2014一轮复习指导：第13章 第2讲 光的波动性 电磁波 相对论简介解析

第十三章光电磁波和相对论简介第二讲光的波动性电磁波相对论简介知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业考纲展示1.光的干涉、衍射和偏振现象(Ⅰ)2.实验：用双缝干涉测光的波长(Ⅰ)3.变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播(Ⅰ)4.电磁波的产生、发射和接收(Ⅰ)5.电磁波谱(Ⅰ)6.狭义相对论的基本假设(Ⅰ)7.质速关系、质能关系(Ⅰ)8.相对论质能关系式(Ⅰ)复习目标1.了解麦克斯韦的电磁场理论，了解电磁波的产生、发射和接收．2.认识电磁波谱，知道光是一种电磁波．3.认识相对论基本假设，能用相对论知识分析一些简单问题．4.理解光的干涉现象产生的条件及现象，知道光的衍射及偏振．5.能利用光的干涉实验测光的波长.知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业知识点一光的干涉1．产生条件(1)两列光的相同，振动方向相同，且具有恒定的，才能产生稳定的干涉图样．(2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源，和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源．频率相位差双缝干涉知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业2.两种典型的干涉(1)杨氏双缝干涉①原理如图所示．②明、暗条纹的条件知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(ⅰ)单色光：形成的条纹，中央为明条纹．a．光的路程差r2－r1＝(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．b．光的路程差r2－r1＝(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．(ⅱ)白光：光屏上出现条纹，且中央亮条纹是(填写颜色)．③条纹间距公式：Δx＝.明暗相间kλ(2k＋1)λ2彩色白色ldλ知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(2)薄膜干涉①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个反射的两列光波．②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的相等．③应用：，利用光的干涉检查平整度．表面厚度增透膜知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业1．用白光做双缝干涉实验时，中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹的原因(1)从双缝射入的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(2)两侧各色光的条纹间距与波长成正比，即红光的亮纹间宽度最大，紫光亮纹间宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色条纹．2．薄膜干涉的成因(1)薄膜特点：如图所示，由于重力作用，肥皂膜上薄下厚．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面BB′的反射光线叠加．(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹．(4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍，形成暗条纹．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业1．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为Δx＝0.6μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是()A．用频率为f1的单色光照射时，出现明条纹B．用频率为f2的单色光照射时，出现明条纹C．用频率为f1的单色光照射时，出现暗条纹D．用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业解析：根据v＝λf得c＝λf，可求两种单色光的波长分别为：λ1＝cf1＝3×1085.0×1014m＝0.6μm，λ2＝cf2＝3×1087.5×1014m＝0.4μm，与题给条件Δx＝0.6μm比较可知知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业答案：ADΔx＝λ1＝32λ2，故用频率为f1的光照射双缝时，P点出现明条纹；用频率为f2的光照射双缝时，P点出现暗条纹．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业知识点二光的衍射1．光的衍射：光绕过障碍物偏离传播的现象．2．产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光波的波长，或比光波的波长．3．泊松亮斑：当光照射到不透明的小圆板上时，在圆板的出现的亮斑．直线差不多小中央知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业1．衍射图样(1)单缝衍射①单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性．②白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环远远超过孔的直线照明的面积．(3)圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑(证实光的波动性)．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业2．衍射与干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业2．关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．答案：AC知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业知识点三光的偏振1．偏振：光波只沿的方向振动，称为光的偏振．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿振动的光，而且沿各个方向振动的光波的都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是．自然光通过后，就得到了偏振光．某一特定一切方向强度垂直横波偏振片知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业偏振光的产生1．除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是不同程度的偏振光．2．偏振光的产生方式①通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．②自然光射到两种介质的界面上，如水面、玻璃等表面，形成的反射光和折射光均为偏振光．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业3．偏振光的理论意义光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波，光的偏振现象说明光波是横波．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业3．下列现象中可以说明光是横波的是()A．光的干涉和衍射现象B．光的色散现象C．光的全反射现象D．光的偏振现象知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业解析：根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；根据光的色散现象，说明同一介质对不同光的折射率不同，也说明不同光在同一介质中的速度不同；根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D.答案：D知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业知识点四用双缝干涉测光的波长1．实验原理：双缝干涉中两个相邻亮(暗)条纹间的距离Δx与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离l满足Δx＝.因此，只要测出Δx、d和l，即可求出波长λ.2．实验器材：双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头)，刻度尺．ldλ知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业3．实验步骤(1)安装双缝干涉仪①先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，如图甲所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮．甲知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业②将单缝和双缝安装在光具座上，在遮光筒有光屏一端安装测量头，如图乙所示．乙知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业a．光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上．b．双缝与单缝平行．c．调整分划板位置使分划板中心刻线位于光屏中央．(2)观察双缝干涉图样①调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在5～10cm，使缝相互平行，中点大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮．在屏上就会看到白光的双缝干涉图样．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业②将红色(或绿色)滤光片放在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉图样．③改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化．(3)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数x1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数x2；将该条纹记为第n条亮条纹，则相邻两条亮条纹间距Δx＝|x2－x1n－1|.③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的)．④重复测量、计算，求出波长的平均值．⑤换用不同颜色的滤光片，重复实验．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业1．误差分析(1)测量多条亮条纹间距离时读数不准确或没有使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐；(2)用刻度尺测量双缝到光屏间距离l时产生误差．2．注意事项(1)光源灯丝最好是线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝相互平行．知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业(3)测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)纹间的距离Δx＝an－1.知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版）随堂达标演练活页作业4．(1)某同学利用红激光做“用双缝干涉测光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时，如图甲所示，游标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时如图乙所示，游标卡尺的读数如图丁所示．已知双缝间距为0.5mm，双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的读数为______mm，图丁中游标卡尺的读数为______mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是____________________．所测光波的波长为______m．(保留两位有效数字)知识要点解读热点考向聚焦新课标高考总复习·物理（RJ版