2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:选修3-4 第4节 光的波动性 电磁波 相对论 .ppt
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1、第4节 光的波动性 电磁波 相对论,基础过关,考点研析,基础知识,一、光的干涉 1.产生条件:两列光的 相同,振动方向 ,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样.,基础过关 紧扣教材自主落实,频率,相同,2.两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉,原理如图所示.,明、暗条纹的条件. ()单色光:形成 的条纹,中央为明条纹. a.光的路程差r=r2-r1= (k=0,1,2,),光屏上出现明条纹.,明暗相间,k,(2)薄膜干涉. 相干光:光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面 的两列光波. 图样特点:同双缝干涉,同一条亮(或暗)纹对应薄膜的 相等.单色光照射薄膜时形成 的条纹,白光照射薄膜时,形成
2、彩色条纹.,()白光:光屏上出现 条纹,且中央亮条纹是 (填写颜色).,彩色,白色,反射,厚度,明暗相间,条纹间距公式:x= .,b.光的路程差r=r2-r1= (k=0,1,2,),光屏上出现暗条纹.,二、光的衍射 1.发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长 ,甚至比光的波长 的时候,衍射现象才会明显.,相差不多,2.衍射条纹的特点,还小,(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较.,明暗相间,越弱,越小,明暗相间,越弱,越小,减小,逐渐变暗,逐渐变窄,同心圆环,(2)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到 的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).
3、三、光的偏振 1.偏振:光波只沿 的方向的振动. 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,而且沿着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.光的偏振证明光是 .自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.,不透明,亮斑,某一特定,一切方向,强度,垂直,横波,四、电磁波的产生、发射和接收 1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生 ,变化的电场产生 .,电场,磁场,2.电磁场: 总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场. 3.电磁波:电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波. (1)电磁
4、波是横波,在空间传播 介质. (2)v=f对电磁波 . (3)电磁波能产生反射、折射、 和衍射等现象. 4.发射电磁波的条件 (1)要有足够高的 ; (2)电路必须 ,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. 5.调制:有 和 两种方法.,变化的电场和变化的磁场,不需要,同样适用,干涉,振荡频率,开放,调幅,调频,6.电磁波的传播 (1)电磁波可以通过 、 进行有线传输,也可实现无线传输. (2)电磁波的波速:真空中电磁波的波速与光速相同,c= m/s. 7.电磁波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率 时,接收电路中产生的振荡电流 ,这就是电谐振现象. (2)使接收电路
5、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 .,电缆,光缆,3.0108,相同,最强,调谐,调谐,检波,调制,解调,五、电磁波谱 1.定义:按电磁波的波长从长到短分布是 、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线,形成电磁波谱.,无线电波,2.电磁波谱的特性、应用,热效应,荧光效应,六、相对论简介 1.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 . (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 ,光速与光源、观察者间的相对运动没有关系. 2.相对论
6、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= .,相同的,相同的,mc2,(1)光的干涉和衍射现象说明了光是波,也能说明光是横波.( ) (2)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.( ) (3)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使一束光变成两束完全相同的相干光. ( ) (4)波长不同的电磁波在本质上完全不同.( ) (5)阳光在水面的反射光是偏振光.( ) (6)光的颜色取决于折射率.( ) (7)电磁波以一定的速度在空间传播,在传播过程中满足v=f.( ) (8)电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象.( ),过关巧练,1.思考判断,2.(201
7、9上海杨浦区调研)如图所示,把酒精灯放在肥皂液薄膜前,从薄膜上可看到明暗相间的条纹,能解释这一现象产生原因的是(示意图中实线、虚线为光照射到薄膜上时,从膜的前后表面分别反射形成的两列波)( ),C,解析:波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点,出现亮纹;波峰与波谷叠加的点,出现暗纹,肥皂泡薄膜在重力作用下应该上薄下厚,故选C.,3.(多选)下列说法中正确的是( ) A.红外线、紫外线、X射线和射线在真空中传播的速度均为3108 m/s B.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性 C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用,ACD,解析:不同波长的
8、电磁波在真空中的传播速度均为3108 m/s;红外线在遥感技术中用到了它的衍射现象;紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度;利用紫外线的荧光效应可以制成日光灯.由此可知A,C,D正确.,4.(多选)下列关于光和电磁波的说法中正确的是( ) A.雷达所用的微波波长比广播电台发射的长波波长短 B.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变 C.观察者迎着频率一定的声源运动时,接收到声波的频率一定发生变化 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度,AC,解析:雷达所用的微波波长比广播电台发射的长波波长短,A正确;红光由空气进入水中,波长变短,频率不变,颜色不变,
9、B错误;观察者迎着频率一定的声源运动时,接收到声波的频率变大,C正确;拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加装一个偏振片是为了滤掉玻璃反射的光,D错误.,考点一 光的干涉现象,考点研析 核心探究重难突破,1.双缝干涉 (1)光能够发生干涉的条件:两光的频率相同,振动步调相同.,(3)用白光照射双缝时,形成的干涉条纹的特点:中央为白条纹,两侧为彩色条纹.,2.薄膜干涉 (1)如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形. (2)光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来,形成两列频率相同的光波,并且叠加,两列光波同相叠加,出现明纹;反相叠加,出现暗纹. (3)条纹特点
10、:单色光:明暗相间的水平条纹;白光:彩色水平条纹.,【典例1】 (多选)用a,b两束单色光分别照射同一双缝干涉实验装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样,其中图(甲)是用a光照射时形成的,图(乙)是用b光照射时形成的,关于a,b两束单色光,下列说法正确的是( ) A.在同一介质中,a,b两光的传播速度相同 B.a光的频率比b光的大 C.在水中,a光的传播速度比b光的小 D.水对a光的折射率比对b光的大,BCD,【针对训练】 (多选)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图(甲)是撒有食盐的酒精灯火焰,图(乙)是竖立的附着一层肥皂薄膜的金属丝圈,关于该实验,下列说法正确的是( )
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