《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-選修3－4 第4講

機械振動和光學(選考)選修3－4第4講光的波動性電磁波相對論簡介欄目導航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧1一、光的干涉、衍射和偏振1．光的干涉(1)條件和方法①兩列光的______相同，相位和振動方向相同，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．②將同一列光分為兩列光可以獲得相干光源．雙縫干涉和薄膜干涉都是用此方法獲得相干光源．頻率

(2)雙縫干涉①原理如圖所示．②明、暗條紋的條件光的路程差|r2－r1|＝kλ(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)亮條紋．光的路程差|r2－r1|＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋．③條紋間距公式：________.(3)薄膜干涉①原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位置，來自前后兩個面的反射光________不同，疊加后出現(xiàn)明暗相間的條紋．②應用：增透膜；利用光的干涉檢查平整度．路程差

2．光的衍射(1)概念：光離開直線路徑而繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．(2)條件：在障礙物(或孔)的尺寸可以跟__________相近，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯．(3)各種衍射圖樣：①中央為________，兩側有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同．白光衍射時，中央仍為白光，最靠近中央的是紫光，最遠離中央的是紅光．②圓孔衍射：明暗相間的不等距______．③泊松亮斑：光照射到一個半徑很小的圓板后，在圓板的__________出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一．光的波長亮條紋圓環(huán)陰影中心3．光的偏振(1)偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上只沿某個__________振動的光．(2)產(chǎn)生途徑：①光通過偏振片．②一定條件下光通過介質(zhì)表面形成的反射光和折射光．(3)應用：拍攝景物照片時鏡頭加偏振片可使景像清晰，拍攝或觀看立體電影等．特定方向夯基題組1．(2017屆湖州期末)下列現(xiàn)象屬于光的衍射的是(

)A．雨后天空出現(xiàn)絢麗的彩虹B．太陽光通過三棱鏡在屏上形成光譜C．陽光下的肥皂膜上可以觀察到彩色條紋D．用一個狹縫觀察日光燈可以看到彩色條紋【答案】D【解析】雨過天晴時，天空常出現(xiàn)彩虹．這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的．白光經(jīng)水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象．A錯誤．太陽光通過三棱鏡在屏上形成光譜，屬于光的折射，B錯誤．日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋屬于光的干涉，C錯誤．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋，屬于單縫衍射，D正確．二、電磁場和電磁波1．麥克斯韋電磁場理論2．電磁場變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個__________，這就是電磁場．完整的整體3．電磁波(1)產(chǎn)生：電磁場(電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波．(2)發(fā)射——調(diào)制：①條件：足夠高的振蕩頻率和開放電路；②方法：調(diào)頻和調(diào)幅．(3)接收：通過解調(diào)接收電磁波，再通過解調(diào)獲取信息．(4)特點：①電磁波是橫波，在空間傳播_________介質(zhì)．②真空中電磁波的速度約為3×108m/s.③v＝λf對電磁波也適用．④電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象．不需要4．電磁波譜(1)定義：按電磁波的波長從長到短分布是____________、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線，形成電磁波譜．其波長依次__________，頻率依次____________．無線電波變小變大(2)電磁波譜的特性、應用夯基題組2．(2017屆湖南校級三模)下列關于電磁波的認識，不正確的是(

)A．麥克斯韋預言了電磁波的存在B．光是一種電磁波C．電磁波不能在真空中傳播D．赫茲用實驗證明了電磁波的存在【答案】C【解析】麥克斯韋第一次預言了電磁波的存在，故A正確．光是一種電磁波，故B正確．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故C錯誤．赫茲第一次通過實驗驗證了電磁波的存在，故D正確．夯基題組3．(2017屆廣東校級模擬)關于經(jīng)典力學的局限性，下列說法正確的是(

)A．經(jīng)典力學適用于宏觀低速運動的物體B．由于經(jīng)典力學有局限性，所以一般力學問題都用相對論力學來解決C．火車提速后，有關速度問題不能用經(jīng)典力學來處理D．經(jīng)典力學只適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體【答案】A【解析】經(jīng)典力學適用于宏觀低速物體，故A正確．雖然經(jīng)典力學有局限性，但它適用于一般的宏觀低速物體，故對于常見力學問題仍可以用經(jīng)典力學求解，故B錯誤．火車提速后，仍屬于宏觀低速物體，所謂的高速指接近光速的物體，故C錯誤．我們生活中的運動物體均屬于宏觀物體，微觀物體指組成物體的原子等，故D錯誤．考點各個擊破21．衍射和干涉的區(qū)別考點1光的干涉、衍射和偏振單縫衍射雙縫干涉光束一束兩束條紋寬度寬度不等，中央最寬寬度相等條紋間距相鄰條紋間距不等相鄰條紋等間距實質(zhì)波的特有現(xiàn)象，屬于波的疊加2.自然光和偏振光的比較自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向例1

(2017屆上海校級模擬)在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則(

)A．中間條紋間距較兩側更寬B．不同色光形成的條紋完全重合C．雙縫間距離越大條紋間距離也越大D．遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋答案：D練1

(多選)(2017屆無錫期末)如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則(

)A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮【答案】BD【解析】由題意可知，人眼在P處看不到光亮，是因為偏振片A與偏振片B相互垂直，a光是自然光，經(jīng)過偏振片后，b光是偏振光，故A錯誤，B正確．由上分析可知，當SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮，故C錯誤，D正確．1．電磁波的傳播及波長、頻率、波速(1)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)．(2)不同頻率的電磁波在同一介質(zhì)中傳播的速度是不同的，頻率越高，波速越?。?3)三者關系v＝λf，f是電磁波的頻率．考點2電磁場理論和電磁波的理解2．電磁波與機械波的比較比較電磁波機械波研究對象電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)(c＝3×108m/s)在空氣中波速不大(如聲波波速一般為340m/s)介質(zhì)需要不需要介質(zhì)(真空中仍可傳播)需要介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能例2

(2017屆上海模擬)各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由大到小的排列順序是(

)A．γ射線、紫外線、可見光、紅外線B．γ射線、紅外線、紫外線、可見光C．紫外線、可見光、紅外線、γ射線D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線解析：波長越長，頻率越?。凑疹l率順序由大到小排列，電磁波譜可大致分為：γ射線，倫琴射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波．故A正確，BCD錯誤．答案：A練2

(2017屆天津校級模擬)我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑．米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)．對該無線電波的判斷正確的是(

)A．米波的頻率比厘米波的頻率高B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象【答案】C機械波與電磁波的比較比較電磁波機械波對象研究電磁現(xiàn)象研究力學現(xiàn)象周期性變化的物理量