1、第4课时光的波动性电磁波相对论1.(2018广东仲元中学期中)现代通信技术是电磁波最辉煌的应用成果之一,从理论上预言电磁波的存在以及第一次从实验上验证电磁波存在的科学家分别是(B)A.法拉第和爱迪生 B.麦克斯韦和赫兹C.奥斯特和贝尔 D.法拉第和赫兹解析:麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,所以B正确;A,C,D错误.2.(多选)下列说法正确的是(BCE)A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B.全息照相利用了激光相干性好的特性C.光的偏振现象说明光是横波D.X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象E.刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象解析:光导纤维传输信号是利用光的全
2、反射现象;全息照相利用了激光相干性好的特性;光的偏振现象说明光是横波;X射线比无线电波波长短,不容易发生干涉和衍射现象;刮胡须刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象.3.(多选)下列说法正确的是(CDE)A.只有横波才能产生干涉和衍射现象B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波C.泊松亮斑支持了光的波动说D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光E.用同一实验装置观察,光的波长越大,光的双缝干涉条纹间距就 越大解析:一切波都有干涉和衍射现象,选项A错误;由麦克斯韦电磁场理论知,均匀变化的磁场产生恒定的电场,不能形成电磁波,选项B错误;泊
3、松亮斑支持了光的波动说,选项C正确;红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时,由临界角C满足sin C=可知水面上最先消失的是绿光,选项D正确;用同一实验装置观察,由x=可知,在L,d不变情况下,光的波长越大,光的双缝干涉条纹间距就越大,选项E正确.4.(2018安徽屯溪月考)(多选)下列说法正确的是(BDE)A.光波在介质中传播的速度与光的频率无关B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D.光的偏振特征说明光是横波E.狭义相对论认为在不同的惯性
4、参考系中,一切物理规律都是相同的解析:光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定,所以光波在介质中传播的速度与光的频率有关,故A错误;油膜形成的彩色条纹,是油膜的前后表面反射光,进行光的叠加形成的干涉条纹,故B正确;根据光的干涉条纹间距公式x=,因为红光的波长比蓝光的波长长,则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大,故C错误;偏振是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志,光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波,故D正确;狭义相对论认为,在不同的惯性参考系上一切物理规律都是相同的,故E正确.5.(多选)在以下各种说法中,正确的是(BDE)A.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁
5、场一定产生变化的电场B.相对论认为真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的C.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期D.机械波和电磁波本质上不相同,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长,这说明该星系正在远离地球解析:均匀变化的电场产生稳定的磁场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项A错误;相对论认为光速与惯性参考系无关,选项B正确;质点并不随波迁移,选项C错误;机械波和电磁波本质不同,但均能产生反射、折射、干涉和衍射等现象,选项D正确;若测得遥远星系上某些元素发出的光波波长
6、比地球上静止的该元素发出的光波波长要长,表明接收到的频率变低,故这些星系正远离地球,选项E正确.6.(2018湖南长郡中学摸底)(多选)下列说法中正确的是(CDE)A.光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的小B.在光的双缝干涉实验中,若入射光为白光,则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹,中央为暗条纹C.在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,衍射现象不明显D.一束阳光通过三棱镜形成彩色光带,表明光是各种色光组成的复 合光E.电磁波具有偏振现象解析:光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大,才可能发生光的全反射现象,故A错误;在光的双缝干涉实验中,若入射光为白光,则在光屏上看到的
7、是明暗相间的彩色条纹,中央为亮条纹,因为各色光都在该点加强,故选项B错误;光传播时,若遇到的障碍物的尺寸比光的波长小得多将发生明显的衍射现象,故C正确;太阳光是一种复色光,所以我们可以通过三棱镜将其分解为七种颜色的色光,说明光是由各种色光组成的,则该现象称为光的色散,故D正确;电磁波是横波,故电磁波具有偏振现象,故E正确.7.(2018海南文昌中学期中)矿井中的瓦斯对人危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉的原理设计了一个监测仪.如图所示,在双缝与光屏之间放置两个完全相同的透明容器A,B,其中A与干净空气相通,B与矿井中的气体相通,用单色光照射
8、该装置,在屏上形成干涉图样.观察屏上的干涉条纹,如果屏上条纹位置发生改变,说明B中气体(A)A.一定含瓦斯 B.一定不含瓦斯C.不一定含瓦斯 D.无法判定解析:如果屏上条纹位置发生改变,说明从双缝到屏的路程差发生了变化,由于含有瓦斯的气体折射率较大,光通过时光速变小,波长变大,会引起两束光到光屏上某点的路程差变化,使条纹位置发生变化,所以B中气体一定含瓦斯.8.(2018四川遂宁监测)某同学自己动手利用如图所示器材,观察光的干涉现象.其中,A为单缝屏,B为双缝屏,C为像屏.当他用一束阳光照射到A上时,屏C上并没有出现干涉条纹.他移走B后,C上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是(B)
9、A.单缝S太窄 B.单缝S太宽C.S到S1和S2距离不等 D.阳光不能作光源解析:双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,这里观察不到光的干涉现象可能是由于单缝太宽,不能获得线光源,不满足相干条件.故B 正确.9.(2018江西奉新一中月考)用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的特征是(A)A.中央均为亮点的同心圆形条纹B.中央均为暗点的同心圆形条纹C.用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的D.用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的解析:圆孔衍射实验图样,与单色光通过小圆盘得到的泊松亮斑,它们中央均为亮点的同心圆形条纹.故A正确,B,C,D错误.10.现有毛玻璃
10、屏A,双缝B,白光光源C,单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C, , , ,A.(2)本实验的步骤有:取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;用刻度尺测量双缝到屏的距离;用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤时还应注意 、 和 .解析:(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D是获取线光源,
11、双缝B是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以排列顺序为C,E,D,B,A.(2)在操作步骤时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在遮光筒的轴线上.答案:(1)EDB(2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在遮光筒的轴 线上11.(2018四川遂宁外国语实验学校月考)(多选)下列有关光学现象的说法中正确的是(CDE)A.用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时
12、的景物,可使景象更 清晰D.经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度E.激光测距是应用了激光平行性好的特点解析:用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A错误;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的色散现象,是光的折射的结果,B错误;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可减弱反射光,从而使景象更清晰,C正确;红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式x=可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度,D正确;激光的平行性好,常用来精确测距,E正确.12.(2018湖南邵阳调研)(多选)下列关于波的现象和规律的说法中正确的是(ACE)A.机械波、电磁波均
13、能产生干涉、衍射现象B.泊松亮斑是光的干涉现象C.光的偏振现象说明光是横波D.波速公式v=f说明波速只与波长、频率有关,与介质无关E.“彩超”可以测血流速度,利用的是超声波的多普勒效应解析:机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象,选项A正确;泊松亮斑是光的衍射现象,选项B错误;光的偏振现象说明光是横波,选项C正确;波速公式v=f是波速的计算式,但波速只与介质有关,与波长、频率无关,选项D错误;“彩超”可以测血流速度,利用的是超声波的多普勒效应,选项E正确.13.(2018河北定州中学开学考试)假设有一名考生用90分钟完成了一场考试,一艘飞船相对此考生以0.5c的速度匀速飞过(c为真空中的光速),
14、则飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间(C)A.小于90分钟 B.等于90分钟C.大于90分钟 D.等于45分钟解析:根据t=可得,t=90 min,C正确;14.(2017北京丰台区一模)最近北京的马路边出现了某种新型的共享单车,这种单车外观结构简单,没有链条,但单车质量比普通自行车大,达到了25 kg.单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置,实现防盗.同时手机APP上有定位系统,也能随时了解单车的实时位置;手机还可以通过扫描二维码自动开锁,关锁后APP就显示计时、计价等信息.此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等
15、过程中的用电.根据以上信息下列说法不正确是(A)A.单车比普通自行车运动状态更容易改变B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的C.单车是利用电磁感应原理实现充电的D.单车和手机之间是利用电磁波传递信息的解析:因单车质量比普通自行车大,根据牛顿第一定律可知,单车比普通自行车运动状态不容易改变,选项A错误;单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,选项B正确;单车是利用电磁感应原理实现充电的,选项C正确;单车和手机之间是利用电磁波传递信息的,选项D正确.15.导学号 58826297某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长,实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=
16、80 mm,双缝与屏的距离L2=720 mm,双缝间距d=0.36 mm.用测量头来测量亮条纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、游标尺等构成,移动游标尺,使分划板随之左右移动,让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,如图(乙)所示,记下此时游标尺的读数,移动游标尺一段距离a,使分划板的中心刻线对准第n条亮纹的中心.(1)写出计算波长的表达式 (用字母表示).(2)若分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时,游标尺上的读数为y1=1.00 cm;对准第10条亮纹的中心时,游标尺上的读数如图(丙)所示,则此时读数y2=cm,计算波长=nm(结果保留三位有效数字).解析:(1)根据公式y=,可得=,解
17、得=L2.(2)(丙)图的读数为y2=22 mm+60.1 mm=2.26 cm,a=y2-y1,n=10,L2=720 mm,d=0.36 mm,代入=,解得=700 nm.答案:(1)=(2)2.2670016.导学号 58826298(2018广西百色学院附中月考)用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d=0.1 mm,双缝到屏的距离l=6.0 m,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm,氦氖激光器发出的红光的波长是多少?假如把整个装置放入折射率是的水中,这时屏上的条纹间距是多少?解析:根据x=,解得红光的波长为=x=3.810-2 m=6.310-7 m.由波长、波速、频率关系式v=f和v=可得,红光进入水中的波长为=所以屏上的条纹间距x=2.8510-2 m.答案:6.310-7 m2.8510-2 m6
