2019届一轮复习人教版 光的波动性 电磁波 相对论课件(共54张)
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1．单缝衍射与双缝干涉的比较 单缝衍射 不同 点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距不等 亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 双缝干涉 条纹宽度相等 各相邻条纹等间距 条纹清晰，亮度基本相等
干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都 有明暗相间的条纹
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(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当
整数 倍时，形成亮条纹． 光程差等于波长________ 奇数 倍时，形成暗条纹． (4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的_________
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2019版高三一轮
知识点2
光的衍射
1．光发生明显衍射的条件
尺寸 跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还___ 小的 当障碍物的_________ 明显 ． 时候，衍射现象才会______
第四节
光的波动性
电磁波
相对论
栏目 导航
扣教材·双层夯基 析考点·多维突破 课时分层集训
2019版高三一轮
(对应学生用书第252页) [教材知识速填] 知识点1 1．条件
频率 相同，_______ 相位 和________ 振动 情况都完全相同的光相遇． 两列光的_______
光的干涉
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知识点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
强度 都相同，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源 的光波的________
发出的光． 2．偏振光
特定的方向 振动的光．如自然光 在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个___________
经偏振片作用后的光．
1．电磁波的特点 (1)电磁波是_______ ____． 横波 ，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向垂直 (2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c＝
3×108 _______m/s.
(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量． (4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象．
2 1
彩色 条纹． ②白光：光屏上出现________ l (3)条纹间距公式：Δx＝_______. dλ
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3．薄膜干涉
重力 作用，薄膜上薄下厚． (1)薄膜特点：如图1442所示，由于________
图1442
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反射 光线叠加． (2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面BB′的_______
2．双缝干涉
图1441 (1)原理(如图1441所示)
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(2)明、暗条纹的条件： ①单色光
kλ (k＝0,1,2，…)，光屏上出现明条纹． a．光的路程差r2－r1＝___ λ (2k＋1)· b．光的路程差r －r ＝____________ 2 (k＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹．
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ABE
[振荡电场周围会产生振荡磁场，而振荡磁场周围会产生振荡电场，
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电磁场与电磁波
相对论
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1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
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2．对电磁波的理解 (1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直． (2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁 波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．
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3．电磁波谱分析及应用
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4．对“同时”的相对性的理解 (1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另 一个惯性系中观察也是同时的． (2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点 同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的．
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BDE
[光在介质中传播的速度由介质本身及光的频率共同决定，故A错
误．油膜形成的彩色条纹，是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形 l 成的干涉条纹，故B正确．根据光的干涉条纹间距公式Δx＝ d λ可知，红光的 波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距 大，故C错误．光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确．水 中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向 光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确．]
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(2018· 河南省实验中学模拟)下列关于光的说法中正确的是( A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
)
B．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短 C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距 D．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不 同 E．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速 度不同
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ADE
sin i [由n＝ sin r 知，a的折射率小于b的折射率，而折射率越大，光的频率
越大，波长越短，则a光波长较长，又由于波长越长的光越容易发生衍射现 象，故a光比b光更容易发生衍射现象，a光的频率小于b光的频率，选项A正 c 确，B错误；由v＝ n 可得，在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误； 1 由sin C＝ n 可得，当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临 l 界角，选项D正确；由Δx＝ d λ可得，波长越大，干涉条纹间距越大，所以a 光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项E正确．]
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2．相对论的简单知识 (1)狭义相对论的基本假设：
相同的 ． 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________
(2)时间和空间的相对性： ①时间间隔的相对性 Δt＝ Δτ
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[题组通关] 4．关于电磁振荡与电磁波，下列说法正确的是( )
A．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即 电磁场 B．电磁波可以进行有线传输，也可以实现无线传输 C．电磁波和机械波都只能在介质中传播 D．因为部分红外线的波长与微波波长相等，故它们都是振荡电路产生的 E．麦克斯韦预言电磁波的存在，之后赫兹用实验证明了电磁波的存在
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3．注意事项
共轴 ，单缝和双缝安 (1)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头_______
竖直且相互平行 ，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或 装时应________________
单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量． (2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差． (3)双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻 合，否则会影响测量结果．
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CDE
[雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的，故 A 错误；
“和谐号”动车组高速行驶时，其速度远小于光速 c，故狭义相对论的“尺 缩效应”不明显，车厢长度不会明显变短，故 B 错误；双缝干涉实验中，用 红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故 C 正确；白光 通过双缝后产生干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色 条纹，故 D 正确；光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介 质的折射率不同，根据 c＝nv，可知，传播速度也不同，故 E 正确．]
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Hale Waihona Puke 2019版高三一轮错判断 (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．( × )
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知识点4
电磁波的特点和狭义相对论
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2．(2018· 吉林模拟)下列说法正确的是(
) 【导学号：84370536】
A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红 光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界 面上发生了全反射的缘故
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知识点5
实验：用双缝干涉测光的波长
1．实验装置(如图1443所示)
图1443
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2．实验原理
d l (1)根据公式Δx＝dλ得λ＝_______. l Δx
(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 a n－1 双缝间距d是已知的，这样就可以计算出 个亮纹间的距离a，则Δx＝_______. 波长λ.
BCD
[在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，
c 其折射率也增大，根据v＝ n 知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错 误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻 h 璃时，不会发生全反射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝ n ， 故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉 l 条纹宽度Δx＝ d λ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确；偏 振现象说明光是横波，选项E错误．]
v 1－c 2
.
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②长度的相对性 l＝l0
v 1－c 2.
u′＋v (3)相对论速度变换公式：u＝ . u′v 1＋ c2
mc2 (4)质能方程：E＝______.
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易错判断 (1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播便形成了电磁波．( × ) (2)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．( √ ) (3)光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同 的．( √ ) (4)波长不同的电磁波在本质上完全不同．( × )
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2.自然光和偏振光的比较 自然光(非偏振光) 光的来源 直接从光源发出的光 在垂直于光的传播方向的平面 光的振动方向 内，光振动沿任意方向，且沿 各个方向振动的光的强度相同 偏振光 自然光通过起偏器后的光 在垂直于光的传播方向的平面 内，光振动沿特定方向
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2．衍射条纹的特点
中间宽且亮 的________ 单色 条纹，两侧是明暗相间的 单色光的衍射图样为______________ 中央窄且暗 ；白光的衍射图样为中间___ 条纹，条纹宽度比_____________ 宽 且亮的
白色条纹 ，两侧是渐窄且暗的彩色条纹． _________
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3．(2018· 昆明模拟)如图1444所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两 束，下列说法正确的是( )
图1444
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A．a光比b光更容易发生衍射现象 B．a光的频率大于b光的频率 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角 E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大 于b光的干涉条纹间距
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螺旋测微器 ，一种相当 (4)双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于____________
游标卡尺 ，具体应用时要加以区别． 于___________
(5)测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏， 切勿松动.
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光的干涉、衍射及偏振
[题组通关] 1．关于下列光学现象，说法正确的是( A．水中蓝光的传播速度比红光快 B．光从空气射入玻璃时不可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深 D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹 间距更宽 E．偏振现象说明光是纵波
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)
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干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都 有明暗相间的条纹
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(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当
整数 倍时，形成亮条纹． 光程差等于波长________ 奇数 倍时，形成暗条纹． (4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的_________
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知识点2
光的衍射
1．光发生明显衍射的条件
尺寸 跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还___ 小的 当障碍物的_________ 明显 ． 时候，衍射现象才会______
第四节
光的波动性
电磁波
相对论
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扣教材·双层夯基 析考点·多维突破 课时分层集训
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(对应学生用书第252页) [教材知识速填] 知识点1 1．条件
频率 相同，_______ 相位 和________ 振动 情况都完全相同的光相遇． 两列光的_______
光的干涉
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知识点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
强度 都相同，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源 的光波的________
发出的光． 2．偏振光
特定的方向 振动的光．如自然光 在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个___________
经偏振片作用后的光．
1．电磁波的特点 (1)电磁波是_______ ____． 横波 ，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向垂直 (2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c＝
3×108 _______m/s.
(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量． (4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象．
2 1
彩色 条纹． ②白光：光屏上出现________ l (3)条纹间距公式：Δx＝_______. dλ
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3．薄膜干涉
重力 作用，薄膜上薄下厚． (1)薄膜特点：如图1442所示，由于________
图1442
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反射 光线叠加． (2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面BB′的_______
2．双缝干涉
图1441 (1)原理(如图1441所示)
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(2)明、暗条纹的条件： ①单色光
kλ (k＝0,1,2，…)，光屏上出现明条纹． a．光的路程差r2－r1＝___ λ (2k＋1)· b．光的路程差r －r ＝____________ 2 (k＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹．
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ABE
[振荡电场周围会产生振荡磁场，而振荡磁场周围会产生振荡电场，
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电磁场与电磁波
相对论
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1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
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2．对电磁波的理解 (1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直． (2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁 波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．
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3．电磁波谱分析及应用
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4．对“同时”的相对性的理解 (1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另 一个惯性系中观察也是同时的． (2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点 同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的．
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BDE
[光在介质中传播的速度由介质本身及光的频率共同决定，故A错
误．油膜形成的彩色条纹，是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形 l 成的干涉条纹，故B正确．根据光的干涉条纹间距公式Δx＝ d λ可知，红光的 波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距 大，故C错误．光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确．水 中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向 光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确．]
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(2018· 河南省实验中学模拟)下列关于光的说法中正确的是( A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
)
B．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短 C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距 D．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不 同 E．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速 度不同
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ADE
sin i [由n＝ sin r 知，a的折射率小于b的折射率，而折射率越大，光的频率
越大，波长越短，则a光波长较长，又由于波长越长的光越容易发生衍射现 象，故a光比b光更容易发生衍射现象，a光的频率小于b光的频率，选项A正 c 确，B错误；由v＝ n 可得，在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误； 1 由sin C＝ n 可得，当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临 l 界角，选项D正确；由Δx＝ d λ可得，波长越大，干涉条纹间距越大，所以a 光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项E正确．]
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2．相对论的简单知识 (1)狭义相对论的基本假设：
相同的 ． 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________
(2)时间和空间的相对性： ①时间间隔的相对性 Δt＝ Δτ
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[题组通关] 4．关于电磁振荡与电磁波，下列说法正确的是( )
A．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即 电磁场 B．电磁波可以进行有线传输，也可以实现无线传输 C．电磁波和机械波都只能在介质中传播 D．因为部分红外线的波长与微波波长相等，故它们都是振荡电路产生的 E．麦克斯韦预言电磁波的存在，之后赫兹用实验证明了电磁波的存在
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3．注意事项
共轴 ，单缝和双缝安 (1)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头_______
竖直且相互平行 ，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或 装时应________________
单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量． (2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差． (3)双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻 合，否则会影响测量结果．
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CDE
[雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的，故 A 错误；
“和谐号”动车组高速行驶时，其速度远小于光速 c，故狭义相对论的“尺 缩效应”不明显，车厢长度不会明显变短，故 B 错误；双缝干涉实验中，用 红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故 C 正确；白光 通过双缝后产生干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色 条纹，故 D 正确；光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介 质的折射率不同，根据 c＝nv，可知，传播速度也不同，故 E 正确．]
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Hale Waihona Puke 2019版高三一轮错判断 (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．( × )
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电磁波的特点和狭义相对论
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2．(2018· 吉林模拟)下列说法正确的是(
) 【导学号：84370536】
A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红 光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界 面上发生了全反射的缘故
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实验：用双缝干涉测光的波长
1．实验装置(如图1443所示)
图1443
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2．实验原理
d l (1)根据公式Δx＝dλ得λ＝_______. l Δx
(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 a n－1 双缝间距d是已知的，这样就可以计算出 个亮纹间的距离a，则Δx＝_______. 波长λ.
BCD
[在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，
c 其折射率也增大，根据v＝ n 知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错 误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻 h 璃时，不会发生全反射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝ n ， 故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉 l 条纹宽度Δx＝ d λ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确；偏 振现象说明光是横波，选项E错误．]
v 1－c 2
.
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②长度的相对性 l＝l0
v 1－c 2.
u′＋v (3)相对论速度变换公式：u＝ . u′v 1＋ c2
mc2 (4)质能方程：E＝______.
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易错判断 (1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播便形成了电磁波．( × ) (2)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．( √ ) (3)光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同 的．( √ ) (4)波长不同的电磁波在本质上完全不同．( × )
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2.自然光和偏振光的比较 自然光(非偏振光) 光的来源 直接从光源发出的光 在垂直于光的传播方向的平面 光的振动方向 内，光振动沿任意方向，且沿 各个方向振动的光的强度相同 偏振光 自然光通过起偏器后的光 在垂直于光的传播方向的平面 内，光振动沿特定方向
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2．衍射条纹的特点
中间宽且亮 的________ 单色 条纹，两侧是明暗相间的 单色光的衍射图样为______________ 中央窄且暗 ；白光的衍射图样为中间___ 条纹，条纹宽度比_____________ 宽 且亮的
白色条纹 ，两侧是渐窄且暗的彩色条纹． _________
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3．(2018· 昆明模拟)如图1444所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两 束，下列说法正确的是( )
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A．a光比b光更容易发生衍射现象 B．a光的频率大于b光的频率 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角 E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大 于b光的干涉条纹间距
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螺旋测微器 ，一种相当 (4)双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于____________
游标卡尺 ，具体应用时要加以区别． 于___________
(5)测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏， 切勿松动.
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光的干涉、衍射及偏振
[题组通关] 1．关于下列光学现象，说法正确的是( A．水中蓝光的传播速度比红光快 B．光从空气射入玻璃时不可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深 D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹 间距更宽 E．偏振现象说明光是纵波
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