【优化探究】2017届高三物理新课标高考一轮复习第1章第1讲运动的描述(38)教程

第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力光的干涉、衍射及偏振1．光的干涉(1)定义两列相同、相同的光波相叠加，某些区域振动加强，某些区域振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象．(2)相干条件只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指相同、相同(振动情况相同)的两列光波．频率振动情况频率相位第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2．双缝干涉由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为条纹，两边为条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为Δx＝.3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)反射的光相遇而形成的．干涉图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度．白色彩色Ldλ前后两表面相同第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力4．光的衍射(1)定义光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件只有当障碍物的跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还的时候，衍射现象才会明显．尺寸小第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力(3)衍射图样①单缝衍射a．单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮条纹最宽最亮，两侧条纹具有性．b．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．②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积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，中心有一亮斑称为亮斑．对称泊松第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力5．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，包含着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，这种光叫作自然光．(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，叫作偏振光．光的偏振证明光是．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．某一特定一切方向强度垂直横波第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．明暗条纹的判断方法(1)如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现明条纹．(2)光的路程差r2－r1＝(2k＋1)λ2(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹．第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2．对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的．第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四1.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析C试题在双缝干涉实验中，相邻亮(暗)条纹间的距离Δx＝ldλ，要想增大相邻条纹间距，可以减小双缝间距d，或增大双缝屏到光屏的距离l，或换用波长更长的光做实验，可知C正确，A、B、D错误．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四2．(多选)如图所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样．下列选项中说法正确的是()A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样C．甲为双缝干涉的图样D．乙为单缝衍射的图样解析AB试题干涉图样是等间距的，两图中乙为干涉图样，衍射图样是中间宽两边窄的，两图中甲为衍射图样，故应选A、B.考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四3.(1)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．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．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮．①在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？②温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少？解析见解析试题(1)①A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的．②当温度为t1时，设空气薄膜厚度为d1，此时最亮说明2d1＝kλ.当温度为t2时，设空气薄膜厚度为d2，此时再一次最亮说明2d2＝(k－1)λ，则d1－d2＝λ2.故温度由t1升高到t2，A的高度升高λ2.考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四(2)①肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_______现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_____现象．②凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是_________．要使光产生明显的衍射，条件是__________________________.③当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_____________________________________．④如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片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_____________．解析见解析试题(2)①肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．②障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．③红光的中央亮纹宽，且两侧的亮纹离中央亮纹远．④这个实验说明了光是一种横波．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四反思提升考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力(1)理解光的干涉、衍射的两点注意：①白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．②区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．(2)干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四对电磁场和电磁波的理解考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生，变化的电场产生．2．电磁场变化的电场在周围空间产生磁场，变化的磁场在周围空间产生电场，变化的和成为一个完整的整体，这就是电磁场．电场磁场电场磁场第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点二3．电磁波的特性(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的传播速度是相同的(都等于光速)．(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播时，其速度是不同的，频率越高，波速越小．(3)电磁波的频率f、波长λ和波速v的关系：v＝.(4)电磁波是横波，具有波的特性，能产生干涉、衍射等现象．λfNO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点二4．电磁波的发射与接收(1)电磁振荡(LC电路)的周期T＝2πLC，频率f＝12πLC.(2)发射电磁波的条件：①振荡电路要有的频率．②振荡电路应采用电路．发射电磁波需经过过程，调制的方法分为和．接收电磁波需经过过程，解调是调制的逆过程．足够高开放调制调频调幅解调NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四1．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场一定能够产生变化的电场B．电磁波和机械波都只能在介质中传播C．电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播D．电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生改变C解析试题变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，但如果是均匀变化的磁场(电场)，则只能产生恒定的电场(磁场)，A错误．电磁波可以在真空中传播，机械波只能在介质中传播，不能在真空中传播，B错误．电磁波传播的过程是能量传播的过程，C正确．频率由波源决定，电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，D错误．考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四2．(1)下列关于电磁波的说法正确的是()A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播(2)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内．请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题．①雷达发射电磁波的波长范围是多少？②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？A解析试题(1)如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，不能产生新的电场(磁场)，因而不能产生电磁波，A正确，C错误；电磁波的传播速度跟介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质中波长不等，由v＝λf知不同介质中波的传播速度不同，B错误；电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播，D错误．(2)①由c＝λf可得λ1＝cf1＝3.0×108200×106m＝1.5m，λ2＝cf2＝3.0×1081000×106m＝0.3m.故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3～1.5m.②电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离，所以可根据x＝vt2确定雷达和目标间的距离．考点二(2)①0.3～1.5m②能NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第4讲光的波动性电磁波相对论(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一知