高中物理期末復(fù)習(xí)通用PPT課件選修第講光的波動(dòng)性電磁波相對論

1、高中物理期末復(fù)習(xí)課件選修第講光的波動(dòng)性電磁波相對論光的干涉和衍射比較表光的干涉、衍射和偏振(考綱要求)內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔的尺寸與波長差不多或小得多1.內(nèi)容干涉衍射典型實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)圖樣特點(diǎn)不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋等間距各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)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薄膜干涉(1)相干光來自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回來

2、的兩列反射光(2)薄膜干涉的應(yīng)用：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(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過偏振片后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向光振動(dòng)的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向1明、暗條紋的條件(1)單色光2觀察薄膜干涉條紋時(shí)，應(yīng)該與光源處在薄膜的同一側(cè)觀察實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測光的波長測量頭的構(gòu)造及使用如圖141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141乙，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)圖141兩次讀數(shù)之差就表

3、示這兩條條紋間的距離注意事項(xiàng)(1)保證燈絲、單縫、雙縫、測量頭與遮光筒共軸(2)保持單縫和雙縫平行.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間產(chǎn)生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(1)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)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(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 電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射及接收，電磁波及其傳播(考綱要求)1.23(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的

4、，頻率越高，波速越小(4)vf，f是電磁波的頻率電磁波的發(fā)射發(fā)射條件：_電路和_信號，所以要對傳輸信號進(jìn)行_(包括調(diào)頻和調(diào)幅)調(diào)幅：使高頻電磁波的_隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)幅廣播(AM)一般使用中波和短波波段調(diào)頻：使高頻電磁波的_隨信號的強(qiáng)弱而變調(diào)頻廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法調(diào)制4開放高頻振蕩調(diào)制振幅頻率無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率_時(shí)，激起的振蕩電流_，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_能夠調(diào)諧的接收電路叫做_電路(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號的過程，叫做_ 檢波是_的逆過程，也叫做_.5相等最強(qiáng)調(diào)諧調(diào)諧檢波調(diào)制解調(diào)

5、電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長/m頻率/Hz遞變規(guī)律無線電波波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無線電技術(shù)10331011 波 長 減 小 頻 率 增 大紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感10310710111015可見光引起視覺照明、攝影1071015紫外線化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽10710910151017X射線貫穿性強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視108101110161019射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療1019電磁波譜 (考綱要求)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)律都是相同的(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同的，光速與光源、觀測者間的相對運(yùn)

6、動(dòng)沒有關(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v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：狹義相對論的基本假設(shè)(考綱要求)質(zhì)速關(guān)系，質(zhì)能關(guān)系(考綱要求)相對論質(zhì)能關(guān)系式 (考綱要求)12(2)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)系用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：Emc2.3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)量減少或增加時(shí)，必然伴隨著能量的減少或增加如果用m表示物體質(zhì)量的變化量，E表示能量的變化量，那么它們的關(guān)系可以表示為Emc2.該式表示，隨著一個(gè)物體質(zhì)量的減少，會釋放出一定的能量；與

7、此同時(shí)，另一個(gè)物體吸收了能量，質(zhì)量也會隨之增加特別提醒如圖142是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏用綠光從左邊照射單縫S時(shí)，可在光屏P上觀察到干涉條紋下列說法正確的是 ()圖142A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D將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大1答案B用如圖143所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象圖a是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖b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)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是 ()圖143A當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時(shí)干涉條紋同

8、方向旋轉(zhuǎn)30B當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90C當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60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，A、B、C錯(cuò)誤，D正確答案D2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)?()A聲波是縱波，光波是橫波B聲波振幅大，光波振幅小C聲波波長較長，光波波長很短D聲波波速較小，光波波速很大解析意在考查考生對產(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

9、光波的衍射不明顯是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL較長，C正確答案C3(2011廣東梅州二模)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)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 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D電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象答案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 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 與折射光線之間的夾角恰好是90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 振濾光片

10、可以使景象更清晰D通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋解析由光的偏振現(xiàn)象的知識可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D選項(xiàng)是利用手指間的狹縫去觀察光的衍射現(xiàn)象，故選D.答案D5如圖144所示，A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖樣，其中圖A是光的_(填“干涉”或“衍射”)圖樣由此可以判斷出圖A所對應(yīng)的圓孔的孔徑_(填“大于”或“小于”)圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑圖1446解析A中出現(xiàn)明暗相間的條紋，是衍射現(xiàn)象，B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是光的衍射圖樣，由于光波波長很短，約在107 m數(shù)量級上，所以圖A對應(yīng)的圓孔

11、的孔徑比圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑小圖B的形成可以用光的直線傳播解釋答案衍射小于下面列出一些醫(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)療器械后面的空格上(1)X光機(jī)，_.(2)紫外線燈，_.(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好這里的“神燈”是利用_A光的全反射B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DX射線的很強(qiáng)的貫穿力E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7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)又不會給人體造成太大的傷害的X射線，選擇D.

12、(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C.(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(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)加快，因此選擇E.答案(1)D(2)C(3)E如圖145所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、_、_、_、遮光筒、光屏對于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取_或_的方法8圖145答案濾光片單縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏的距離減小兩縫間距離(1)在研究材料A的熱膨脹特性時(shí)，可采用如圖146所示的干涉實(shí)驗(yàn)法A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個(gè)透明的平行板

13、B，B與A上表面平行，在它們之間形成一厚度均勻的空氣膜現(xiàn)在用波長為的單色光垂直照射，同時(shí)對A緩慢加熱，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性變化當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升高到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮考點(diǎn)一光的干涉、衍射及偏振【典例1】圖146在B板上方觀察到的亮暗變化是由哪兩個(gè)表面的反射光疊加形成的？溫度由t1升高到t2時(shí)，A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_現(xiàn)象；露珠在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是_現(xiàn)象；通過狹縫看太陽光時(shí)呈現(xiàn)的彩色是_現(xiàn)象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_.當(dāng)狹縫的寬度很小并保持一定時(shí)，

14、用紅光和紫光照射狹縫，看到的衍射條紋的主要區(qū)別是_.如圖147所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明_.圖147解析(1)A、B間為空氣薄膜，在B板上方觀察到的亮暗變化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光疊加產(chǎn)生的當(dāng)溫度為t1時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d1，此時(shí)最亮說明：2d1k當(dāng)溫度為t2時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d2，此時(shí)再一次最亮說明：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)象障礙物或孔的尺寸比波長大得多時(shí)，可把光看

15、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)，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)的亮紋離中央亮紋遠(yuǎn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了光是一種橫波答案見解析【變式1】答案B現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖148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(1)將白光光源C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C、_、A.考點(diǎn)二 用雙縫干涉測光的波長【典例2】圖148(2)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，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置

16、各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟時(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，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖149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6條亮紋中心對齊，記下此時(shí)圖149乙中手輪上的示數(shù)_ mm，求得相鄰亮紋的間距x為_ mm.圖149(4)已知雙縫間距d為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計(jì)算式_，求得所測紅光波長為_ nm.解析(1)濾光片E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，

17、最后成像在毛玻璃屏所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A.(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)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為510 cm；要保證光源、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，然后看半刻度是否露出，最后看可動(dòng)刻度，圖乙讀數(shù)為13.870 mm，圖甲讀數(shù)為2.320 mm，答案(1)E、D、B(2)放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為510 cm；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上(3)13.8702.310(1)備有下列儀器：A白熾燈B雙縫C單縫D濾光片E白色光屏把以上儀器裝在光具

18、座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是：_(填寫字母代號)(2)已知雙縫到光屏之間的距離L500 mm，雙縫之間的距離d0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離s100 mm，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)，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)卡尺的讀數(shù)如圖1410所示則入射光的波長_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【變式2】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有_A改用波長較長的光(如紅光)作為入射光B增大雙縫到屏的距離C增大雙縫到單縫的距離D增大雙縫間距解析(1)課本知識，需熟練掌握基礎(chǔ)知識(2)游

19、標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為0.1 mm，A位置主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為1，讀數(shù)為s111 mm10.1 mm11.1 mm，同理B位置讀數(shù)為s215.6 mm，則條紋間距答案(1)ADCBE(2)6.4107(3)AB(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：_.(2)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_，這就說明電磁波是_波(3)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz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？考點(diǎn)三 電磁場和電磁波【典例3】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，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的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這