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
2、射 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
3、斯韦电磁场理论 【 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
4、来的过程。 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
9、波的存在， 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 【 精品教育资源文库 】 E将光源向远离双缝的位置移动 【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
10、与光的波长、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 f 12 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和机械
