届高三物理一轮复习：光的波动性 电磁波 相对论

A．变疏
B．变密
C．不变
D．消失
解析：撤去一张纸后劈形空气的薄膜的劈度减缓，相同水平距 离上，劈度厚度变化减小，以致波程变化减小，条纹变宽，条纹数 量变少(变疏)，故 A 正确．
3．(2018·福建龙岩调研)如图所示，a、b、c、d 四个图是不同 的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以 得出的正确结论是( A )
解析：电磁波在真空中的传播速度为 3×108 m/s，与电磁波的 频率无关，A 项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场， 周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围 传播，就形成了电磁波，B 项正确；电磁波是横波，因此其电场强 度和磁感应强度均与传播方向垂直，C 项正确；光是电磁波，利用 光纤对光的全反射可以传播信息，D 项错误；波源的电磁振荡停止 后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，E 项 错误．
解析：由公式 Δx＝Ldλ 可知，Δx1>Δx2.相邻亮条纹之间的距离 为 Δx＝105.5 mm＝2.1 mm，双缝间的距离 d＝ΔLxλ，代入数据得 d＝ 0.300 mm.
2．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，在一块平 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 ( A)
2.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(如图所示)
3.光的偏振 (1)偏振现象：横波只沿某一__特__定__方__向__振动，称为波的偏振现 象． (2)自然光通过偏振片后，就得到了偏振光.
(2)真空中电磁波的速度为__3_×__1_0_8_m/s. (3)v＝λf 对电磁波___同__样__适__用______.
4.电磁波的发射 (1)发射条件：足够高的振荡频率和___开__放___电路． (2)调制分类：___调__幅___和___调__频___． 5．电磁波的接收 (1)调谐：使接收电路产生_电__谐__振___的过程． (2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光． ③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．
④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与 单缝的缝平行，二者间距约 5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条 纹．
⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (2)测定单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．
4.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片 P 和 Q，A 点 位于 P、Q 之间，B 点位于 Q 右侧．旋转偏振片 P，A、B 两点光 的强度变化情况是( C )
A．A、B 均不变 C．A 不变，B 有变化
B．A、B 均有变化 D．A 有变化，B 不变
解析：白炽灯光包含向各方向振动的光，且各个方向振动的光 的强度相等，所以旋转偏振片 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．
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 ． (2016·全 国 卷 Ⅰ )( 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
3．数据处理 (1)条纹间距 Δx＝an2－－a11. (2)波长 λ＝dl Δx. (3)计算多组数据，求 λ 的平均值．
4．注意事项 (1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮 光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当． (2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近． (3)调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝 与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般 原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．
2．相对论质速关系
(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
与静止时的质量 m0
m0
之间有如下关系：
m＝______1_－___vc__2 ________.
(2)物体运动时的质量 m 总要___大__于___静止时的质量 m0.
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＝___m__c_2 __.
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性．其中波长较长的无 线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、 X 射线、γ 射线等，穿透能力较强．
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界 线，如紫外线和 X 射线、X 射线和 γ 射线都有重叠，但它们产生的 机理不同．
考点 4 相对论简介[基础自通] 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．
[小题练通] 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要 求安装在光具座上(如图 1)，并选用缝间距 d＝0.2 mm 的双缝屏．从 仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 L＝700 mm.然后， 接通电源使光源正常工作．
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有 50 分度．某 同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第 1 次映入眼帘的干涉条 纹如图 2(a)所示，图 2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时 图 2(b)中游标尺上的读数 x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼 帘的干涉条纹如图 3(a)所示，此时图 3(b)中游标卡尺上的读数 x2＝ 1_5_._0_2_m__m_.
考点 3 电磁场理论和电磁波 [基础自通]
1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生___电__场___，变化的电场产生___磁__场___． 2.电磁场 变化的电场和变化的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 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波． (1)电磁波是横波，在空间传播_不__需__要___介质．
考点 2 实验：用双缝干涉 测单色光波长 [基础自通]
1．实验原理：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 Δx 与双缝间距 d、双缝到屏的距 离 l、单色光的波长 λ 之间满足 λ＝dΔl x.
2．实验步骤 (1)观察干涉条纹 ①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．
A．a、b 是光的干涉图样 B．c、d 是光的干涉图样 C．形成 a 图样的光的波长比形成 b 图样光的波长短 D．形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样光的波长短
解析：干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b 图是干涉图样， c、d 图是衍射图样，故 A 项正确，B 项错误；由公式 Δx＝dl λ 可知， 条纹宽的入射光的波长长，所以 a 图样的光的波长比 b 图样的光的 波长长，故 C 项错误；c 图样的光的波长比 d 图样的光的波长长， 故 D 项错误．
选考部分
[第十四章] 波与相对论
第4讲 光的波动性 电磁波 相对论
[基础课]
[考纲解读] 1.该节知识在考纲中均是Ⅰ级要求，历年全国卷 考试只在光的波动性、电磁波方面有简单考查，其他没有涉及，以 后估计也只在光的干涉、衍射和偏振现象等知识方面有所体现． 2. 考试主要从以下几个方面进行考查：(1)干涉、衍射的比较．(2)利用 光的干涉测光的波长．(3)电磁波的产生与传播．
[小题练通] 1．(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___>___(填“>”“ ＝”或 “<”)Δx2.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___0_.3_0_0__ mm.
区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 (1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍 射条纹的中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄． (2)根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距是相等的，而单 缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄． (3)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两 侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹 逐渐变暗．
考点 1 光的干涉、衍射及偏振[基础自通] 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 ____明____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__亮__条纹，其余为___彩__色___条 纹.
6．电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等合起 来构成了范围广阔的电磁波谱.
[小题练通] 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 )
[小题练通] 1．(多选)关于狭义相对论的说法，正确的是(ABC) 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 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．
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的 距离 Δx＝___2_.3_1___ mm；这种色光的波长 λ＝_6_._6_×__1_0_2nm.
解析：(1)由游标卡尺的读数规则可知 x2＝15.0 mm＋1×0.02 mm＝15.02 mm；
(2)图 2(a)中暗纹与图 3(a)中暗纹间的间隔为 6 个，故 Δx＝x2－6 x1＝15.026－1.16 mm＝2.31 mm；由 Δx＝Ldλ可知 λ＝ dΔLx＝0.2×7002.31 mm＝6.6×102 nm.
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读 数 a1，将该条纹记为第 1 条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移 动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数 a2，将该条纹记为 第 n 条亮纹．
③用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(d 是已知的)． ④改变双缝间的距离 d，双缝到屏的距离 l，重复测量．