高考物理復(fù)習(xí)部分基礎(chǔ)課4光的干涉衍射和偏振電磁波與相對(duì)論市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

基礎(chǔ)課4光干涉、衍射和偏振電磁波與相對(duì)論1/66知識(shí)點(diǎn)一、光干涉1．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。頻率相同2/662．兩種經(jīng)典干涉 (1)楊氏雙縫干涉。 ①原理如圖1所表示。圖13/66②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。b．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＝______。明暗相間白色kλ彩色4/66(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。反射厚度5/66知識(shí)點(diǎn)二、光衍射偏振1．光衍射 (1)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。相差不多還小6/66(2)衍射條紋特點(diǎn)：①單縫衍射和圓孔衍射圖樣比較。

單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬條紋，兩側(cè)為__________條紋，且越靠外，亮條紋亮度______，寬度______①中央是大且亮圓形亮斑，周圍分布著__________同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋亮度_____，寬度_____；②亮環(huán)或暗環(huán)間距離隨圓孔半徑增大而_____明暗相間越弱越小明暗相間越弱越小減小7/66白光中央為亮且寬白色條紋，兩側(cè)為亮度__________、寬度_____彩色條紋，其中最靠近中央色光是紫光，離中央最遠(yuǎn)是紅光中央是大且亮白色亮斑，周圍是不等間距彩色___________逐步變暗變窄同心圓環(huán)②泊松亮斑(圓盤衍射)：當(dāng)光照到_________

(選填“透明”或“不透明”)半徑很小小圓盤上時(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))。不透明亮斑8/662．光偏振現(xiàn)象 (1)偏振

光波只沿__________方向振動(dòng)。 (2)自然光

太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出光，包含在垂直于傳輸方向上沿____________振動(dòng)光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)光波_______都相同，這種光叫做自然光。 (3)偏振光

在_______于傳輸方向平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)光。光偏振證實(shí)光是______。自然光經(jīng)過(guò)偏振片后，就得到了偏振光。某一特定一切方向強(qiáng)度橫波垂直9/66知識(shí)點(diǎn)三、電磁波與相對(duì)論1．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)。電場(chǎng)磁場(chǎng)10/66(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)；

②真空中電磁波速度為___________m/s；

③v＝λf對(duì)電磁波____________；

④由磁波能產(chǎn)生反射、折射、______和衍射等現(xiàn)象。不需要3.0×108一樣適用干涉11/662．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(guò)程。 (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(jiàn)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。振蕩頻率開放調(diào)幅無(wú)線電波12/66②電磁波譜特征、應(yīng)用電磁波譜特征

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)13/663.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(méi)相關(guān)系。相同相同14/66(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。大于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(ài)因斯坦質(zhì)能方程為：E＝_______。mc215/66[思索判斷](1)光干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明了光是波，也能說(shuō)明光是橫波。(

)(2)在雙縫干涉試驗(yàn)中，雙縫作用是使一束光變成兩束完全相同相干光。(

)(3)陽(yáng)光在水面反射光是偏振光。(

)(4)電磁波以一定速度在空間傳輸，在傳輸過(guò)程中滿足v＝λf。(

)(5)波長(zhǎng)不一樣電磁波在本質(zhì)上不相同。(

)(6)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。(

)16/66(7)電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)。(

)(8)電諧振就是電磁振蕩中“共振”。(

)(9)真空中光速在不一樣慣性參考系中是不一樣。(

)答案(1)×

(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

(7)×

(8)√

(9)×17/66光干涉現(xiàn)象18/662．薄膜干涉 (1)如圖2所表示，豎直肥皂薄膜，因?yàn)橹亓ψ饔?，形成上薄下厚楔形。圖219/66(2)光照射到薄膜上時(shí)，在膜前表面AA′和后表面BB′分別反射出來(lái)，形成兩列頻率相同光波，而且疊加，兩列光波同相疊加，出現(xiàn)明紋；反相疊加，出現(xiàn)暗紋。(3)條紋特點(diǎn)：①單色光：明暗相間水平條紋；②白光：彩色水平條紋。20/661．[干涉現(xiàn)象判斷](多項(xiàng)選擇)以下屬于光干涉現(xiàn)象是(

)21/66解析圖A屬于單縫衍射，圖B屬于薄膜干涉，圖C屬于薄膜干涉，圖D屬于白光色散，故屬于光干涉現(xiàn)象是B、C。答案

BC22/662．[雙縫干涉]關(guān)于楊氏雙縫干涉試驗(yàn)，以下說(shuō)法正確是(

) A．單縫作用是取得頻率相同兩相干光源 B．雙縫作用是取得兩個(gè)振動(dòng)情況相同相干光源 C．光屏上距兩縫旅程差等于半個(gè)波長(zhǎng)整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 D．照射到單縫單色光頻率越高，光屏上出現(xiàn)條紋越寬23/66答案

B24/663．[薄膜干涉](多項(xiàng)選擇)關(guān)于光在豎直肥皂液薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下說(shuō)法正確是(

) A．干涉條紋是光在薄膜前、后兩個(gè)表面反射，形成兩列光波疊加結(jié)果 B．若明暗相間條紋相互平行，說(shuō)明薄膜厚度是均勻 C．用紫光照射薄膜產(chǎn)生干涉條紋間距比紅光照射時(shí)間距小 D．薄膜上干涉條紋基本上是豎直25/66解析干涉條紋是光在薄膜前、后兩個(gè)表面反射，形成兩列光波疊加結(jié)果，故A正確；若明暗相間條紋相互平行，說(shuō)明肥皂膜厚度改變是均勻，故B錯(cuò)誤；因?yàn)樽瞎獠ㄩL(zhǎng)比紅光小，故用紫光照射薄膜產(chǎn)生干涉條紋間距比紅光照射時(shí)間距小，C正確；薄膜上干涉條紋基本上是水平，故D錯(cuò)誤。答案AC26/66光衍射和光偏振現(xiàn)象1．對(duì)光衍射了解 (1)衍射是波特征，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越顯著。任何情況下都能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象，只有顯著與不顯著差異。 (2)衍射現(xiàn)象說(shuō)明“光沿直線傳輸”只是一個(gè)特殊情況，只有在光波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，光才能夠看作是沿直線傳輸。27/662．自然光和偏振光比較

自然光(非偏振光)偏振光光起源直接從光源發(fā)出光自然光經(jīng)過(guò)起偏器后光光振動(dòng)方向在垂直于光傳輸方向平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)光強(qiáng)度相同在垂直于光傳輸方向平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向28/661．[衍射條件]讓太陽(yáng)光垂直照射一塊遮光板，板上有一個(gè)能夠自由收縮三角形孔，當(dāng)此三角形孔遲緩縮小直至完全閉合時(shí)，在孔后屏上將先后出現(xiàn)(

) A．由大變小三角形光斑，直至光斑消失 B．由大變小三角形光斑、明暗相同彩色條紋，直至條紋消失 C．由大變小三角形光斑，明暗相間條紋，直至黑白色條紋消失 D．由大變小三角形光斑、圓形光斑、明暗相間彩色條紋，直至條紋消失29/66解析當(dāng)孔足夠大時(shí)，因?yàn)楣庵本€傳輸，所以屏上首先出現(xiàn)是三角形光斑，之后伴隨孔繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成是太陽(yáng)像，故為小圓形光斑，伴隨孔深入縮小，當(dāng)尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)初，出現(xiàn)明暗相間衍射條紋，最終隨孔閉合而全部消失，所以只有D正確。答案D30/662．[衍射應(yīng)用](多項(xiàng)選擇)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖3所表示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生條紋和它經(jīng)過(guò)遮光板一樣寬度窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)改變，以下敘述中正確是(

)圖331/66A．這里應(yīng)用是光衍射現(xiàn)象B．這里應(yīng)用是光干涉現(xiàn)象C．假如屏上條紋變寬，表明抽制絲變粗D．假如屏上條紋變寬，表明抽制絲變細(xì)解析因?yàn)槭羌す馐竭^(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制絲變細(xì)時(shí)候，絲直徑較靠近激光波長(zhǎng)，條紋間距就大，A、D正確。答案AD32/663．[光偏振現(xiàn)象](多項(xiàng)選擇)光偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。以下現(xiàn)象中能反應(yīng)光偏振特征是(

) A．一束自然光相繼經(jīng)過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光強(qiáng)度發(fā)生改變 B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光 C．日落時(shí)分，拍攝水面下景物，在攝影機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片能夠使景像更清楚 D．經(jīng)過(guò)手指間縫隙觀察日光燈，能夠看到彩色條紋33/66解析在垂直于傳輸方向平面上，沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)光是偏振光，選項(xiàng)A、B反應(yīng)了光偏振特征，C是偏振現(xiàn)象應(yīng)用，D是光衍射現(xiàn)象。答案ABC34/66試驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)光波長(zhǎng)1．試驗(yàn)原理與操作35/6636/661．[試驗(yàn)原理]在觀察光雙縫干涉現(xiàn)象試驗(yàn)中： (1)將激光束照在如圖4乙所表示雙縫上，在光屏上觀察到現(xiàn)象是圖4甲中________。圖437/66(2)換用間隙更小雙縫，保持雙縫到光屏距離不變，在光屏上觀察到條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫距離，在光屏上觀察到條紋寬度將________(以上均選填“變寬”、“變窄”或“不變”)。38/66答案(1)A

(2)變寬變窄39/662．[試驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理]現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖5所表示光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光波長(zhǎng)。圖540/66(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，使光束能沿遮光筒軸線把屏照亮；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用刻度尺測(cè)量雙縫到屏距離；④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____________和____________。41/66(3)將測(cè)量頭分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上示數(shù)如圖6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條亮條紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上示數(shù)為______mm，求得相鄰亮條紋間距Δx為________mm。圖642/66(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。解析(1)濾光片E能夠從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是取得相干光源，最終成像在毛玻璃屏A上。所以排列次序?yàn)椋篊、E、D、B、A。(2)在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離要適當(dāng)；要確保光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏中心在同一軸線上。43/6644/66電磁波與相對(duì)論電磁波與機(jī)械波比較名稱項(xiàng)目電磁波機(jī)械波不同點(diǎn)產(chǎn)生由周期性改變電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)振動(dòng)產(chǎn)生本質(zhì)是物質(zhì)，是電磁現(xiàn)象，是電磁振蕩傳輸不是物質(zhì)，是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳輸傳輸機(jī)理電磁場(chǎng)交替感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)間相互作用傳輸介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳輸)必須有介質(zhì)(真空中不能傳輸)波種類橫波現(xiàn)有橫波也有縱波速度特點(diǎn)由介質(zhì)和頻率決定，在真空中等于光速(很大)(c＝3×108m/s)僅由介質(zhì)決定45/66相同點(diǎn)能量都攜帶能量并傳輸能量速度公式v＝λf遵照規(guī)律均可發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象46/661．[對(duì)電磁波了解]以下關(guān)于電磁波說(shuō)法，正確是(

) A．電磁波只能在真空中傳輸 B．電場(chǎng)隨時(shí)間改變時(shí)一定產(chǎn)生電磁波 C．做變速運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波 D．麥克斯韋第一次用試驗(yàn)證實(shí)了電磁波存在47/66解析電磁波是電磁場(chǎng)這種物質(zhì)在空間傳輸，它既可在真空中傳輸，也可在介質(zhì)中傳輸，A錯(cuò)誤；當(dāng)電場(chǎng)隨時(shí)間均勻改變時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)，穩(wěn)定磁場(chǎng)不能再產(chǎn)生電場(chǎng)，故也就不能形成電磁波，B錯(cuò)誤；做變速運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生改變磁場(chǎng)，改變磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生改變電場(chǎng)……電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，向外傳輸過(guò)程就形成了電磁波，C正確；麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波存在，赫茲經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了電磁波存在，D錯(cuò)誤。答案C48/662．[電磁波與機(jī)械波區(qū)分](多項(xiàng)選擇)電磁波與聲波比較，以下說(shuō)法中正確是(

) A．電磁波傳輸不需要介質(zhì)，聲波傳輸需要介質(zhì) B．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大 C．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)變大

D．電磁波和聲波在介質(zhì)中傳輸速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無(wú)關(guān)49/66答案

ABC50/663．[電磁波譜應(yīng)用](多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確是(

) A．紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳輸速度均為3.0×108m/s B．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用它穿透本事強(qiáng)特征 C．紫外線在水中傳輸速度小于紅外線在水中傳輸速度 D．日光燈是紫外線熒光效應(yīng)應(yīng)用51/66解析全部電磁波在真空中傳輸速度都等于光速，故A正確；紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中是利用它有較強(qiáng)衍射能力，故B錯(cuò)誤；對(duì)同一介質(zhì)紫外線比紅外線折射率大，故紫外線比紅外線在水中傳輸速度小，故C正確；日光燈應(yīng)用了紫外線熒光效應(yīng)，故D正確。答案

ACD52/664．[對(duì)狹義相對(duì)論了解](多項(xiàng)選擇)關(guān)于狹義相對(duì)論說(shuō)法，正確是(

) A．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不一樣慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同 B．狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中速度都等于c，與光源運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) C．狹義相對(duì)論只包括無(wú)加速運(yùn)動(dòng)慣性系 D．狹義相對(duì)論在任何情況下都適用53/66解析狹義相對(duì)論認(rèn)為在不一樣慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同，選項(xiàng)A正確；狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中速度都等于c(光速不變?cè)?，與光源運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確；狹義相對(duì)論只包括無(wú)加速運(yùn)動(dòng)慣性系，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案ABC54/665．[麥克斯韋電磁理論]關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法正確是(

) A．穩(wěn)定電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng) B．均勻改變電場(chǎng)產(chǎn)生均勻改變磁場(chǎng)，均勻改變磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻改變電場(chǎng) C．改變電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)一定是改變 D．振蕩電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)也是振蕩55/66解析麥克斯韋電磁場(chǎng)理論關(guān)鍵點(diǎn)是：改變磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))改變是均勻，產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))改變是振蕩，產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩，選項(xiàng)D正確。答案

D56/661．(·天津理綜，2)如圖7是a、b兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后在屏上形成干涉圖樣，則(

)圖757/66A．在同種均勻介質(zhì)中，a光傳輸速度比b光大B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光飽和電流大D．若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光能級(jí)能量差大58/66答案D59/662．(·全國(guó)卷Ⅱ，34)關(guān)于電磁波，以下說(shuō)法正確是________。(填正確答