第4講光波動(dòng)性電磁波相對(duì)論1/29一、光干涉頻率相同

1.條件：兩列光________相同，振動(dòng)方向________，且含有恒定相位差，就能產(chǎn)生干涉.2/292.干涉圖樣(1)楊氏雙縫干涉：如圖13-4-1所表示.圖13-4-13/29

①單色光：等間距___________條紋，中央為明條紋.當(dāng)光源S1、S2發(fā)出光到屏上P點(diǎn)旅程差r2－r1＝_________(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上出現(xiàn)明條紋.當(dāng)光旅程差r2－r1＝___________(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上出現(xiàn)暗條紋.②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是______色.③相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋中心間距離Δx＝______.明暗相間kλ白4/29(2)薄膜干涉

①相干光：如圖13-4-2所表示，照射到透明薄膜上光，從薄膜前表面AA′和后表面BB′反射回來兩列光波.圖13-4-25/29

②圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊猓赫丈浔∧r(shí)形成明暗相間條紋.兩列光波旅程差Δr等于波長(zhǎng)整數(shù)倍，即Δr＝________(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋；旅程差Δr等于半波長(zhǎng)奇數(shù)倍，即Δr＝__________(n＝0,1,2，3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋. 白光：形成__________色條紋.nλ(2n＋1)λ2彩6/29二、光衍射相差不多小

1.發(fā)生顯著衍射條件：只有當(dāng)障礙物尺寸與光波長(zhǎng)___________，甚至比光波長(zhǎng)________時(shí)候，才會(huì)發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象.7/29項(xiàng)目單縫衍射圓孔衍射單色光①中央為_______且_____條紋，兩側(cè)為_________條紋，且越靠外，亮條紋亮度______，寬度______③中央是大且亮圓形____，周圍分布著__________同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋亮度_____，寬度_____；亮環(huán)或暗環(huán)間距離隨圓孔半徑增大而_____2.衍射條紋特點(diǎn)(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣比較.亮斑明暗相間越弱越小減小亮寬明暗相間越弱越小8/29項(xiàng)目單縫衍射圓孔衍射白光②中央為亮且寬____色條紋，兩側(cè)為亮度逐步_______、寬度______彩色條紋，其中最靠近中央色光是____光，離中央最遠(yuǎn)是____光④中央是大且亮白色亮斑，周圍是不等間距____色同心圓環(huán)(續(xù)表)白變暗變小紫紅彩

(2)泊松亮斑(圓盤衍射)：當(dāng)光照到__________(填“透明”或“不透明”)半徑很小小圓盤上時(shí)，在圓盤陰影中心出現(xiàn)_________(在陰影外還有不等間距明暗相間圓環(huán)).不透明亮斑9/29三、光偏振現(xiàn)象1.偏振某一特定

光波只沿___________方向振動(dòng). 2.自然光 太陽、電燈等普通光源發(fā)出光，包含在垂直于傳輸方向上沿_____________振動(dòng)光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)光波__________都相同，這種光叫做自然光.一切方向強(qiáng)度10/293.偏振光垂直橫偏振片

在________于傳輸方向平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)光.只有____波才有偏振現(xiàn)象.自然光經(jīng)過________后，就得到了偏振光.11/29

四、電磁場(chǎng)、電磁波、電磁波譜

1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 改變磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生________，改變電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生________.2.電磁場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)

改變電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，改變磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，改變________和________總是相互聯(lián)絡(luò)成為一個(gè)完整整體，這就是電磁場(chǎng).12/29

3.電磁波 (1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)傳輸，形成電磁波. (2)電磁波傳輸不需要________，可在真空中傳輸，在真空中不同頻率電磁波傳輸速度是__________(都等于光速). (3)不一樣頻率電磁波，在同一介質(zhì)中傳輸，其速度是________，頻率越_________，波速越_________.v＝______，f是電磁波頻率.介質(zhì)相同不一樣高小λf13/29電磁波譜特征應(yīng)用真空中波長(zhǎng)/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)>10－3<3×1011紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感10－3～10－71011～1015可見光引發(fā)視覺照明、攝影10－71015紫外線化學(xué)效應(yīng)、熒光 效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽10－7～10－91015～1017X射線貫通性強(qiáng)檢驗(yàn)、醫(yī)用透視10－8～10－111016～1019γ射線貫通本事最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療<10－11>10194.電磁波譜14/29五、狹義相對(duì)論基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系1.狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對(duì)性原理：在不一樣慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是________.相同相同

(2)光速不變?cè)恚赫婵罩泄馑僭诓灰粯討T性參考系中都是________，光速與光源、觀察者間相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒相關(guān)系.15/292.相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系增大大于

(1)物體質(zhì)量隨物體速度增加而__________，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量m與靜止時(shí)質(zhì)量m0之間有以下關(guān)系：

(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量總要________靜止時(shí)質(zhì)量m0. 3.相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系 用m表示物體質(zhì)量，E表示它含有能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：E＝mc2.16/29【基礎(chǔ)檢測(cè)】1.(多項(xiàng)選擇，2016年吉林模擬)以下說法正確是()

A.光在介質(zhì)中傳輸速度僅由介質(zhì)本身所決定 B.雨后路面上油膜形成彩色條紋是由光干涉形成 C.楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，當(dāng)兩縫間距離以及擋板和屏距離一定時(shí)，紅光干涉條紋相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋相鄰條紋間距小 D.光偏振特征說明光是橫波 E.水中氣泡看起來尤其明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射緣故17/29

解析：光在介質(zhì)中傳輸速度由介質(zhì)本身及光頻率共同決定，故A錯(cuò)誤.油膜形成彩色條紋，是油膜前后表面反射光，進(jìn)行光疊加，形成干涉條紋，故B正確.依據(jù)光干涉紋相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋相鄰條紋間距大，故C錯(cuò)誤.光偏振現(xiàn)象說明光是一個(gè)橫波而不是縱波，故D正確.水中氣泡看起來尤其明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，即從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，故E正確.答案：BDE18/292.(多項(xiàng)選擇)以下說法中正確是()

A.光偏振現(xiàn)象說明光含有波動(dòng)性，但并非全部波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象 B.改變電場(chǎng)一定產(chǎn)生改變磁場(chǎng)；改變磁場(chǎng)一定產(chǎn)生改變電場(chǎng) C.在光雙縫干涉試驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄 D.某人在速度為0.5c飛船上打開一光源，則這束光相對(duì)于地面速度應(yīng)為1.5c

E.火車過橋要慢行，目標(biāo)是使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)小于橋梁固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁

答案：ACE19/293.(多項(xiàng)選擇)以下說法中正確是()

A.光速不變?cè)碇赋龉庠谡婵罩袀鬏斔俣仍诓灰粯討T性參考系中都是相同 B.紅光在玻璃磚中傳輸速度比紫光在玻璃磚中傳輸速度小 C.在機(jī)械波傳輸過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等于波傳輸速度 D.聲源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，觀察者所接收頻率大于聲源振動(dòng)頻率 E.依據(jù)麥克斯韋電磁理論可知，改變電場(chǎng)周圍一定可以產(chǎn)生磁場(chǎng)20/29參考系中都是相同.故A正確；依據(jù)v＝，且紅光在玻璃磚解析：依據(jù)光速不變?cè)硎牵赫婵罩泄馑僭诓灰粯討T性中折射率小，則有紅光在玻璃磚中傳輸速度比紫光在玻璃磚中傳輸速度大，故B錯(cuò)誤；介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度與波傳輸速度是兩回事，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度是周期性改變，而波在同一均勻介質(zhì)中傳輸時(shí)傳輸速度不變，故C錯(cuò)誤；依據(jù)多普勒效應(yīng)可知，聲源與觀察者相對(duì)靠近，觀察者所接收頻率大于聲源發(fā)出頻率，故D正確；據(jù)麥克斯韋電磁理論可知，改變電場(chǎng)周圍一定可產(chǎn)生磁場(chǎng)；故E正確.答案：ADE21/29內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重合區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳輸現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔尺寸與波長(zhǎng)差不多或更小經(jīng)典試驗(yàn)楊氏雙縫試驗(yàn)單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)》》》考點(diǎn)1光干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象⊙重點(diǎn)歸納光干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象比較22/29內(nèi)容干涉衍射圖樣特點(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間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清楚條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間條紋(續(xù)表)23/29【考點(diǎn)練透】1.(多項(xiàng)選擇)以下說法正確是()A.機(jī)械波、電磁波均能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象B.泊松亮斑是光干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)區(qū)C.全息攝影拍攝利用了光干涉原理D.在光雙縫干涉試驗(yàn)中，條紋間距與縫寬度成反比E.波速公式v＝λf說明波速只與波長(zhǎng)、頻率相關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)24/29

解析：只要是波均能發(fā)生干涉與衍射，故A正確；泊松亮斑是光衍射現(xiàn)象中加強(qiáng)區(qū)，故B錯(cuò)誤；全息攝影拍攝利條紋間距與縫寬度成反比，故D正確；波速公式v＝λf，波速與波長(zhǎng)、頻率相關(guān)，而對(duì)于c＝nv可知，波速還與介質(zhì)折射率相關(guān)，故E錯(cuò)誤.答案：ACD25/292.(多項(xiàng)選擇)以下說法正確是()

A.對(duì)于同一障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)光波越輕易繞過去 B.白光經(jīng)過三棱鏡后在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光一個(gè)干涉現(xiàn)象 C.紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，顏色不變 D.用透明標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢驗(yàn)平面平整度是利用了光干涉 E.不論光源與觀察者是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到光速是不變

答案：ADE26/29》》》考點(diǎn)2電磁場(chǎng)、電磁波和相對(duì)論

⊙重點(diǎn)歸納

1.波長(zhǎng)不一樣電磁波，表現(xiàn)出不一樣特征.其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長(zhǎng)較短紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強(qiáng). 2.電磁波譜中，相鄰兩波段電磁波波長(zhǎng)并沒有很顯著界限，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重合，但它們產(chǎn)生機(jī)理不一樣. 3.電磁波與機(jī)械波不一樣，機(jī)械波在介質(zhì)中傳輸速度只與介質(zhì)相關(guān)，電磁波在介質(zhì)中傳輸速度與介質(zhì)和頻率均相關(guān).27/29【考點(diǎn)練透】3.(多項(xiàng)選擇)關(guān)于電磁波譜，以下說法中正確是()

A.X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)作用，過量X射線輻射會(huì)引發(fā)生物體病變 B.γ射線是波長(zhǎng)最短電磁波，它比X射線頻率還要高 C.紫外線比紫光更輕易發(fā)生干涉和衍射 D.在電磁波譜中，最輕易發(fā)生衍射現(xiàn)象是γ射線 E.