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1、第第4講光的波動(dòng)性講光的波動(dòng)性 電磁波電磁波 相對論相對論光的干涉和衍射比較表光的干涉和衍射比較表光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振(考綱要求考綱要求)內(nèi)容內(nèi)容干涉干涉衍射衍射現(xiàn)象現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、兩束光頻率相同、相位差恒定相位差恒定障礙物或孔的尺寸與障礙物或孔的尺寸與波長差不多或小得多波長差不多或小得多1.內(nèi)容內(nèi)容干涉干涉衍射衍射典型實(shí)驗(yàn)典型實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)單縫衍射單縫衍射(圓孔衍射、不圓孔衍射、不透明圓盤衍射透明圓盤衍射)圖圖樣樣特
2、特點(diǎn)點(diǎn)不不同同點(diǎn)點(diǎn)條紋條紋寬度寬度條紋寬度相等條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度不等，中央最寬條紋條紋間距間距各相鄰條紋等間距各相鄰條紋等間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋間距不等亮度亮度情況情況清晰條紋，亮度基本清晰條紋，亮度基本相等相等中央條紋最亮，兩邊變暗中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋有明暗相間的條紋薄膜干涉薄膜干涉(1)相干光來自于薄膜的前、后表面相干光來自于薄膜的前、后表面(或上、下表面或上、下表面)反射回反射回來的兩列反射光來的兩列反射光(2)薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用：增透
3、膜；檢查工件的平整度：增透膜；檢查工件的平整度2.3自然光和偏振光的比較表自然光和偏振光的比較表自然光自然光(非偏振光非偏振光)偏振光偏振光光的光的來源來源直接從光源直接從光源發(fā)出的光發(fā)出的光自然光通過偏自然光通過偏振片后的光振片后的光光的光的振動(dòng)振動(dòng)方向方向在垂直于光的傳播在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向光振且沿各個(gè)方向光振動(dòng)的強(qiáng)度相同動(dòng)的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向定方向1明、暗條紋的條件明、暗條紋的條件(1)單色光單色光2觀察薄膜干涉條紋時(shí)，應(yīng)該與光源處在薄觀察薄
4、膜干涉條紋時(shí)，應(yīng)該與光源處在薄膜的同一側(cè)觀察膜的同一側(cè)觀察實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測光的波長測量頭的構(gòu)造及使用測量頭的構(gòu)造及使用如圖如圖141甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)向左右移動(dòng)，測量時(shí)，應(yīng)使分劃成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)向左右移動(dòng)，測量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻度對齊條紋的中心，如圖板中心刻度對齊條紋的中心，如圖141乙，記下此時(shí)乙，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)手輪上的讀數(shù)圖圖141兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸保證燈
5、絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸(2)保持單縫和雙縫平行保持單縫和雙縫平行.麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場間產(chǎn)生磁場電磁場電磁場變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場變化的電場和磁場成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場電磁波電磁波(1)電磁場在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波電磁場在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中
6、傳播，在真空中不同頻電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速都等于光速)變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場 電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射及接收，電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射及接收，電磁波及其傳播(考綱要求考綱要求)1.23(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小的，頻率越高，波速越小(4)vf，f是電磁波的頻率是電磁波的頻率電磁波的發(fā)射電磁波的發(fā)射發(fā)射條件：發(fā)射條件：_電路和電路和_信號，所以要對傳
7、輸信信號，所以要對傳輸信號進(jìn)行號進(jìn)行_(包括調(diào)頻和調(diào)幅包括調(diào)頻和調(diào)幅)調(diào)幅：使高頻電磁波的調(diào)幅：使高頻電磁波的_隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)幅隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)幅廣播廣播(AM)一般使用中波和短波波段一般使用中波和短波波段調(diào)頻：使高頻電磁波的調(diào)頻：使高頻電磁波的_隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)頻隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)頻廣播廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法調(diào)制和電視廣播都采用調(diào)頻的方法調(diào)制4開放開放高頻振蕩高頻振蕩調(diào)制調(diào)制振幅振幅頻率頻率無線電波的接收無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率_時(shí)，激起的振蕩電流時(shí)，激起的振蕩電流_，這就是電諧振現(xiàn)象
8、，這就是電諧振現(xiàn)象(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做_能夠調(diào)能夠調(diào)諧的接收電路叫做諧的接收電路叫做_電路電路(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢檢”出調(diào)制信號的過程，出調(diào)制信號的過程，叫做叫做_ 檢波是檢波是_的逆過程，也叫做的逆過程，也叫做_.5相等相等最強(qiáng)最強(qiáng)調(diào)諧調(diào)諧調(diào)諧調(diào)諧檢波檢波調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)電磁波譜電磁波譜特性特性應(yīng)用應(yīng)用真空中真空中波長波長/m頻率頻率/Hz遞變遞變規(guī)律規(guī)律無線電波無線電波波動(dòng)性強(qiáng)，波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射易發(fā)生衍射無線電技術(shù)無線電技術(shù)10331011 波波 長長 減減 小小 頻頻 率率 增增 大大紅外線紅外線熱效應(yīng)熱
9、效應(yīng)紅外線遙感紅外線遙感10310710111015可見光可見光引起視覺引起視覺照明、攝影照明、攝影1071015紫外線紫外線化學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌能殺菌醫(yī)用消毒、醫(yī)用消毒、防偽防偽10710910151017X射線射線貫穿性強(qiáng)貫穿性強(qiáng)檢查、醫(yī)用檢查、醫(yī)用透視透視108101110161019射線射線貫穿本貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)領(lǐng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、工業(yè)探傷、醫(yī)用治療醫(yī)用治療1019電磁波譜電磁波譜 (考綱要求考綱要求)狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的是
10、相同的(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀測者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系同的，光速與光源、觀測者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系相對論的質(zhì)速關(guān)系相對論的質(zhì)速關(guān)系(1)物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：之間有如下關(guān)系：狹義相對論的基本假設(shè)狹義相對論的基本假設(shè)(考綱要求考綱要求)質(zhì)速關(guān)系，質(zhì)能關(guān)系質(zhì)速關(guān)系，質(zhì)能關(guān)系(考綱要求考綱要求)相對論質(zhì)能關(guān)系式相對論質(zhì)能關(guān)系式 (考綱要求考綱要求)12(2
11、)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量m0.相對論質(zhì)能關(guān)系相對論質(zhì)能關(guān)系用用m表示物體的質(zhì)量，表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：質(zhì)能方程為：Emc2.3理解質(zhì)能關(guān)系時(shí)應(yīng)注意理解質(zhì)能關(guān)系時(shí)應(yīng)注意質(zhì)量和能量是物體不可分離的屬性當(dāng)物體的質(zhì)量減少或質(zhì)量和能量是物體不可分離的屬性當(dāng)物體的質(zhì)量減少或增加時(shí)，必然伴隨著能量的減少或增加如果用增加時(shí)，必然伴隨著能量的減少或增加如果用m表示表示物體質(zhì)量的變化量，物體質(zhì)量的變化量，E表示能量的變化量，那么它們的表示能量的變化量，那么它們的關(guān)系可以表示為關(guān)系可以表示為Emc2.該
12、式表示，隨著一個(gè)物體質(zhì)量該式表示，隨著一個(gè)物體質(zhì)量的減少，會(huì)釋放出一定的能量；與此同時(shí)，另一個(gè)物體吸的減少，會(huì)釋放出一定的能量；與此同時(shí)，另一個(gè)物體吸收了能量，質(zhì)量也會(huì)隨之增加收了能量，質(zhì)量也會(huì)隨之增加特別提醒特別提醒如圖如圖142是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，置的示意圖，S為單縫，為單縫，S1、S2為雙縫，為雙縫，P為光屏用綠光從左為光屏用綠光從左邊照射單縫邊照射單縫S時(shí)，可在光屏?xí)r，可在光屏P上上觀察到干涉條紋下列說法正確觀察到干涉條紋下列說法正確的是的是 ()圖圖142A減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B增大雙縫到屏的距離，干涉條
13、紋間的距離增大增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離減小將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離減小D將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大1答案答案B用如圖用如圖143所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象圖涉現(xiàn)象圖a是點(diǎn)燃的酒精燈是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽在燈芯上灑些鹽)，圖圖b是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋圈將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是 ()圖圖143A當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)
14、30時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30B當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90C當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30D干涉條紋保持原來狀態(tài)不變干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析解析金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，A、B、C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正正確確答案答案D2聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不
15、能繞過該建筑物，聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因?yàn)檫@是因?yàn)?()A聲波是縱波，光波是橫波聲波是縱波，光波是橫波B聲波振幅大，光波振幅小聲波振幅大，光波振幅小C聲波波長較長，光波波長很短聲波波長較長，光波波長很短D聲波波速較小，光波波速很大聲波波速較小，光波波速很大解析解析意在考查考生對產(chǎn)生明顯波的衍射條件的理解根意在考查考生對產(chǎn)生明顯波的衍射條件的理解根據(jù)波產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件據(jù)波產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或孔的尺寸與波障礙物或孔的尺寸與波的波長差不多或比波的波長小可知，聲波有明顯的衍射而的波長差不多或比波的波長小可知，聲波有明顯的衍射而光波的衍射不明顯是因?yàn)槁暡ǖ?/p>
16、波長較長，光波的衍射不明顯是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL較長，C正確正確答案答案C3(2011廣東梅州二模廣東梅州二模)電磁波與機(jī)械波相比較有電磁波與機(jī)械波相比較有 ()A電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)B電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機(jī)械波在同一電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機(jī)械波在同一 介質(zhì)中的傳播速率相同介質(zhì)中的傳播速率相同C電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象答案答案AD4光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波下列現(xiàn)象中不能反映光的偏光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波下列現(xiàn)象
17、中不能反映光的偏振特性的是振特性的是 ()A一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其 中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線 與折射光線之間的夾角恰好是與折射光線之間的夾角恰好是90時(shí)，反射光是偏振光時(shí)，反射光是偏振光C日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏 振濾光片可以使景象更清晰振濾光片可以使景象更清晰D通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋通過手指間的
18、縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋解析解析由光的偏振現(xiàn)象的知識可知由光的偏振現(xiàn)象的知識可知A、B、C均反映了光的均反映了光的偏振特性，只有偏振特性，只有D選項(xiàng)是利用手指間的狹縫去觀察光的衍射選項(xiàng)是利用手指間的狹縫去觀察光的衍射現(xiàn)象，故選現(xiàn)象，故選D.答案答案D5如圖如圖144所示，所示，A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖樣，其中圖孔而形成的圖樣，其中圖A是光的是光的_(填填“干涉干涉”或或“衍衍射射”)圖樣由此可以判斷出圖圖樣由此可以判斷出圖A所對應(yīng)的圓孔的孔徑所對應(yīng)的圓孔的孔徑_(填填“大于大于”或或“小于小于”)圖圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑所對應(yīng)的圓孔的孔
19、徑圖圖1446解析解析A中出現(xiàn)明暗相間的條紋，是衍射現(xiàn)象，中出現(xiàn)明暗相間的條紋，是衍射現(xiàn)象，B中出現(xiàn)中出現(xiàn)圓形亮斑只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長圓形亮斑只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長相差不多時(shí)，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象圖相差不多時(shí)，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象圖A是光的衍射是光的衍射圖樣，由于光波波長很短，約在圖樣，由于光波波長很短，約在107 m數(shù)量級上，所以圖數(shù)量級上，所以圖A對應(yīng)的圓孔的孔徑比圖對應(yīng)的圓孔的孔徑比圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑小圖所對應(yīng)的圓孔的孔徑小圖B的的形成可以用光的直線傳播解釋形成可以用光的直線傳播解釋答案答案衍射衍射小于小于下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械
20、運(yùn)用的物理現(xiàn)下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象請將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面象請將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上的空格上(1)X光機(jī)，光機(jī)，_.(2)紫外線燈，紫外線燈，_.(3)理療醫(yī)用理療醫(yī)用“神燈神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好這里照射傷口，可使傷口愈合得較好這里的的“神燈神燈”是利用是利用_A光的全反射光的全反射B紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C紫外線具有殺菌消毒作用紫外線具有殺菌消毒作用DX射線的很強(qiáng)的貫穿力射線的很強(qiáng)的貫穿力E紅外線具有顯著的熱效應(yīng)紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F紅外線波長較長，易發(fā)生衍射紅外線波長較長
21、，易發(fā)生衍射7解析解析(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的的X射線，選擇射線，選擇D.(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C.(3)“神燈神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局
22、部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇加快，因此選擇E.答案答案(1)D(2)C(3)E如圖如圖145所示，在所示，在“用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、_、_、_、遮光筒、光屏對于某種單色、遮光筒、光屏對于某種單色光，為增加相鄰亮紋光，為增加相鄰亮紋(暗紋暗紋)間的距離，可采取間的距離，可采取_或或_的方法的方法8圖圖145答案答案濾光片濾光片單縫屏單縫屏雙縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏增大雙縫屏到光屏的距離的距離減小
23、兩縫間距離減小兩縫間距離(1)在研究材料在研究材料A的熱膨脹特性時(shí)，可采用如的熱膨脹特性時(shí)，可采用如圖圖146所示的干涉實(shí)驗(yàn)法所示的干涉實(shí)驗(yàn)法A的上表面是的上表面是一光滑平面，在一光滑平面，在A的上方放一個(gè)透明的平行的上方放一個(gè)透明的平行板板B，B與與A上表面平行，在它們之間形成一上表面平行，在它們之間形成一厚度均勻的空氣膜現(xiàn)在用波長為厚度均勻的空氣膜現(xiàn)在用波長為的單色光的單色光垂直照射，同時(shí)對垂直照射，同時(shí)對A緩慢加熱，在緩慢加熱，在B上方觀察上方觀察到到B板的亮度發(fā)生周期性變化當(dāng)溫度為板的亮度發(fā)生周期性變化當(dāng)溫度為t1時(shí)時(shí)最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；
24、當(dāng)溫度升高到高到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮?xí)r，亮度再一次回到最亮考點(diǎn)一光的干涉、衍射及偏振考點(diǎn)一光的干涉、衍射及偏振【典例【典例1】圖圖146在在B板上方觀察到的亮暗變化是由哪兩個(gè)表面的反射光疊板上方觀察到的亮暗變化是由哪兩個(gè)表面的反射光疊加形成的？加形成的？溫度由溫度由t1升高到升高到t2時(shí)，時(shí)，A的高度升高多少？的高度升高多少？(2)肥皂泡在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是肥皂泡在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是_現(xiàn)象；露現(xiàn)象；露珠在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是珠在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是_現(xiàn)象；通過狹縫看現(xiàn)象；通過狹縫看太陽光時(shí)呈現(xiàn)的彩色是太陽光時(shí)呈現(xiàn)的彩色是_現(xiàn)象現(xiàn)象凡是波都具有衍射現(xiàn)象，而把光看做直線傳
25、播的條件是凡是波都具有衍射現(xiàn)象，而把光看做直線傳播的條件是_要使光產(chǎn)生明顯的衍射，條件是要使光產(chǎn)生明顯的衍射，條件是_.當(dāng)狹縫的寬度很小并保持一定時(shí)，用紅光和紫光照射狹縫，當(dāng)狹縫的寬度很小并保持一定時(shí)，用紅光和紫光照射狹縫，看到的衍射條紋的主要區(qū)別是看到的衍射條紋的主要區(qū)別是_.如圖如圖147所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或或Q，可以看到透射，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明_.圖圖147解析解析(1)A、B
26、間為空氣薄膜，在間為空氣薄膜，在B板上方觀察到的亮暗板上方觀察到的亮暗變化，是由變化，是由B的下表面反射的光和的下表面反射的光和A的上表面反射的光疊的上表面反射的光疊加產(chǎn)生的加產(chǎn)生的當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為t1時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d1，此時(shí)最亮說明：，此時(shí)最亮說明：2d1k當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為t2時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d2，此時(shí)再一次最亮說，此時(shí)再一次最亮說明：明：2d2(k1)(2)肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)是光的色散，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的
27、衍射現(xiàn)象象障礙物或孔的尺寸比波長大得多時(shí)，可把光看做沿直線障礙物或孔的尺寸比波長大得多時(shí)，可把光看做沿直線傳播；障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時(shí)，傳播；障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時(shí)，可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象紅光的中央亮紋寬，紅光的中央兩側(cè)的亮紋離中央亮紋紅光的中央亮紋寬，紅光的中央兩側(cè)的亮紋離中央亮紋遠(yuǎn)遠(yuǎn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了光是一種橫波這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了光是一種橫波答案答案見解析見解析【變式變式1】答案答案B現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫、雙縫B、白光光源、白光光源C、單縫、單縫D和透紅光的和透紅光的濾光片濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖等光學(xué)元件，要把它
28、們放在圖148所示的光具所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.考點(diǎn)二考點(diǎn)二 用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長【典例典例2】圖圖148(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放
29、置各光學(xué)元件，并使各元件的按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的測量數(shù)條亮紋間的距離距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖149甲所甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第示然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第
30、6條條亮紋中心對齊，記下此時(shí)圖亮紋中心對齊，記下此時(shí)圖149乙中手輪上的示數(shù)乙中手輪上的示數(shù)_ mm，求得相鄰亮紋的間距，求得相鄰亮紋的間距x為為_ mm.圖圖149(4)已知雙縫間距已知雙縫間距d為為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離，測得雙縫到屏的距離l為為0.700 m，由計(jì)算式，由計(jì)算式_，求得所測紅光波長為，求得所測紅光波長為_ nm.解析解析(1)濾光片濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列順序?yàn)椋阂耘帕许樞驗(yàn)椋篊、E、D、B、A.(
31、2)在操作步驟時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必在操作步驟時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為510 cm；要保證光；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上(3)螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動(dòng)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動(dòng)刻度，圖乙讀數(shù)為圖乙讀數(shù)為13.870 mm，圖甲讀數(shù)為，圖甲讀數(shù)為2.320 mm，答案答案(1)E、D、B(2)放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間
32、距離放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為大約為510 cm；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上屏的中心在同一軸線上(3)13.8702.310(1)備有下列儀器：備有下列儀器：A白熾燈白熾燈B雙縫雙縫C單縫單縫D濾光片濾光片E白色白色光屏光屏把以上儀器裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是：把以上儀器裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是：_(填寫字母代號填寫字母代號)(2)已知雙縫到光屏之間的距離已知雙縫到光屏之間的距離L500 mm，雙縫之間的距，雙縫之間的距離離d0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離，單縫到雙縫之間的距
33、離s100 mm，某同，某同學(xué)在用測量頭測量時(shí)，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到學(xué)在用測量頭測量時(shí)，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準(zhǔn)分劃板中心刻線對準(zhǔn)A條亮紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，條亮紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)使分劃板中心刻線對準(zhǔn)B條亮紋的中心，前后兩次游標(biāo)卡條亮紋的中心，前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖尺的讀數(shù)如圖1410所示則入射光的波長所示則入射光的波長_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【變式變式2】圖圖1410(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有有_A改用波長較長的光改用波長
34、較長的光(如紅光如紅光)作為入射光作為入射光B增大雙縫到屏的距離增大雙縫到屏的距離C增大雙縫到單縫的距離增大雙縫到單縫的距離D增大雙縫間距增大雙縫間距解析解析(1)課本知識，需熟練掌握基礎(chǔ)知識課本知識，需熟練掌握基礎(chǔ)知識(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為0.1 mm，A位置主尺讀數(shù)為位置主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為，游標(biāo)尺讀數(shù)為1，讀數(shù)為，讀數(shù)為s111 mm10.1 mm11.1 mm，同理，同理B位置讀數(shù)為位置讀數(shù)為s215.6 mm，則條紋間距，則條紋間距答案答案(1)ADCBE(2)6.4107(3)AB(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：_.(
35、2)電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是_的，并和該處電磁波的傳播方向的，并和該處電磁波的傳播方向_，這就，這就說明電磁波是說明電磁波是_波波(3)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至至1 000 MHz的范圍內(nèi)，請回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題的范圍內(nèi)，請回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離？能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離？考點(diǎn)三考點(diǎn)三 電磁場和電磁波電磁場和電磁波【典例
36、典例3】解析解析(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：變化的磁場產(chǎn)生電場，麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場(2)電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是垂直電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是垂直的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波(3)由由cf可得：可得：答案答案見解析見解析目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至至1 000 MHz的的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說法正確的是范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說法正確的是 ()A真空中
37、上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長范圍在真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3 m至至 1.5 m之間之間B電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定 雷達(dá)和目標(biāo)的距離雷達(dá)和目標(biāo)的距離D波長越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)波長越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)【變式變式3】答案答案ACD如圖如圖1411所示，考慮幾個(gè)問題：所示，考慮幾個(gè)問題： (1)如圖所示，參考系如圖所示，參考系O相對于參考系相對于參考系O靜止時(shí)，人看到的靜止時(shí)，人看到的光速應(yīng)是多少？光速應(yīng)是多少？(2)參考系參考系O
38、相對于參考系相對于參考系O以速度以速度v向右運(yùn)動(dòng)，人看到的光向右運(yùn)動(dòng)，人看到的光速應(yīng)是多少？速應(yīng)是多少？(3)參考系參考系O相對于參考系相對于參考系O以速度以速度v向左運(yùn)動(dòng)，人看到的光向左運(yùn)動(dòng)，人看到的光速又是多少？速又是多少？考點(diǎn)四狹義相對論的簡單應(yīng)用考點(diǎn)四狹義相對論的簡單應(yīng)用【典例典例4】圖圖1411解析解析根據(jù)速度合成法則，第一種情況人看到的光速應(yīng)是根據(jù)速度合成法則，第一種情況人看到的光速應(yīng)是c，第二種情況應(yīng)是，第二種情況應(yīng)是cv，第三種情況應(yīng)是，第三種情況應(yīng)是cv，而根據(jù)，而根據(jù)狹義相對論理論，光速是不變的，都應(yīng)是狹義相對論理論，光速是不變的，都應(yīng)是c.答案答案(1)c(2)c(3)c
39、據(jù)報(bào)導(dǎo)，歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)據(jù)報(bào)導(dǎo)，歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)已于已于2008年年9月月10日開啟，日開啟，并加速第一批質(zhì)子，該對撞機(jī)并加速第一批質(zhì)子，該對撞機(jī)“開足馬力開足馬力”后能把數(shù)以百萬計(jì)后能把數(shù)以百萬計(jì)的粒子加速至每秒鐘的粒子加速至每秒鐘30萬公里，相當(dāng)于光速的萬公里，相當(dāng)于光速的99.9%，粒子流，粒子流每秒可在隧道內(nèi)狂飆每秒可在隧道內(nèi)狂飆11 245圈，單束粒子能量可達(dá)圈，單束粒子能量可達(dá)7萬億電子萬億電子伏特下列說法正確的是伏特下列說法正確的是 ()A如果繼續(xù)對粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠達(dá)到光速如果繼續(xù)對粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠達(dá)到光速B如果繼續(xù)對粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠超過光速如果繼續(xù)對粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠超過光速C粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將大于靜止時(shí)的質(zhì)量粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將大于靜止時(shí)的質(zhì)量D粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將小于靜止時(shí)的質(zhì)量粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將小于靜止時(shí)的質(zhì)量【變式變式4】答案答案C
高中物理 第4講 光的波動(dòng)性 電磁波 相對論課件 選修34
