(江苏专用)2019版高考物理大一轮复习第15单元光学电磁波相对论第38讲光的波动性电磁波相对论课件

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【物理学史】 17 世纪下半叶,以牛顿为首的“粒子说”和以惠更斯为首的“波动说”都能解释几何 光学问题,但大家更倾向 “粒子说”.19 世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯· 杨圆满 地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象,大家又倾向“波动说”.典型实验证据有:双缝 干涉、单缝衍射、泊松亮斑、薄膜干涉、偏振等.1860 年前后,麦克斯韦预言光就是一 种电磁波,并且这个结论在 1888 年被赫兹的实验证实.但是同时赫兹发现了光电效应, 特别是 1905 年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应,这又支持了光的“粒子性”,后来 还有康普顿效应.所以,光的本质是电磁波,但具有波粒二象性.最终人们意识到任何物 体都有波粒二象性,即存在物质波.
由此可知,从 S1 和 S2 到 P 点的路程差 Δx 是 A 光波长 λ1 的 3.5 倍,所以 P 点 为暗条纹.
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成都模拟] 如图 38-1 所示,在“双缝干涉”实验 例 1 [2017· 中,S1 和 S2 为双缝,P 是光屏上的一点, 已知 P 点与 S1 和 S2 距离之差为 2.1×10 m,今分别用 A、B 两种单色光
的.
相同 的.
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【思维辨析】 (1)光的颜色由光的频率决定. ( √ ) (2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉. ( √ ) (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. ( × ) (5)自然光是偏振光. ( × ) (6)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场. ( × ) (7)无线电波不能发生干涉和衍射现象. ( × ) (8)波长不同的电磁波在本质上完全不同. ( × ) (9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的. ( × )
横
波.
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四、电磁场与电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论: 变化的磁场能够在周围空间产生 生 磁场 . 电场 ,变化的电场能够在周围空间产
2．电磁波: 电磁场 由近及远地传播形成电磁波.电磁波是 于波长λ和频率f的乘积,即v= λf . 或 波长
横
波,在空间传
8 3 × 10 播不需要依靠介质.真空中电磁波的速度为 m/s;电磁波的传播速度v等
-6
(1)已知 A 光在折射率为 n=1.5 的介质中波长为 4×10 m; (2)已知 B 光在某种介质中波长为 3.15×10 m,当 B 光从这
-7
所以
������ N1= ������ 1
=
2.1×10-6 m 6×10-7 m
=3.5
=0.8) =0.6,cos 37° ;(sin 37° 种介质射向空气时,临界角为 37° (3)若用 A 光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观 察到的现象.
(2)亮条纹
[解析] (1)设 A 光在空气中波长为 λ1, 在介质中波长为 λ2,由
图 38-1
-7
在空气中做“双缝干涉”实验,问 P 点是 亮条纹还是暗条纹?
������ n= ������
-7
=
������ 1 ������ 2
-7
可得 λ1=nλ2=1.5×4×10 m=6×10 m 根据路程差 Δx=2.1×10 m
3．电磁波谱:按照电磁波的 频率 紫外线、X射线、γ射线.
的大小顺序把它们排列成谱叫
作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、 可见光 、
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五、相对论 相同 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 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
L 是双缝到光屏的距离,d 是双缝间的距离,λ 是光的波长.
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成都模拟] 如图 38-1 所示,在“双缝干涉”实验 例 1 [2017· 中,S1 和 S2 为双缝,P 是光屏上的一点, 已知 P 点与 S1 和 S2 距离之差为 2.1×10 m,今分别用 A、B 两种单色光
-6
[答案] (1)暗条纹 (3)见解析
-6
(2)根据临界角与折射率的关系得 sin
1 C= ������ 1 5 n= = sin 37 ° 3
解得
由此可知,B 光在空气中波长 λ3 为 λ3=nλ
5 -7 介= ×3.15×10 3
在空气中做“双缝干涉”实验,问 P 点是 亮条纹还是暗条纹? 图 38-1
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考点一
1．亮、暗条纹的条件
光的双缝干涉现象
(1)亮条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于波长的整数倍,即 Δs=nλ(n=0,1,2,…). (2)暗条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于半波长的奇数倍,即
������ 2．条纹间距:Δx= λ,其中 ������ ������ +1 Δs= λ(n=0,1,2,…). 2
彩色 条纹.
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二、光的衍射 偏离 1．定义:光在传播的过程中遇到障碍物时, 去的现象. 2．发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长 差不多 ,甚至比光的 波长 还小 时,衍射现象明显.
直线传播绕到障碍物阴影里
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3．衍射图样特点
(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条 纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄 且暗的彩色条纹. (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.
(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为 泊松
波动性).
亮斑(证实光的
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三、光的偏振
一切方向 1．自然光:包含着在垂直于传播方向上沿 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 光.
特定 的方向振动的
3．光的偏振现象说明光Leabharlann Baidu一种
光的波动性 电 磁波 相对论
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第38讲 PART 38
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一、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.
、相位差恒定.
2．条件:两束光的频率 相等
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