1、第4课时 光的波动性 电磁波 相对论 基础回顾核心探究演练提升基础回顾自主梳理融会贯通 知识梳理 一、光的干涉 1.产生条件:两列光的 相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样.频率 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.明暗相间 a.光的路程差 r=r2-r1=(k=0,1,2),光屏上出现明条纹.b.光的路程差 r=r2-r1=(k=0,1,2),光屏上出现暗条纹.()白光:光屏上出现 条纹,且中央亮条纹是 (填写颜色).212kk 彩色 白色 条纹间距公式:x=.ld(2)薄膜干涉.相干光:光照
2、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,形成彩色条纹.反射 厚度 明暗相间 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 还小 2.衍射条纹的特点(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较.单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹,两侧为 的条纹,且越靠外,亮条纹的亮度 ,宽度_中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着 的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度 ,宽度_ 亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而_白光中央为亮且宽的
3、白色条纹,两侧为亮度_、宽度 的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光,离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的_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).不透明 亮斑 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
4、.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 四、电磁波的产生、发射和接收 1.麦克斯韦电磁理论:变化的磁场能够在周围空间产生 ,变化的电场能够在周围空间产生 .2.电磁场:交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场.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.电场 磁场 变化的电场和变化的磁场 不需要 同样适用 干涉 4.发射电磁波的条件(1)采用 ,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间;(2)要有足够高的 .5.
5、调制:有 和 两种方法.6.电磁波的传播(1)电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,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.开放电路 振荡频率 调幅 调频 3.0108 7.电磁波的接收(1)当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率 时,电路里激起的感应电流就 ,这种现象叫做电磁谐振.(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做 ,能够调谐的接收电路叫做 电路.(3)调谐电路中通过改变 来改变电路的固有频率,使它跟某一个电台发射的频率 ,这个频率的电磁波在接收电路里激起的感应电流最强,这样即可选出该电台.五、电磁波谱 1.定义:按电磁波的波长从长到短分布是 、
6、红外线、可见光、紫外线、X射线和 射线,形成电磁波谱.相等 最强 调谐 调谐 电容 相同 无线电波 2.电磁波谱的特性、应用 电磁 波谱 频率/Hz 真空中 波长/m 特性 应用 递变 规律 无线 电波 10-3 波动性强,易发生衍射 无线电技术 红外线 10111015 10-310-7 _ 红外线遥感 可见光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 10151017 10-710-9 化学效应、_ _、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 10161019 10-810-11 贯穿性强 检查、医用透视 射线 1019 绿蓝,选项 A 正确,B 错误;也可以减小双缝间距 d,或者增大缝到
7、屏幕的距离,选项 C,D 正确,E 错误.2.光的干涉与光电效应、原子能级跃迁结合(2016天津卷,2)如图是a,b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则()A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大 B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大 D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大 D 解析:由图可知 a 光的干涉条纹间距小于 b 光,根据x=Ld可知,a 光的波长小于 b光,a 光的频率大于 b 光,a 光的折射率大于 b 光,则根据 n=cv可知,在同种介质中传播时 a 光的传播速度较小,选
8、项 A 错误;根据 sin C=1n可知,从同种介质中射入真空发生全反射时 a 光的临界角小,选项 B 错误;发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关,故无法比较饱和光电流的大小,选项 C 错误;因 a 光的频率较大,若两光均由氢原子能级跃迁产生,则产生 a 光的能级差大,选项 D 正确.3.电磁波的产生与传播(2016全国卷,34)(多选)关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能
9、通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 ABC 解析:任何电磁波在真空中传播速度均相同;周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波;电磁波为横波,即传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直;电磁波可通过电缆、光缆传输;电磁波由电场和磁场的相互激发产生,即使电磁振荡停止,空间的电磁波仍可以继续传播,选项A,B,C正确.4.双缝干涉实验的数据分析(2015全国卷,34)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,红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比,x1 x2(填“”“=”或“x2.根据题意,条纹间距x=10.56 1 mm=2.1 mm,所以 d=lx=3.0010-4 m=0.300 mm.答案:0.300