 项错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D 项对。 答案 D 2 (1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是 ( ) A光的折射现象、色散现象 B光的反射现象、干涉现象 C光的衍射现象、偏振现象 D光的直线传播现象 (2)

12、在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A甲、丙 B乙、丙 C甲 、丁 D乙、丁 (3)如图，激光的波长为 5.3010 7 m，屏上 P 点距双缝 S1和 S2的路程差为 7.9510 7 m，则在这里出现的应是 _(填 “ 明条纹 ” 或 “ 暗条纹 ”) 。现改用波长为 6.3010 7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 _(填 “ 变宽 ”“ 变窄 ”或 “ 不变 ”) 。 解析 (1)衍射、干涉现象是波的特有现象，而横波具有偏振现象，均能反映光的波动性，所以 C 项正确。

13、(2)由干涉图样和衍射图样的特点可知，选项 D 正确。 (3)因 n1 7.9510 7 m5.3010 7 m 1.5，光程差是半波长的奇数倍，在这里出现的应是暗条纹，又因 x Ld ， 变大， x 变大，条纹间距变宽。 答案 (1)C (2)D (3)暗条纹 变宽 微考点 2 电磁场和电磁波 核 |心 |微 |讲 1电磁波的传播及波长、频率、波速 (1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的 (都等于光速 )。 (2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 【 精品教育资源文库 】 (3)三者关系 v f ， f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振荡电路的频率 f12 LC，改变 L 或 C 即可改变 f，从而改变电磁波的波长 。 2电磁波与机械波的比较 典 |例 |微 |探 【 精品教育资源文库 】 【例 2】 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在 1 10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是 ( ) A米波的频率比厘米波频率高 B和机