机械波光电磁波光的波动性电磁波相对论(教科版)

考基自主落实核心考点透析高考快乐体验第4讲光的波动性电磁波相对论2013届高考一轮物理复习课件选修3-4机械振动机械波光电磁波相对论（教科版）考基自主落实核心考点透析高考快乐体验光的干涉和衍射比较表光的干涉、衍射和偏振Ⅰ(考纲要求)内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小得多1.考基自主落实核心考点透析高考快乐体验内容干涉衍射典型实验杨氏双缝实验单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹等间距各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹考基自主落实核心考点透析高考快乐体验薄膜干涉(1)相干光来自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回来的两列反射光．(2)薄膜干涉的应用：增透膜；检查工件的平整度．2.考基自主落实核心考点透析高考快乐体验3．自然光和偏振光的比较表自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向光振动的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向考基自主落实核心考点透析高考快乐体验1．明、暗条纹的条件(1)单色光考基自主落实核心考点透析高考快乐体验①光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．②光的路程差r2－r1＝(2k＋1)λ2(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．(2)白光：光屏上出现彩色条纹．(3)条纹间距公式：Δx＝ldλ2．观察薄膜干涉条纹时，应该与光源处在薄膜的同一侧观察考基自主落实核心考点透析高考快乐体验实验：用双缝干涉测光的波长考基自主落实核心考点透析高考快乐体验考基自主落实核心考点透析高考快乐体验测量头的构造及使用如图1－4－1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图1－4－1乙，记下此时手轮上的读数．图1－4－1考基自主落实核心考点透析高考快乐体验两次读数之差就表示这两条条纹间的距离．注意事项(1)保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴．(2)保持单缝和双缝平行.实际测量时，要测出n条明纹(暗纹)的宽度，设为a，那么Δs＝an－1.考基自主落实核心考点透析高考快乐体验麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．电磁场变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场．电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．(2)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)．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场Ⅰ电磁波的产生、发射及接收，电磁波及其传播Ⅰ(考纲要求)1.2．3．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验(3)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．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．电磁波的发射发射条件：____电路和_________信号，所以要对传输信号进行_____(包括调频和调幅)．①调幅：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段．②调频：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．4．开放高频振荡调制振幅频率考基自主落实核心考点透析高考快乐体验无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率____时，激起的振荡电流_____，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做_____．能够调谐的接收电路叫做_____电路．(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做_____．检波是_____的逆过程，也叫做_____.5．相等最强调谐调谐检波调制解调考基自主落实核心考点透析高考快乐体验电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律无线电波波动性强，易发生衍射无线电技术10－33×1011波长减小频率增大红外线热效应红外线遥感10－3～10－71011～1015可见光引起视觉照明、摄影10－71015紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪10－7～10－91015～1017X射线贯穿性强检查、医用透视10－8～10－111016～1019γ射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗10－111019电磁波谱Ⅰ(考纲要求)考基自主落实核心考点透析高考快乐体验考基自主落实核心考点透析高考快乐体验狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．相对论的质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：狭义相对论的基本假设Ⅰ(考纲要求)质速关系，质能关系Ⅰ(考纲要求)相对论质能关系式Ⅰ(考纲要求)1．2．m＝m01－vc2.(2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.考基自主落实核心考点透析高考快乐体验相对论质能关系用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2.3．理解质能关系时应注意质量和能量是物体不可分离的属性．当物体的质量减少或增加时，必然伴随着能量的减少或增加．如果用Δm表示物体质量的变化量，ΔE表示能量的变化量，那么它们的关系可以表示为ΔE＝Δmc2.该式表示，随着一个物体质量的减少，会释放出一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会随之增加．●特别提醒考基自主落实核心考点透析高考快乐体验如图1－4－2是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是()．图1－4－2A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大1．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验解析由双缝干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，减小双缝间的距离d，干涉条纹间的距离Δx增大，A错误；增大双缝到屏的距离L，干涉条纹间的距离增大，B正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离应增大，C错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小，D错误．答案B考基自主落实核心考点透析高考快乐体验用如图1－4－3所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图a是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()．图1－4－3A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确．答案D2．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为()．A．声波是纵波，光波是横波B．声波振幅大，光波振幅小C．声波波长较长，光波波长很短D．声波波速较小，光波波速很大解析意在考查考生对产生明显波的衍射条件的理解．根据波产生明显衍射现象的条件——障碍物或孔的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小可知，声波有明显的衍射而光波的衍射不明显是因为声波的波长较长，C正确．答案C3．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验(2011·广东梅州二模)电磁波与机械波相比较有()．A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同一介质中的传播速率相同C．电磁波与机械波都不能产生干涉现象D．电磁波与机械波都能产生衍射现象解析电磁波传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，即v＝cn；故A正确、B错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故C错、D正确．答案AD4．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()．A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D.答案D5．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验如图1－4－4所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．图1－4－46．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验解析A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7m数量级上，所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小．图B的形成可以用光的直线传播解释．答案衍射小于考基自主落实核心考点透析高考快乐体验下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机，________.(2)紫外线灯，________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线的很强的贯穿力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射7．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线，选择D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E.答案(1)D(2)C(3)E考基自主落实核心考点透析高考快乐体验如图1－4－5所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取__________或__________的方法．8．图1－4－5考基自主落实核心考点透析高考快乐体验答案滤光片单缝屏双缝屏增大双缝屏到光屏的距离减小两缝间距离解析做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δs＝Ldλ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．考基自主落实核心考点透析高考快乐体验(1)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图1－4－6所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度