第三講光的波動性電磁波相對論綱舉目張·主干系統(tǒng)[微點判斷](1)光的顏色取決于折射率。 ()(2)只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉。

()(3)在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光。

()(4)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。

()(5)自然光是偏振光。

()(6)電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。

()(7)無線電波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象。

()(8)波長不同的電磁波在本質上完全不同。

()(9)真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的。

()×√×××××××關鍵知能·逐點清障提能點(一)光的干涉[題點自主盤查]

光的雙縫干涉實驗的認識1．(2022·浙江6月選考)關于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是

(

)A．用復色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍光干涉條紋的間距比紅光的大答案：B

答案：D

薄膜干涉的認識3.

(2021·浙江6月選考)(多選)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是

(

)A．過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°解析：肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應是一個圓滑的曲面而不是梯形，A正確；薄膜干涉是等厚干涉，其原因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動加強點和振動減弱點，肥皂膜從形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯誤；將肥皂膜外金屬環(huán)左側的把柄向上轉動90°，由于重力，表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因此并不會跟著旋轉90°，D錯誤。答案：AB

薄膜干涉的成因分析4．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示?，F(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋

(

)A．變疏

B．變密

C．不變

D．消失解析：如圖所示，若抽去一張紙片，則三角形截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確。答案：A

(3)條紋特點：①單色光：明暗相間的水平條紋；②白光：彩色水平條紋。(4)薄膜干涉的應用：

干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢平面是平整光滑的，會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲。提能點(二)光的衍射、偏振[題點自主盤查]

干涉、衍射圖樣的比較1．如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(

)A．紅黃藍紫

B．紅紫藍黃C．藍紫紅黃

D．藍黃紅紫答案：B

衍射現(xiàn)象的應用2．(多選)

抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是

(

)A．這里應用的是光的衍射現(xiàn)象B．這里應用的是光的干涉現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細解析：由于是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當抽制的絲變細，即相當于遮光板上的窄縫變窄，條紋間距變寬，A、D正確。答案：AD

小孔衍射和泊松亮斑的認識3．(多選)下列所示的圖片、示意圖大都來源于課本，關于這些圖的判斷中，準確無誤的是

(

)A．甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”B．甲圖為“泊松亮斑”，乙圖是小孔衍射的圖樣C．丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣D．丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣解析：“泊松亮斑”是“小圓盤”產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，形成的衍射圖樣是陰影中心有一個小的“亮斑”，而小孔衍射的圖樣是中間有“亮斑”，無陰影，A正確，B錯誤；丙圖很明顯是雙縫干涉的圖樣，因干涉圖樣中的條紋間距是相等的，單縫衍射圖樣中的條紋間距是不相等的，中間最寬、最亮，丁圖是單縫衍射圖樣，C正確，D錯誤。答案：AC

光的偏振的認識4．(選自魯科版新教材)(多選)光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。下列現(xiàn)象中，能反映光的偏振特性的是

(

)A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B．一束自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可使成像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可看到彩色條紋解析：自然光通過偏振片成為偏振光，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化，A正確；自然光射到光滑非金屬表面時，反射光和折射光都是偏振光，B正確；日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振片，可以把反射的偏振光過濾，使成像更清晰，C正確；通過手指間的縫隙觀察日光燈，看到的彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，D錯誤。答案：ABC

[知能自主落實]1．對光的衍射的理解(1)波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的。2．三種光波衍射的圖案對比分析

單縫衍射小圓孔衍射泊松亮斑圖案對比分析紅單色光中央為亮紋，兩側為明暗相間條紋，間距和亮度變小，白光中央為白光，最靠近中央的是紫光，最遠離中央的是紅光中央為亮的圓形光斑，往外為明暗相間的不等距圓環(huán)光照射到一個不透明的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)一個小小的亮斑，陰影往外為明暗相間的不等距圓環(huán)3．單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋4.光的偏振(1)自然光與偏振光的比較(2)偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發(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，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，光振動沿特定方向提能點(三)電磁波的特性和應用[題點自主盤查]

電磁波的理解1．(多選)關于電磁波，下列說法正確的是

(

)A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關，選項A正確；

周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，選項B正確；電磁波的傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直，選項C正確；電磁波可以通過光纜傳輸，選項D錯誤；電磁波波源的電磁振蕩停止，波源不再產(chǎn)生新的電磁波，但空間中已產(chǎn)生的電磁波仍可繼續(xù)傳播，選項E錯誤。答案：ABC

電磁波的特性2.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，則對該無線電波的判斷正確的是

(

)A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機械波一樣須靠介質傳播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

電磁波的應用3．(多選)電磁波廣泛應用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應用的醫(yī)用器械有

(

)A．殺菌用的紫外燈

B．拍胸片的X光機C．治療咽喉炎的超聲波霧化器

D．檢查血流情況的“彩超”機解析：紫外線和X光從本質上說是電磁波，A、B正確；治療咽喉炎的超聲波霧化器和檢查血流情況的“彩超”機用的都是超聲波，超聲波屬于機械波，C、D錯誤。答案：AB

4．(多選)下列說法中正確的是

(

)A．用X光掃描肺部診斷病情，是因為在電磁波中X光的穿透能力最強B．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃的反射光C．泊松亮斑是光通過圓孔發(fā)生衍射時形成的D．一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關解析：醫(yī)院用X光進行透視，是因為它是各種電磁波中穿透能力較強的，γ射線穿透能力最強，A錯誤；玻璃表面的反射光是偏振光，拍攝玻璃櫥窗內的物品時，加偏振片的作用是減弱玻璃表面的反射光的強度，B正確；泊松亮斑是光通過不透明的小圓盤發(fā)生衍射時形成的，C錯誤；一切物體都在輻射紅外線，紅外線屬于電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，D正確。答案：BD

[知能自主落實]1．電磁波的四大特點(1)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質。(2)在真空中電磁波的傳播速度為3×108m/s。(3)v＝λf對電磁波同樣適用。(4)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。2．電磁波譜的特性及應用電磁波譜特性應用遞變規(guī)律無線電波容易發(fā)生衍射通信和廣播紅外線熱效應紅外線遙感

可見光引起視覺照明等紫外線熒光效應，能殺菌滅菌消毒、防偽X射線穿透能力強醫(yī)用透視、安檢γ射線穿透能力很強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療提能點(四)狹義相對論[題點自主盤查]

狹義相對論的理解1．(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有

(

)A．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C．地球上的人觀測到地球上的鐘較快D．地球上的人觀測到地球上的鐘較慢解析：相對論告訴我們，運動的鐘會變慢，由于飛船上的人相對飛船上的鐘是靜止的，而觀測到地球上的鐘是高速運動的，因此飛船上的人觀測到飛船上的鐘相對于地球上的鐘快，A正確，B錯誤；同理易知，C正確，D錯誤。答案：AC

狹義相對論結論的應用2．一艘太空飛船靜止時的長度為30m，他以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是

(

)A．飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30mB．地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30mC．飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD．地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c解析：飛船上的觀測者相對飛船靜止，測得的長度仍為30m，而地球上的觀測者觀測高速飛行的飛船，長度縮短了，故A錯誤，B正