2020高考物理一轮复习课时分层集训41光的波动性电磁波相对论新人教版
2020届高考物理一轮复习人教版光的波动性电磁波相对论学案Word版
第67讲 光的波动性 电磁波 相对论考点一 光的干涉、衍射和偏振一、光的干涉1.产生条件(必要) 两列光的□01频率相同,且具有恒定的□02相位差,才能产生稳定的干涉图样。
2.杨氏双缝干涉(1)原理图:如图所示。
(2)产生明、暗条纹的条件①当光的路程差Δr =r 2-r 1=kλ(k =0,1,2,…),光屏上出现□03亮条纹。
②当光的路程差Δr =r 2-r 1=(2k +1)λ2(k =0,1,2,…),光屏上出现□04暗条纹。
(3)相邻两亮条纹或暗条纹间距公式:Δx =□05l dλ。
(4)干涉图样 ①单色光:中央为□06亮条纹,两边为□07明暗相间的等距条纹。
②白光:光屏上出现□08彩色条纹,且中央亮条纹是□09白色,这是干涉导致的色散。
3.薄膜干涉(1)薄膜干涉原理如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成□10上薄下厚的楔形。
光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面反射的两列光波相互叠加而发生干涉。
(2)产生明、暗条纹的条件在两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr,等于薄膜厚度的2倍。
①在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,…),薄膜上出现明条纹;②在Q处,Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹。
(3)图样特点:单色光照射薄膜时形成□11明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成□12彩色条纹,即发生色散。
同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等。
(4)薄膜干涉的应用①增透膜:照相机、望远镜的镜头表面经常镀了一层透光的膜,膜的上表面与玻璃表面反射的光发生干涉,使反射光减弱,增加透光度。
由于只有一定波长(频率)的光干涉时才会相消,所以镀膜镜头看起来是有颜色的。
②干涉法检查平整度:如图所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
二、光的衍射1.产生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸□13与光的波长差不多,甚至比光的波长还小时,衍射现象才会明显。
2020届高考物理一轮复习人教版电磁波光波相对论学案Word版
2020届一轮复习人教版 电磁波 光波 相对论 学案【2019年高考考点定位】今年高考,涉及到光的反射、折射、折射率、全反射、色散成因及规律仍会是光线选择题和计算题考察的重点;光的双缝干涉、薄膜干涉衍射、偏振;红外线、紫外线、X 射线、γ射线的性质及其应用估计更多以选择题的形式出现。
此为光电效应、电磁振荡和电磁波的形成考察方式以定性分析为主,注重对物理规律的理解和对物理现象、情景的分析能力考察。
【考点pk 】名师考点透析考点一、光的折射和全反射【名师点睛】1. 光的折射:○1折射定律:折射光线和法线、入射光线处在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
表达式1122sin sin n θθ=,而且在光的折射中,光路是可逆的。
○2折射率是指光线从真空入射到某种介质发生折射时,入射角正弦值和折射角正弦值的比值定义为该介质的折射率12sin sin n θθ=,1θ为空气中的入射角,2θ为介质中的入射角。
折射率大小由介质本身的性质和光的频率决定。
○3折射率和光速的关系c n v=,c 是真空中的光速,v 是光在介质中的速度。
真空中的光速是最大的,所有所有介质的折射率都大于1.2. 光的全反射:光线从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角,随入射角的增大,折射角也增大,当折射角增大到90时对应的入射角称为全反射临界角,用C 表示。
此时,折射光消失,只有反射光,称之为全反射。
那么就有sin 90sinC n=,可得1sin C n=。
3. 光的色散:如下图,复色光经过折射时由于不同的单色光折射率不同而分解为单色光即为光的色散。
常见的太阳光经过棱镜发生色散,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,其中红光偏折程度最小,紫光偏转程度最大,所以从红光→紫光,折射率逐渐变大,介质中光速逐渐变小,频率逐渐变大,波长逐渐变小,通过棱镜的偏折角逐渐变大,临界角逐渐变小。
2020复习方案高考物理人教版一轮复习讲义:选修3-4 第4讲 光的波动性 电磁波 相对论 含答案
第4讲光的波动性电磁波相对论考点1光的干涉考向1双缝干涉1.双缝干涉的条件和理解(1)光能够发生干涉的条件:两光的频率相同,振动步调相同.(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的,两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比,即Δx=ldλ.(3)用白光照射双缝时,形成的干涉条纹的特点:中央为白条纹,两侧为彩色条纹.2.亮暗条纹的判断方法(1)如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2…)时,光屏上出现亮条纹.(2)光的路程差r2-r1=(2k+1)λ2(k=0,1,2…)时,光屏上出现暗条纹.(2018·北京卷)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色【解析】本题考查双缝干涉实验.用白光做双缝干涉实验时,屏上呈现彩色条纹,在光源与单缝间加红色滤光片,光源发出的白光照射滤光片后,仅有红光透过滤光片,故射到双缝上的光为红光,屏上呈现出的是红色干涉条纹,中央条纹为红色,选项D正确.【答案】 D1.(2019·唐山模拟)(多选)如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则(BD)A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大B.在真空中a、b两光传播速度相同C.从真空射入同种介质发生全反射时,a光全反射临界角小D.从同种介质射入真空发生全反射时,a光全反射临界角小解析:结合干涉图样a、b,由Δx=ldλ可知,λa<λb,则f a>f b,在同种介质中,n a>n b,由v=cn知v a<v b,A错误;在真空中,各种色光的传播速度相同,B正确;根据sin C=1n知C a<C b,故D正确;光从真空射入介质时不会发生全反射,C错误.考向2薄膜干涉1.如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.2.明暗条纹的判断(1)在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹.(2)在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲的装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹()A.变疏B.变密C.不变D.消失【解析】如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,则干涉条纹变疏,A正确.【答案】 A2.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐),图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈.将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是(D)A.当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°B.当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°C.当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°D.干涉条纹保持不变解析:金属线圈的转动,改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状,由干涉原理可知干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动角度无关,仍然是水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确.考向3用双缝干涉测单色光的波长1.根据公式Δx=ldλ得λ=dlΔx.2.用刻度尺测出双缝到光屏的距离l,用测量头调节清晰的干涉条纹,测出n个亮纹间的距离a,则Δx=an-1.双缝间距d是已知的,这样就可以计算出波长λ.(多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动【解析】双缝干涉的条纹间距公式为Δx=Ldλ,其中L是双缝到屏幕的距离,d是双缝间距,λ是入射光的波长,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可以改用波长更长的红色激光,或仅减小d或仅增大L,故A、C、D正确.【答案】ACD3.(2019·天津河东一模)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(1)已知双缝到光屏之间的距离为L,双缝之间的距离为d,单缝到双缝之间的距离为s,某同学在用测量头测量时,现将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数用a表示,然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第6条亮纹的中心,这时手轮上的示数用b表示(b>a),由此可计算出实验中所测得的单色光的波长λ=(b-a)d 5L.(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离B. A.增大单缝和双缝之间的距离sB.增大双缝和光屏之间的距离LC.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离d解析:(1)根据题意可以知道相邻的两条亮条纹之间的距离为Δx=b-a5,根据双缝干涉条纹间距公式Δx =Ld λ,可得λ=(b -a )d 5L;(2)根据双缝干涉条纹间距公式Δx =Ld λ,分析可得:相邻两条亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离s 无关,故A 错误;增大双缝和光屏之间的距离L ,可增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离,故B 正确;将红色滤光片改为绿色滤光片,波长λ减小,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故C 错误;增大双缝之间的距离d ,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故D 错误.考点2 光的衍射和偏振现象1.对光的衍射的理解(1)波长越长,衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别.(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看做是沿直线传播的.2.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较车灯眩光等.1.(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验,比普通光源效果更好,图象更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是(AD)A.当做单缝实验时,光强分布如图乙所示B.当做单缝实验时,光强分布如图丙所示C.当做双缝实验时,光强分布如图乙所示D.当做双缝实验时,光强分布如图丙所示解析:当做单缝实验时,中间是亮条纹,两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布如图乙所示,A项正确,B项错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布如图丙所示,C项错误,D项正确.2.(多选)食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是个重要的指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标准值进行比较,就能确定被测样品的含糖量.如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将待测糖溶液P置于A、B之间,则下列说法正确的是(ACD)A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α解析:没有待测糖溶液时,A、B透振方向平行,O处光最强,当加上待测糖溶液时,由于旋光作用,偏振光的振动方向会旋转一个角度,即振动方向与B的透振方向不再平行,所以O处光的强度会明显减弱;要想使O处的光仍最强,可以将B旋转一个角度或反方向将A旋转相同角度,此角度大小为α,A、C、D正确.3.如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则(D)A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大解析:由图可得,b光的干涉条纹间距较大,由Δx=Ldλ可得,b光的波长较长,波长越长,频率越小,在同种均匀介质中传播速度越大,选项A错误;波长越长,同种介质中折射率越小,由sin C=1n可得,全反射的临界角越大,b光发生全反射的临界角大,选项B错误;发生光电效应时,饱和光电流与光的强度有关,由于光的强度未知,选项C错误;a光的频率大,能量大,产生a光的能级能量差大,选项D正确.(1)单缝衍射与双缝干涉的比较(2)光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.考点3电磁场、电磁波1.麦克斯韦电磁场理论(1)变化的磁场产生的电场叫感应电场;变化的电场产生的磁场叫感应磁场(2)感应电场与感应磁场的场线都是闭合的曲线,而且相互正交、套连(3)感应电场的方向可由楞次定律判定,感应磁场的方向可由安培定则判定1.(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的是(BC)解析:均匀变化的电场产生稳定的磁场,周期性变化的电场产生周期性变化的磁场.2.(2018·江苏卷)(多选)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波( AD )A .是横波B .不能在真空中传播C .只能沿着梳子摇动的方向传播D .在空气中的传播速度约为3×108 m/s解析:电磁波为横波,电磁波的传播不需要介质,可以向周围各个方向传播,真空中传播速度最大,c =3.0×108 m/s ,在空气中的传播速度与真空中的传播速度近似相等,故选A 、D.3.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是( ABC ) A .电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B .周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C .电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D .利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E .电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失解析:电磁波在真空中传播速度等于光速,与频率无关,A 正确;电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的,B 正确;电磁波传播方向与电场方向,磁场方向均垂直,C 正确;光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播,D 错误;电磁振荡停止后,电磁波仍会在介质或真空中继续传播,E 错误.电磁波和机械波的对比考点4相对论初步1.经典时空观和相对论时空观(1)经典时空观:在经典力学中,物体的质量是不随运动状态而改变的.在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的.(2)相对论时空观:在狭义相对论中,物体的质量是随物体的运动速度的增大而增大的.在狭义相对论中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的.2.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.3.质能方程E=mc2,公式中m为物体的质量,E为它具有的能量.1.关于经典时空观和相对论时空观,下列说法错误的是(D)A.经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系C.经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的问题D .当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论仍有很大的差别解析:经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的,而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系,故A 、B 正确;经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动(相对于光速)的问题,故C 正确;当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论相差不大,经典力学是适用的,故D 错误.本题选择说法错误的,故选D.2.(多选)根据相对论原理,下列说法正确的是( ABC )A .按照相对论来讲,一个静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速cB .按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为E =mc 2C .某个静止质量为m 0的物体,相对它静止的观察者测其质量为m =m 0,能量为E =E 0=m 0c 2,称为静能量,这表明任何静质量不为零的物体,都储存着巨大的能量D .按照相对论来讲,物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式 解析:按照相对论的结论,m =m 01-v 2c2,这表明高速运动的物体其质量的测量值会非常大,并随着速度趋于光速而无限增大,所以按照相对论来讲,一个静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c ,A 正确.质能方程能通过相对论及基本力学规律推出,B 正确.根据质能方程E =mc 2的含义可知C 正确.按照狭义相对论的基本假设,物理规律在一切惯性参考系中都是相同的,D 错误.学习至此,请完成课时作业47。
2020版高考物理一轮总复习第十五章第4课时光的波动性电磁波相对论课件新人教版
解析:选D.据干涉图样的特征可知,干涉条纹特征是等间距、彼
此平行,故选项A错误;不同色光干涉条纹分布位置不相同,因此选项
B错误;据公式Δx=
l d
λ可知,双缝间距d越大,干涉条纹距离越小,故
选项C错误;遮住一条缝后,变成了单缝衍射,光的衍射也有衍射条
纹,故选项D正确.
[1-2](2017·高考全国卷Ⅱ)(多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光 照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样 中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是(ACD)
A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动
解析:选ACD.由Δx=
l d
λ可知,改用波长更长的激光照射在双缝
上,相邻亮条纹的间距Δx增大,A项正确,B项错误;减小双缝间距
d,相邻亮条纹的间距Δx增大,C项正确;将屏幕向远离双缝的位置移
3.(多选)以下说法中正确的是(ADE ) A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去 B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象 C.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变 D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干 涉 E.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是 不变的
3.双缝干涉 由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是___相__同______ 的相干光波,屏上某点到双缝的路程差是__波__长___的__整__数__倍____处出现亮 条纹;路程差是半波长的____奇__数__倍___处出现暗条纹.
相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离 Δx 与波长 λ、双缝间距 d 及屏到 双缝距离 l 的关系为_Δ_x_=__d_l λ__.
(新课标)2020年高考物理一轮复习第十三章振动与波光学相对论第4讲光的波动性电磁波相对论
第 4 讲光的波动性电磁波相对论A 组基础题组1. (2020 湖南株洲质检)在五彩缤纷的大自然中, 我们常常会见到一些彩色光的现象下列现象中属于光的衍射的是()A. 洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象B. 小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象C. 雨后天晴马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象D. 用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象2. (2020 湖南桑植一中、皇仓中学第二次联考)(多选)关于光学镜头增透膜的以下说法中,正确的是()A .增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度B. 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4C. 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4D. 因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色3. (2020 浙江理综, 1 4,6 分)关于生活中遇到的各种波, 下列说法正确的是()A. 电磁波可以传递信息, 声波不能传递信息B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D. 遥控器发出的红外线波长和医院“ CT'中的X射线波长相同4. (2020 四川理综,2,6 分)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5. (多选)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测得糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量,偏振光通过糖溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度a ,这一角度a称为“旋光度” ,a的值只与糖溶液的浓度有关。
将a的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品中的含糖量。
2020届高考物理总复习14.4光的波动性电磁波相对论课件新人教版
(2)双缝干涉 ①单色光:中央为亮条纹,两侧为明暗相间、等间距的条纹. ②白光:中央为白色亮条纹、两侧为彩色条纹. ③条纹间距公式:Δ x=dlλ ,利用双缝干涉实验可测量光波的波长. (3)薄膜干涉 ①如图 14-4-2 所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.
图 14-4-2
(9)阳光在水面的反射光是偏振光. ( ) (10)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场.( ) (11)无线电波不能发生干涉和衍射现象.( ) (12)波长不同的电磁波在本质上完全不同.( )
(13)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.( ) (14)电磁波的传播需要介质. ( ) (15)电谐振就是电磁振荡中的“共振”. ( ) (16)若物体能量增大,则它的质量增大.( )
变式训练 2 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图 14-4-5 甲所示,在两块平板玻 璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图 14 -4-5 乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄 膜厚度相等;(2)任意相邻两条明条纹所对应的薄膜厚度差恒定,现若在图甲装置中抽去 一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( )
偏振片 P 时各方向透射光强度相同,故 A 点光的强度不变;白炽灯光经偏振片 P 后变为 偏振光,当 P 旋转时,只有与 Q 的偏振方向一致时才有光透过,因此 B 点的光强有变化, 选项 C 正确.
答案:C
1.实验原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δ
x
与双缝间距
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)× (14)× (15)√ (16)√
2020高考物理一轮总复习第十四章振动和波光相对论基础课4光的波动性电磁波相对论练习新人教版
基础课 4 光的波动性电磁波相对论1.(多选)(2019届洛阳检测)下列说法正确的是( )A.用光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理B.紫外线比红外线更容易发生衍射现象C.经过同一双缝所得的干涉条纹,红光比绿光条纹宽度大D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的E.光的偏振现象说明光是一种横波解析:选ACE 光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理,故A正确;紫外线的波长比红外线短,不容易发生衍射现象,故B错误;同一双缝所得的干涉条纹,因红光的波长比绿光长,则干涉条纹宽度大,故C正确;色散现象可以由光的干涉或折射现象引起,故D错误;偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是一种横波,故E正确.2.(多选)如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是( )A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E.若使用半径小一些的凸薄透镜,则干涉条纹的间距要变小解析:选ACE 由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确,B错误;由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故C正确,D错误;若使用半径小一些的凸薄透镜,则空气薄膜上的厚度变化更快,则形成的干涉条纹的间距要变小,故E正确.3.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信解析:选ABE X射线的频率比较大,对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,选项A正确;根据电磁波谱的排列顺序可知:γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,选项B正确;在电磁波谱中从无线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越长,越容易发生衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生衍射现象,无线电波最容易发生衍射现象,选项C、D错误;无线电波广泛应用于通信、广播和天体研究中,选项E正确.4.(多选)(2019届西安模拟)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则( )A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮E.以SP为轴将A转过90°后,在P处将看到光亮解析:选BDE 自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过A偏振片后,即变为偏振光,则B对;设通过A的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,将B转过180°后,P处仍无光亮,C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,D 对;同理E也对.5.(多选)下列说法正确的是( )A.肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B.光纤通信、医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.照相机镜头上镀一层厚度等于二分之一波长的膜,是为了增加光的透射强度D.全息照相利用了光的衍射原理E.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响解析:选ABE 肥皂泡呈现的彩色是光的薄膜干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象,选项A正确;光纤通信、医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理,选项B正确;照相机镜头上镀一层厚度等于四分之一波长的膜,是为了增加光的透射强度,而照相机镜头上若镀一层厚度等于二分之一波长的膜,不能增加光的透射强度,选项C错误;全息照相利用了光的干涉原理,选项D错误;照相机有时会在镜头前加一个偏振片,加偏振片的作用是减弱反射光的强度,从而增大透射光的强度,选项E 正确.6.(多选)下列说法中正确的是( )A .除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光B .机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大C .光速不变原理是指真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D .两列波相叠加产生干涉现象,在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小E .用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明、暗相间的条纹,相邻两条明条纹间的距离为Δx ,如果只增大双缝到光屏之间的距离,Δx 将增大解析:选ACE 经过反射或折射的光都是偏振光,所以除了光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光,A 正确;机械波在给定的介质中传播时,波速一定,与振动的频率无关,B 错误;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,C 正确;两列波相叠加产生干涉现象,在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移并不是始终保持最大,有时处于波峰有时处于平衡位置有时处于波谷,振动减弱区域的质点,其位移也不是始终保持最小,D 错误;根据条纹间距公式Δx =L d λ,当只增大双缝到光屏之间的距离L 时,Δx 将增大,E 正确.7.(多选)(2018届重庆高三第一次学业质量调研)下列说法正确的是( )A .在双缝干涉实验中,保持入射光的频率不变,增大双缝间的距离,相邻两亮条纹间距也增大B .日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上滤光片,可以使像更清晰,这是利用了光的偏振原理C .我们发现竖直向上高速运动的球体,在水平方向上长度变短了D .用光照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会显示,这是利用紫外线的荧光效应E .太阳光经过三棱镜的两次折射,会发散成彩色光带解析:选BDE 在双缝干涉实验中,保持入射光的频率不变,增大双缝间的距离,由Δx =L dλ可知,相邻两亮条纹间距减小,A 错误;日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片,可以滤去水面的反射光,使像更清晰,利用了光的偏振原理,B 正确;根据相对论可知,我们发现竖直方向上高速运动的球,水平方向上长度没有变化,竖直方向上长度变短了,C 错误;用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字利用的原理就是紫外线的荧光效应,D 正确;太阳光经过三棱镜的两次折射,会发散成彩色光带,这是光的色散现象,E 正确.8.(多选)(2018届全国模拟)下列说法正确的是( )A .机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象B .在同一种介质中,不同频率的声波的传播速度不同C .黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光的双缝干涉条纹间距D .做简谐运动的物体,其振动能量与振幅无关E .机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用解析:选ACE 干涉和衍射现象是波特有的现象,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,A 正确;在同一种介质中,不同频率的声波的传播速度相同,B 错误;根据双缝干涉条纹间距公式Δx =L d λ,可知黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光的双缝干涉条纹间距,C 正确;做简谐运动的物体,其振动能量可由振幅来反映,D 错误;机械波的频率、波长和波速三者满足的关系:v =λf ,对电磁波也适用,E 正确.。
高考物理一轮复习 第十二章 第4节 光的波动性 电磁波习题详解课件 新人教版
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答案:C
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[针对训练] 1.解析:根据条纹间距公式 Δx=dl λ 可知,若增大条纹间距,
可以采取的措施有:换用波,故选 项 B 正确。 答案:B
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2.解析:由双缝干涉条纹间隔公式可知,左侧第一个是红光 通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样,第三个是蓝光 通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样;由单缝衍射可 知,左侧第二个是紫光通过同一个单缝形成的衍射图样, 左侧第四个是黄光通过同一个单缝形成的衍射图样,所以 选项 B 正确。 答案:B
第 4 节 光的波动性 电磁波 相对论
宏观·循图忆知
频率
相位差
(2k+1)2λ
白色
l dλ
不需要
3×108 m/s
同样适用 干涉 无线电波 可见光
微观·易错判断
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
(6)× (7)× (8)× (9)×
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要点一 典例:解析:根据双缝干涉图样的相邻两明条纹间距公式 Δx=dl λ ,可得:d=Δlxλ=1.000.3×505×89× 10-120-9 m=1.68×10-4m, 选项 C 正确,A、B、D 错误。
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3.解析:根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜前后 表面反射的两列光叠加而成,当波峰与波峰、波谷与波谷相 遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,所以 A 项对,B 项错。 因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一 侧,故 D 项错误。条纹的位置与空气膜的厚度是对应的, 当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,故 条纹向着劈尖移动,故 C 项正确。 答案:AC
高考物理一轮复习课时分层集训光的波动性电磁波相对论新人教
课时分层集训(四十一) 光的波动性电磁波相对论(限时:40分钟)光的干涉、衍射和偏振1.关于光的干涉,下列说法中正确的是( )A.在双缝干涉现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B.在双缝干涉现象里,入射光波长变短,相邻两个明条纹间距将变窄C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定E.频率不同的光不可能叠加ABC [在双缝干涉现象中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,入射光的波长越长,相邻两个明条纹的间距越大;两列波产生干涉时,频率必须相同,任何两列光波都能叠加.] 2.下列说法中正确的是( )A.人耳能听见的声波比超声波更易发生明显衍射B.离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快C.无论什么波,只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象D.透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹,这是光的衍射现象E.光纤通信的工作原理是全反射,光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点ADE [波的波长越大,越容易发生衍射现象,声波传播速度一定,频率低于超声波,由波速、波长和频率关系v=λf可知,声波波长较大,较容易发生衍射,A项正确,C项错误;由相对论效应可知,在高速火箭里的人认为地球上时钟变慢,B项错误;通过单个窄缝观察日光灯时看到彩色条纹为单缝衍射现象,D项正确,由光纤通信的特点易知E项正确.]3.下列说法正确的是( )【导学号:84370538】A.在不同的惯性参考系中,物理定律的数学形式是不同的B.真空中的光速在不同惯性参考系中都是不同的C.一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度不同D.一条沿垂直于自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度相同E.在地面上的观测者看来,接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度变短CDE [根据相对论的两个基本假设可知,在一切惯性参考系中物理定律的数学形式完全相同,所以A错误;根据狭义相对论的光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,故B 错误;根据狭义相对论的相对性原理,一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度短,故C正确;根据狭义相对论的相对性原理,一条沿垂直于自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度相同,故D正确;按照狭义相对论的“尺缩效应”,接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度总比静止时的短,故E正确.]4.下列说法中正确的是( )A .医院中用于体检的B 超利用了电磁波的反射原理B .在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大C .电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以实现无线传输,但光缆传递的信息量最大D .发射电磁波的振荡电路必须有足够高的频率,并采用开放电路E .电磁波具有偏振现象CDE [医院中用于体检的B 超利用了超声波的反射原理,A 错误;在干涉图样中,振动加强、减弱区域的质点的位移随时间发生变化,B 错误;电磁波既可以无线传播,也可以通过电缆、光缆进行有线传播,电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,而光的频率比无线电波高,所以光缆传递的信息量最大,C 正确;由电磁波的发射条件可知,D 正确;只有横波有偏振现象,电磁波是横波,故电磁波具有偏振现象,则E 正确.]下列说法正确的是( )A .摆钟偏快时可缩短摆长进行校准B .火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C .拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度D .地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些E .光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度 BDE [摆钟偏快,说明周期偏小,要让周期变大,则可将摆长调长进行校准,选项A 错误;根据多普勒效应,火车向我们驶来的时候,听到的频率高于声源发出的频率,选项B 正确;加偏振片的目的是减弱橱窗玻璃的反射光,选项C 错误;对一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到火箭沿着速度方向的长度比火箭上的人观察到的短一些,选项D 正确;光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则玻璃的折射率大,根据公式v =c n可知,光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度,选项E 正确.]用双缝干涉测光的波长5.(2020·宁德模拟)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件如图1448所示.图1448(1)图中②③④光学元件分别是( )A .滤光片、单缝、双缝B .单缝、双缝、滤光片C .双缝、滤光片、单缝D .单缝、滤光片、双缝(2)以下操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是( )A .将红色滤光片改为绿色滤光片B .增大双缝之间的距离C .减小④和⑥之间的距离D .增大④和⑥之间的距离[解析](1)在该装置中,用双缝干涉测定光的波长,由于灯泡发出的光是复色光,需要分离出某种单色光,因此,灯泡前面应该放置滤光片将某种单色光分离出,分离出的单色光经过单缝变成单色线光源,然后再经过双缝变成振动步调完全一致的单色相干光,到达光屏上形成干涉条纹.按正确的放置位置,选项A 正确.(2)根据双缝干涉条纹间距公式Δx=l dλ可知,影响条纹宽度的因素有双缝到光屏的距离l ,双缝间距离d 以及干涉光的波长λ,要增大亮纹间距需要增加双缝到光屏的距离l ,选项C 错误,选项D 正确;若增大双缝之间的距离,亮纹间距会减小,选项B 错误;若将红色滤光片改为绿色滤光片,干涉光的波长变短,亮纹间距变小,选项A 错误.[答案](1)A (2)D6.(2020·全国Ⅰ卷节选)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx 1与绿光的干涉条纹间距Δx 2相比,Δx 1________Δx 2(选填“>”“=”或“<”).若实验中红光的波长为630 nm ,双缝与屏幕的距离为1.00 m ,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm ,则双缝之间的距离为________mm.[解析] 由于红光波长比绿光长,由双缝干涉条纹间距公式Δx=L dλ可知,红光的干涉条纹间距大,所以Δx 1> Δx 2.由Δx=L dλ,解得d =0.300 mm. [答案] > 0.3007.以下说法中不正确的有( )A .做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度B .横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C .一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D .水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,这说明了光是一种波E .在电场周围一定存在磁场,在磁场周围一定存在电场(2)如图1449所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10-6m ,分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P 点是亮条纹还是暗条纹?图1449①已知A 光在折射率为n =1.5的介质中波长为4×10-7 m ;②已知B 光在某种介质中波长为3.15×10-7 m ,当B 光从这种介质射向空气时,临界角为37°.【导学号:84370540】[解析](1)(1)做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度,但速度方向可能相反,选项A 错误;横波传播过程中,质点并不迁移,只是传播振动的形式和能量,选项B 错误;一束光由介质斜射向空气,可能只发生全反射,选项C 正确;能够发生衍射和干涉现象是波的特性,选项D 正确;只有变化的电场周围存在磁场,变化的磁场周围存在电场,选项E 错误.(2)①设单色光A 在空气和介质中的波长分别为λ1、λ2,根据n =λ1λ2可得λ1=n·λ2=6×10-7m由题意可知,S 1、S 2到P 点的光的路程差Δx=2.1×10-6 m则N 1=Δx λ1=72=3.5倍,故P 点为暗条纹.②根据临界角与折射率的关系sin C =1n 得n =1sin 37°=53由此可知,B 光在空气中的波长λ3为λ3=nλ介=53×3.15×10-7 m =5.25×10-7m.所以N 2=Δxλ3=4,可见,用B 光作光源,P 点为亮条纹.[答案](1)ABE (2)①暗条纹 ②亮条纹高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高考物理一轮总复习 专题十二 第4讲 光的波动性 电磁婆 相对论课件 新人教版
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). (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_____ .v =____λ_f___ ,f 是电磁波的频率.
(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较.
项目
单缝衍射
圆孔衍射
①中央为__亮__且_宽___的条
③中央是大且亮的圆形_亮__斑_,周围分布着
单色光
纹,两侧为_明__暗_相__间_的条纹, 且越靠外,亮条纹的亮度
_明__暗__相__间_的同心圆环,且越靠外,圆形亮 条纹的亮度__越_弱_,宽度__越__小_;亮环或暗环
光绕过障碍物偏离直线传播的现象
产生条件
两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小
典型实验 不 条纹宽度
杨氏双缝实验 条纹宽度相等
单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射) 条纹宽度不等,中央最宽
图样 特点
同 条纹间距 点 亮度情况
各相邻条纹间距相等 清晰条纹,亮度基本相等
各相邻条纹间距不等 中央条纹最亮,两边变暗
【基础检测】 2.下列关于光学现象的说法中正确的是( ) A.用光导纤维束传送图象信息,这是光的衍射的应用 B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果 C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使
景像更清晰
D.透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到 彩色条纹,这是光的色散现象
_越_弱__,宽度_越__小_
2020高考物理一轮复习14.4光的波动性课件新人教版
(2018·湖北二模)(多选)如图 1 所示是用干涉法来检查某 块厚玻璃板上表面是否平整的装置.所用红色光是用普通光源加 红色滤色光片产生的.从上往下观察到的干涉条纹如图 2 所示.则 下列判断正确的是( )
A.若观察到的条纹如图甲所示,则说明厚玻璃板上表面是 平整的
B.若观察到的条纹如图乙所示,则厚玻璃板上表面有下凹 的位置
薄膜干涉 (1)形成原因:由薄膜的前、后表面反射回来的两列光相遇而 形成的.同一条亮(暗)纹对应薄膜的厚度相等. (2)应用:增透膜,检查工件的平整度. 二、光的衍射
发生明显衍射的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小或差不多时,光才能发生 明显的衍射现象.
衍射图样 (1)单缝衍射:单色光衍射时,中央条纹亮且宽,两侧是间距 不对等、明暗相间的条纹. 白光衍射时,中央是较宽的白条纹,靠近中央的是紫光,远 离中央的是红光. (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环. (3)泊松亮斑:光照射到一个不透明的半径很小的圆板时,在 圆板的阴影中心出现的亮斑.
考点二 光的衍射 1.对光的衍射的理解 (1)干涉和衍射是波的特征,波长越长,干涉和衍射现象越明 显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差 别. (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有 在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看做是沿直线传播的.
2.单缝衍射与双缝干涉的比较
14.4 光的波动性 电磁波 相对论简介
知识清单
考点整合 集中记忆
一、光的干涉 光的干涉条件:两束光的频率相同、相位差恒定. 双缝干涉
(1)干涉图样:单色光照射时形成等间距的,明暗相间的条 纹.白光照射时,中央是白色条纹,两边是彩色的条纹.
(2)条纹间距:Δx=Ldλ ,其中 L 是双缝到光屏的距离,d 是 双缝间的距离,λ 是光波的波长.
2020版高考物理人教版山东一轮复习课件:第十二章第2节 光的波动性 电磁波 相对论
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A.在双缝干涉实验的装置中,缝的宽度跟光的波长相差不多,若P点是亮条
纹,说明该处是光的加强区域,P点到双缝的路程差为波长的整数倍,故A错
差 误;A为B..若半照P射波点单长是缝的亮S奇的条数单纹倍色,说光明的该频率处越是大光,波的长加越强短区,光域屏,P上点出到现双的缝条的纹路间程距
越小B.,照故射B错单误缝;CS.的若单将色单缝光S的去频掉率,再越将大S1,光缝封屏住上仅出留现下的S条2,则纹白间光距通越过大S2
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(3)薄膜干涉的应用 干涉法检查平面如图所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色 光从上向下照射,如果被检平面是平整光滑的,我们会观察到平行 且等间距的明暗相间的条纹;若被检平面不平整,则干涉条纹发生 弯曲。
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命题点一 命题点二 命题点三
典例1(2018·湖南天心区期末)如图所示为光的双缝干涉实验装 置示意图,下列说法正确的是( )
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命题点一 命题点二 命题点三
即学即练
1.(2017·北京卷)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,
利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如
图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,
它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1
和λ2的无线电波。飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持
透C.膜增的透厚膜度利应用为光入的射干光涉在原增理透膜中波长的1,故 ABC 正确;在选择增 透D镜.膜涂头时有的,增一成透般像膜是效的使果镜对较头人好,眼各灵种敏色的光绿的色反光射在光垂全4直部入相射互时抵相消互,因抵此消这,红种色, 紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色,故 D 错
高考物理一轮复习课时练41光的波动性电磁波相对论含解析新人教版
光的波动性电磁波相对论基础对点练1.(光的应用)(2020山东实验中学零模)下列说法正确的是()A.肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的色散现象B.机械波和电磁波本质上相同,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C.拍摄玻璃橱窗内的物体时,为了提高成像质量,往往在镜头前贴上增透膜D.在光的单缝衍射实验中,缝越宽,衍射现象越不明显2.(电磁波)(2020天津高三二模)5G是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。
5G信号一般采用3.3×109~6×109Hz频段的无线电波,而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz,则()A.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站B.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D.5G信号是横波,4G信号是纵波3.(光的衍射)(2020江苏模拟)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光,经过单缝的衍射图样(黑色部分表示亮纹)。
下列说法正确的是()A.在真空中,a光的波长比b光小B.在同一介质中传播,a光的传播速度比b光小C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮纹的条数更多D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射4.(光的干涉和光的衍射图样)(2020江苏高三二模)用红光、蓝光分别做双缝干涉实验,用黄光、紫光分别做单缝衍射实验,得到的图样如图所示(黑色部分表示亮纹)。
则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是()A.红、黄、蓝、紫B.红、紫、蓝、黄C.蓝、紫、红、黄D.蓝、黄、红、紫5.(多选)(薄膜干涉)(2020山东威海二模)如图所示,在观察薄膜干涉现象时,把铁丝圈P在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜,在酒精灯火焰上撒食盐,用肥皂液膜观察灯焰S的像,下列说法正确的是()A.在酒精灯上撒一些食盐,目的是为了灯焰能发出的光更亮B.实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象C.实验时应在另一侧透过液膜观察火焰,来观察薄膜干涉现象D.用不同波长的光做这个实验,条纹的间距是不一样的6.(光的偏振)假设所有的汽车前窗玻璃和车灯玻璃均按同一要求设置偏振片,使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激,也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。
【物理】2020届一轮复习人教版光的波动性 电磁波 相对论课时作业
1.(多选)下列说法正确的是()A.肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.做双缝干涉实验时,用绿光照射单缝,在光屏P上观察到干涉条纹,用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样D.相对论认为:竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E.在真空中传播的电磁波,当它的频率增加时,它的传播速度不变,波长变短答案ACE解析根据光现象的成因知,A正确;全息照相不是利用光的全反射原理,而是和光的干涉有关,B错误;由Δx=ldλ可知用红光代替绿光,波长变大,相邻条纹间距变大,C正确;相对论认为:高速运动的物体在运动方向上长度变短,D错误;在真空中传播的电磁波,传播速度不变,由v=λf知频率增加时,波长变短,E正确。
2.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是()A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信答案ABE解析紫外线比紫光的波长短,更不容易发生干涉和衍射,C错误;在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是无线电波,D错误。
A、B、E的说法正确。
3.关于光的性质,下列说法不正确的是()A.光在介质中的速度小于光在真空中的速度B.双缝干涉说明光具有粒子性C.光在同种均匀介质中沿直线传播D.光的衍射现象说明光是一种波答案 B解析由n=cv>1可得A正确;干涉、衍射是波所特有的现象,所以B错误,D正确;光在同种均匀介质中沿直线传播,C正确。
4.爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它()A.揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B.借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C.否定了牛顿力学的原理D.修正了能量、质量互相转化的理论答案 A解析狭义相对论和广义相对论揭示了时空的可变性,使人们能进一步去研究高速运动的物体,A正确。
2020版新一线高考物理(人教版)一轮复习教学案:第14章 第4节 光的波动性 电磁波 相对论 含答案
第4节光的波动性电磁波相对论知识点一| 光的干涉、衍射及偏振1.光的干涉(1)定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件:两束光的频率相同、相位差恒定。
(3)双缝干涉图样特点:单色光照射时,形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色条纹,其余为彩色条纹。
2.光的衍射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。
3.光的偏振(1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。
(3)偏振光的形成①让自然光通过偏振片形成偏振光。
②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振现象说明光是一种横波。
[判断正误](1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。
(√)(2)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光。
(×)(3)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。
(×)(4)自然光是偏振光。
(×)考法1光的干涉现象1.(多选)(2017·全国卷Ⅱ)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。
若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动ACD[在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距Δx=ldλ,因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小双缝间的距离,增大屏幕与双缝的距离,换用波长更长或频率更小的光做光源。
故选A、C、D。
]2.(2015·全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(选填“>”“=”或“<”)。
2020版高三一轮复习:课时作业40 光的波动性 电磁波 相对论简介
解析 没有被测样品时,A、B 透振方向平行,O 处光最强,当加上被 测样品时,由于旋光作用,偏振光的振动方向会旋转一个角度,即振动方 向与 B 的透振方向不平行,所以 O 处光的强度会明显减弱;要想使 O 处的 光仍最强,可以旋转 B 一个角度或反方向旋转 A 相同角度,A、C、D 三 项正确。
解析 干涉法检查平面的平整度应用了光的薄膜干涉原理,伦琴射线 管应用了高速电子撞击固体产生 X 射线原理,光纤通信应用了光的全反射 原理,①②③与相应的物理理论不相符合;④⑤与相应的物理理论相符合, D 项正确。
答案 D
5.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程,太阳能热水器就是 一种光热转换装置,它的主要转换器件是真空玻璃管,这些玻璃管将太阳能 转换成水的内能。如图所示,真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光,使尽 可能多的太阳能转换成内能,这种镀膜技术的物理依据是( )
答案 B
2.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( ) A.X 射线对生命物质有较强的作用,过量的 X 射线辐射会引起生物体 的病变 B.γ 射线是波长最短的电磁波,它比 X 射线的频率还要高 C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是 γ 射线 E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信
解析 首先,司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来 的光线,所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定 要平行;其次,他不能看到对面车灯发出的强光,所以对面车灯玻璃的透 振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直。D 项正确。
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磁波相对论新人教版
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光的干涉、衍射和偏振
1.关于光的干涉,下列说法中正确的是( )
A.在双缝干涉现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的
B.在双缝干涉现象里,入射光波长变短,相邻两个明条纹间距将变窄
C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉
D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定
E.频率不同的光不可能叠加
ABC [在双缝干涉现象中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,入射光的波长越长,相邻两个明条纹的间距越大;两列波产生干涉时,频率必须相同,任何两列光波都能叠加.]
2.下列说法中正确的是( )
A.人耳能听见的声波比超声波更易发生明显衍射
B.离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快
C.无论什么波,只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
D.透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹,这是光的衍射现象
E.光纤通信的工作原理是全反射,光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点ADE [波的波长越大,越容易发生衍射现象,声波传播速度一定,频率低于超声波,由波速、波长和频率关系v=λf可知,声波波长较大,较容易发生衍射,A项正确,C项错误;由相对论效应可知,在高速火箭里的人认为地球上时钟变慢,B项错误;通过单个窄缝观察日光灯时看到彩色条纹为单缝衍射现
象,D项正确,由光纤通信的特点易知E项正确.]
3.下列说法正确的是( )
【导学号:84370538】A.在不同的惯性参考系中,物理定律的数学形式是不同的
B.真空中的光速在不同惯性参考系中都是不同的
C.一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度不同
D.一条沿垂直于自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度相同E.在地面上的观测者看来,接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度变短
CDE [根据相对论的两个基本假设可知,在一切惯性参考系中物理定律的数学形式完全相同,所以A错误;根据狭义相对论的光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,故B错误;根据狭义相对论的相对性原理,一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度短,故C正确;
根据狭义相对论的相对性原理,一条沿垂直于自身长度方向高速运动的杆,其长度与杆静止时的长度相同,故D正确;按照狭义相对论的“尺缩效应”,接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度总比静止时的短,故E正确.]
4.下列说法中正确的是( )
A.医院中用于体检的B超利用了电磁波的反射原理
B.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大
C.电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以实现无线传输,但光缆传递的信息量最大
D.发射电磁波的振荡电路必须有足够高的频率,并采用开放电路
E.电磁波具有偏振现象
CDE [医院中用于体检的B超利用了超声波的反射原理,A错误;在干涉图样中,振动加强、减弱区域的质点的位移随时间发生变化,B错误;电磁波既可以无线传播,也可以通过电缆、光缆进行有线传播,电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,而光的频率比无线电波高,所以光缆传递的信息量最
大,C正确;由电磁波的发射条件可知,D正确;只有横波有偏振现象,电磁波是横波,故电磁波具有偏振现象,则E正确.]
下列说法正确的是( )
A.摆钟偏快时可缩短摆长进行校准
B.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度D.地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
E.光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度
BDE [摆钟偏快,说明周期偏小,要让周期变大,则可将摆长调长进行校准,选项A错误;根据多普勒效应,火车向我们驶来的时候,听到的频率高于声源发出的频率,选项B正确;加偏振片的目的是减弱橱窗玻璃的反射光,选项C 错误;对一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到火箭沿着速度方向的长度比火箭上的人观察到的短一些,选项D正确;光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则玻璃的折射率大,根据公式v=可知,光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度,选项E正确.]
用双缝干涉测光的波长
5.(2017·宁德模拟)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,光具座上放置的光学元件如图1448所示.
图1448
(1)图中②③④光学元件分别是( )
A.滤光片、单缝、双缝
B.单缝、双缝、滤光片
C.双缝、滤光片、单缝
D.单缝、滤光片、双缝
2019年
(2)以下操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是( )
A.将红色滤光片改为绿色滤光片
B.增大双缝之间的距离
C.减小④和⑥之间的距离
D.增大④和⑥之间的距离[解析](1)在该装置中,用双缝干涉测定光的波长,由于灯泡发出的光是
复色光,需要分离出某种单色光,因此,灯泡前面应该放置滤光片将某种
单色光分离出,分离出的单色光经过单缝变成单色线光源,然后再经过双
缝变成振动步调完全一致的单色相干光,到达光屏上形成干涉条纹.按正
确的放置位置,选项A正确.
(2)根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,影响条纹宽度的因素有双
缝到光屏的距离l,双缝间距离d以及干涉光的波长λ,要增大亮纹间距
需要增加双缝到光屏的距离l,选项C错误,选项D正确;若增大双缝之
间的距离,亮纹间距会减小,选项B错误;若将红色滤光片改为绿色滤光
片,干涉光的波长变短,亮纹间距变小,选项A错误.
[答案](1)A (2)D 6.(2015·全国Ⅰ卷节选)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(选填“>”“=”或“<”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为________mm.
[解析] 由于红光波长比绿光长,由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,红光的干涉条纹间距大,所以Δx1> Δx2.由Δx=λ,解得d=0.300 mm.
[答案] > 0.300
7.以下说法中不正确的有( )
A.做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度
B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C.一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,这说明了光是一种波
E.在电场周围一定存在磁场,在磁场周围一定存在电场
(2)如图1449所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6 m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?
图1449
①已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m;
②已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向
空气时,临界角为37°.
【导学号:84370540】[解析](1)(1)做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度,但速度方向可能相反,选项A错误;横波传播过程中,质点并不迁移,只是传播振动的形式和能量,选项B错误;一束光由介质斜射向空气,可能只发生全反射,选项C正确;能够发生衍射和干涉现象是波的特性,选项D正确;只有变化的电场周围存在磁场,变化的磁场周围存在电场,选项E错误.
(2)①设单色光A在空气和介质中的波长分别为λ1、λ2,
根据n=可得λ1=n·λ2=6×10-7 m
由题意可知,S1、S2到P点的光的路程差
Δx=2.1×10-6 m
则N1===3.5倍,故P点为暗条纹.
②根据临界角与折射率的关系
sin C=得n==5
3
由此可知,B光在空气中的波长λ3为
λ3=nλ介=×3.15×10-7 m=5.25×10-7 m.
所以N2==4,可见,用B光作光源,P点为亮条纹.[答案](1)ABE (2)①暗条纹②亮条纹。