1、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
2、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 x.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Ld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
3、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
4、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
5、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 r2r1k(k0,1,2，)时，光屏上出现明条纹(2)光的路程差 r2r1(2k1)2(k0,1,2，)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
6、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
7、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 xld，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
8、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 的单色光垂直照射，同
9、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？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)A、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当温度为 t1 时，设空气薄膜厚度为 d1，此时最亮说明2d1k.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(k1)，则 d1d22.故温度由 t1 升高到 t2，A 的
10、高度升高2.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)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_.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_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
11、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)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红光的中央亮纹宽，且两侧的亮纹离中央亮纹远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
12、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：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
13、.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 和波速 v 的关
14、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fNO.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 T2 LC，频率 f12 LC.(2)发射电磁波的条件：振荡电路要有的频率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
15、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，
16、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 200 MHz 至 1 000 MHz 的范围内请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题雷达发射电磁波的波长范围是多少？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
17、(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 vf 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)由 cf 可得 1cf13.0108200106 m1.5 m，2cf2 3.01081 000106 m0.3 m.故雷达发出的电磁波的波长范围是0.31.5 m.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 xvt2 确定雷达和目标间的距离考点二(2
18、)0.31.5 m 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 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 反思提升 考点二 电磁波与机械波的比较机械能电磁能能量传播必须有介质(在真空中不能传播)不需要介质(在真空中仍可传播)是否需要介质在空气中不大(如声波波速一般为340 m/s)在真空中等于光速(很大)(c3108 m/s)波速纵波或横波横波波的特点由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电场、磁场产生产生力学现象电磁现象研究对象机械波电磁波名称项目 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训
19、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 对相对论的理解及简单应用 考点三 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 1对“同时”的相对性的理解(1)经典的时空观：在同一个惯性参考系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性参考系中观察也是同时的(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性参考系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性参考系中观察就不一定是同时发生的第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
20、考点三 考点四 考点三 2对“长度的相对性”的理解狭义相对论中的长度公式 ll01vc2，l0 是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可认为杆沿杆的长度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度，还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度 v 运动时测出的杆的长度NO.1 梳理主干 牢固记忆 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 考点三 3对“时间间隔的相对性”的理解时间间隔的相对性公式 t1vc2，是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔
21、，而 t 则是相对于事件发生地以速度 v 运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔也就是说，在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时间膨胀(动钟变慢)NO.1 梳理主干 牢固记忆 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 考点三 4对相对论速度变换公式的理解速度变换公式 u uv1uvc2，式中 u 是物体相对静止参考系的速度，v 是运动参考系相对静止参考系的速度，u是物体相对运动参考系的速度(u与 v 同向取正值，反之取负值)NO.1
22、 梳理主干 牢固记忆 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(1)一列火车以速度 v 匀速行驶，车头、车尾各有一盏灯，某时刻路基上的人看见两灯同时亮了，那么车厢中的人看见的情况是什么呢？(2)一张宣传画是边长为 5 m 的正方形，一高速列车以 2108 m/s 速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？(3)远方的一颗星以 0.8c 的速度离开地球，在地球上测得它辐射出来的闪光按 5 昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？(1)车头的灯先亮(2)3.75 m2
23、的画(3)3昼夜 解析 试题 (1)由同时的相对性可知车头的灯先亮(2)ll01vc251210831082 m3.7 m在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张 3.75 m2 的宣传画(3)因为 t1vc2，所以 t 1vc2，t5 昼夜，v0.8c，所以 5 10.82昼夜3 昼夜考点三 NO.1 梳理主干 牢固记忆 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)某火箭在地面上的长度为 L0，发射后它在地面附近高速(约 0.3c)飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象
24、，以下说法正确的是_A下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B下方地面上的人观察到火箭变短了C火箭上的人观察到火箭变短了D火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了(2)在一飞船上测得飞船的长度为 100 m，高度为 10 m当飞船以 0.60c 的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？B 解析 试题 (1)由时间间隔的相对性知，下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变慢了，A 错误；由长度的相对性知，下方地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的人观察到火箭长度没变，B 正确，C 错误；火箭上的人看到在垂直运动方向上的物体的长度不变，D 错误(2)因为长度收缩只发生在运动方向上，与运
25、动垂直的方向上没有这种效应，故测得的飞船的高度仍为原来的高度 10 m设飞船原长为 l0，观测到飞船的长度为 l，则根据尺缩效应有 ll01vc210010.60cc2m80 m.考点三(2)10 m 80 m NO.1 梳理主干 牢固记忆 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 实验：用双缝干涉测光的波长 考点四 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 1原理与操作第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
26、考点二 考点三 考点四 考点四 2处理与分析(1)数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离 l，由公式 xld 得 dlx计算波长，重复测量、计算，求出波长的平均值(2)误差分析测条纹间距 x 时带来误差测量双缝到光屏间距离 l 时产生误差3注意事项(1)保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴(2)保持单缝和双缝平行NO.1 梳理主干 牢固记忆 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(2015高考全国卷)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红
27、光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比，x1_x2(选 填“”“”或“”)若实验中红光的波长为 630 nm，双缝与屏幕的距离为 1.00 m，测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距离为 10.5 mm，则双缝之间的距离为_mm.0.300 解析 试题 根据公式 xLd，由于 红 绿，可知 x1x2.若实验中用红光时，x10.561 mm2.1 mm，代 入 公 式 得 d 0.300 mm.考点四 NO.1 梳理主干 牢固记忆 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
28、四 2(2016株洲质检)现有毛玻璃屏 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，要把它们放在如图甲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，由左至右，表示各光学元件的字母排列最佳顺序应为 C、_、A.E、D、B 解析 试题 (1)通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故顺序为 E、D、B，且顺序不能交换考点四 NO.1 梳理主干 牢固记忆 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
29、二 考点三 考点四(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理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；用米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(暗)纹间的距离在操作步骤时还应注意_和_见解析 解析 试题 (2)单 缝 和 双 缝 间 距 为510 cm，使单缝与双缝相互平行考点四 NO.1 梳理主干 牢固记忆 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)将测量头的分划板中心刻
30、线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6条亮纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为_ mm，求得相邻亮纹的间距 x 为_ mm.(4)已知双缝间距 d 为 2.0104 m，测得双缝到屏的距离 l 为 0.700 m，由计算式 _，求得所测红光波长为_ nm.13.870(13.86913.871均可)2.310 解析 试题 (3)螺旋测微器固定刻度读数为 13.5 mm，可动刻度 读 数 为37.00.01 mm，二者相加为 13.870 mm.图 乙 中 的 读 数 为2.320 mm，所以 x13.8702.3205 mm 2.310 mm.(4)根据 xld，得 dlx，代 入 数 据 得 6.6102 nm.考点四 dlx 6.6102NO.1 梳理主干 牢固记忆 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 知能提升演练 本课内容结束