高考物理一轮复习第十四章机械震动机械波光电磁波相对论简介第四讲光的波动性电磁波相对论课件

1．狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是 相同 的. (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 相同 的，光
速与光源、观测者间的相对运动没有关系．
2．相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而 增大 ，物体以速度 v 运动时的质量 m
离中央最远的是红光
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②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到 不透明 (选填“透明”或“不透明”)的半径 很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现 亮斑 (在阴影外还有不等间距的 明暗相间的圆环)． 2．光的偏振现象 (1)偏振 光波只沿 某一特定 的方向的振动．
(2)自然光 太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿 一切方向 振动 的光，而且沿各个方向振动的光波的 强度 都相同，这种光叫作自然光．
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6．电磁波谱
电磁 波谱
特性
应用
真空中波 长/m
频率/Hz
波动性强，易
无线电波
无线电技术
发生衍射
＞10－3
＜3×1011
红外线
热效应
红外线遥感 10－3～10－7 1011～1015
递变 规律
可见光
引起视觉 照明、摄影
10－7
1015
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电磁 波谱
特性
应用
真空中 波长/m
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2．下列现象中，属于光的衍射的是( ) A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C．海市蜃楼现象 D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
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解析：彩虹是光的色散现象，海市蜃楼是光的折射、全反射现象，肥皂 膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，A、C、D 错误．通过狭缝观察日 光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，B 正确． 答案：B
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(5)阳光在水面的反射光是偏振光．( √ ) (6)电磁波的传播需要介质．( × ) (7)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场．( × ) (8)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．( √ ) (9)无线电波不能发生干涉和衍射现象．( × ) (10)波长不同的电磁波在本质上完全相同．( √ ) (11)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的．( × )
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解析：衍射现象是波特有的现象，故电磁波能发生衍射现象，A 错误．遥 控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的，B 错误．根据多普勒效 应，当天体相对地球运动时，我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化， 根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度，C 正确．光在真空中的 速度是定值，在任何惯性系中测出的数值应相同，D 错误．
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5．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率 相等 时，激起 的振荡电流 最强 ，这就是电谐振现象． (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作 调谐 ．能够调谐的接收电路叫作 _调__谐__电路． (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫作 检波 ．检 波是 调制 的逆过程，也叫作 解调 ．
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2．电磁场
变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的
电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．
3．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远的传播，形成 电磁波 ． (2)电磁波的传播不需要 介质 ，可在真空中传播，在真空中不同频率的 电磁波传播速度是 相同 的(都等于光速)．
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(Ⅰ)单色光：形成 明暗相间 的条纹，中央为明条纹． a．光的路程差 Δr＝r2－r1＝ kλ (k＝0,1,2，…)，光屏上出现明条纹． b．光的路程差 Δr＝r2－r1＝(2k＋1)2λ (k＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹． (Ⅱ)白光：光屏上出现 彩色 条纹，且中央亮条纹是 白色 (填写颜色)．
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3．(2014·高考四川卷)电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说 法符合实际的是( ) A．电磁波不能产生衍射现象 B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
两种现象 比较项目
单缝衍射
双缝干涉
中央条纹最 条纹清晰，亮 不同点 亮度情况
亮，两边变暗 度基本相等
干涉、衍射都是波特有的现
相同点
象，属于波的叠加；干涉、衍
射都有明暗相间的条纹
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考点(kǎo diǎn)一
1－1.[双缝干涉] 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是( ) A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源 题组突破(tūpò) B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹 D．照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
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3．实验步骤 (1)安装仪器.
①将光源、遮光筒、 毛玻璃屏 依次安放在光具座上． ②接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的高度，使光 源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．
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③安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝 平行 ． (2)观察与记录． ①调单缝与双缝间距为 5～10 cm 时，观察白光的 干涉条纹 ． ②在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． ③调节测量头 ，使分划板中心刻度线对齐第 1 条亮条纹的中心，记下手轮 上的读数 a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第 n 条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的读数 a2，则相邻两条纹间的距 离 Δx＝|an1－－a12|.
与静止时的质量 m0 之间有如下关系：m＝
1m－0 vc2.
(2)物体运动时的质量总要 大于 静止时的质量 m0.
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3．相对论质能关系 用 m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能 方程为：E＝ mc2 .
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[小题快练] 1．判断题 (1)横波、纵波都能发生偏振现象．( × ) (2)当振动情况完全相同的两个光源与屏上某点的距离之差等于 0 时，出现亮条 纹．( √ ) (3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．( × ) (4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．( × )
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④换用不同的滤光片，测量其他色光的波长． (3)数据处理：用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离 l，由公式 λ＝dl Δx 计 算波长，重复测量、计算，求出波长的平均值． 四、电磁场、电磁波、电磁波谱 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生 电场，变化的电场能够在周围空间产生 _磁__场__．
目录 CONTENTS
第四讲 光的波动性 电 磁波 相对论
1
抓基础( jīchǔ)·双基夯 2实
研考向·考点(kǎo diǎn)探究
3
随堂练·知能(zhī nénɡ) 提升 4
课后练·知能提升
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一、光的干涉 1．产生条件 两列光的 频率 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． 2．两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉． ①原理如图所示． ②明、暗条纹的条件
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考点(kǎo diǎn) 一
题组突破 (tūpò)
解析：单缝的作用是获得一束细光，故 A 错误；双缝的作用是将一 束光分成两束完全相同的光，B 正确；屏上出现暗条纹处距两狭缝 的路程差等于半个波长的奇数倍，故 C 错误；单色光的频率越高， 波长越短，根据 Δx＝dl λ 知，相邻条纹的间距越小，条纹越窄，故 D 错误．
递变 频率/Hz
规律
化学效应、荧光
紫外线
医用消毒、防伪 10－7～10－9 1015～1017
效应、能杀菌
X 射线
贯穿性强 检查、医用透视 10－8～10－11 1016～1019
γ 射线
工业探伤、医用 贯穿本领最强
治疗
＜10－11
＞1019
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五、狭义相对论的基本假设 质速关系、相对论质能关系式
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(3)偏振光 在 垂直 于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振 证明光是 横波 ．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光． 三、用双缝干涉测光的波长 1．实验原理：相邻两条明条纹间距 Δx 与入射光波长 λ，双缝 S1、S2 间
l 距 d 及双缝及屏的距离 l 满足的关系式为 Δx＝ dλ . 2．实验器材：双缝干涉仪、光具座、 光源 、学生电源、导线、滤光 片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺．
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L ③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝ dλ . (2)薄膜干涉． ①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面 反射 的两列光波． ②图样特点：单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时， 形成彩色条纹．同一条亮(或暗)纹对应薄膜的 厚度 相等．
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条纹，两侧为_明__暗_
单色
圆环，且越靠外，圆形亮条纹
光 相__间__的条纹，且越 的亮度 越弱 宽度越小
靠外，亮条纹的亮
b．亮环或暗环间的距离随圆孔 度减弱，宽度越小 半径的增大而 减小
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单缝衍射
圆孔衍射
中央为亮且宽的白色条纹，
两侧为亮度 逐渐变暗 、宽 中央是大且亮的白色亮
白光 度 变窄 的彩色条纹，其中 斑，周围是不等间距的彩 最靠近中央的色光是紫光， 色的 圆心圆环
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考点(kǎo diǎn)一
题组突破(tūpò)
答案：B
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考点(kǎo diǎn)一
1－2.[单缝衍射] (多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细， 如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度
题组突破(tūpò)
的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判 断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是( ) A．这里应用的是光的衍射现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
diǎn光) 的干涉(gānshè)及衍射 (自主学习)
单缝衍射与双缝干涉的比较
题组突破(tūpò)
两种现象 比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
同 条纹间距
点
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等 间距
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考点(kǎo diǎn)一
题组突破(tūpò)
二、光的衍射 偏振 1．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 相差不多 ， 甚至比光的波长还小 的时候，衍射现象才会明显． (2)衍射条纹的特点：
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①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
单缝衍射
圆孔衍射
a.中央是大且亮的圆形亮斑，
中央为亮且宽的
周围分布着 明暗相同 的同心
(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高， 波速越 小 ．
(4)v＝λf，f 是电磁波的频率．
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4．电磁波的发射 (1)发射条件： 开放电路和 高频振荡 信号，所以要对传输信号进行调制 (包 括调幅和调频)． (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的 振幅 随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用 中波和短波波段． ②调频：使高频电磁波的 频率 随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视 广播都采用调频的方法调制．
答案：C
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4．下列关于狭义相对论的说法中错误的是( ) A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于 c，与 光源的运动无关 C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 D．狭义相对论任何情况下都适用
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解析：狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的， 选项 A 正确；狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度 都等于 c(光速不变原理)，与光源的运动无关，选项 B 正确；狭义相对论 只涉及无加速运动的惯性系，故选项 C 正确，D 错误． 答案：D
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考点(kǎo 一