电磁波、光波实验

电磁波、光波实验

班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________

一、知识清单

1．电磁振荡

2．电磁场与电磁波

1．电磁波的产生

(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。

②真空中电磁波的速度为3×108 m/s。

③v＝λf对电磁波同样适用。

④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

2．电磁波的发射与接收

(1)发射电磁波的条件：

①要有足够高的振荡频率；

②电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。

(2)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程。

(3)电磁波谱：

①定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。

3． 狭义相对论

(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 与静止时的质量m 0之间有如下关系：

m ＝m 01－(v c

)2. ②物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0.

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 ＝mc 2.

二、经典习题

4． (2016上海高考)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（ ）

（A ）γ射线、紫外线、可见光、红外线

（B ）γ射线、红外线、紫外线、可见光

（C ）紫外线、可见光、红外线、γ射线

（D ）红外线、可见光、紫外线、γ射线

5． （2016·天津卷） 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志

着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对

该无线电波的判断正确的是( )

A ．米波的频率比厘米波频率高

B ．和机械波一样须靠介质传播

C ．同光波一样会发生反射现象

D ．不可能产生干涉和衍射现象

6． （多选）（2016·全国卷Ⅱ）关于电磁波，下列说法正确的是 ________．

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

7． （2016·北京卷） 下列说法正确的是( )

A ．电磁波在真空中以光速c 传播

B ．在空气中传播的声波是横波

C ．声波只能在空气中传播

D ．光需要介质才能传播

8． (多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( ) A.红外线比红光波长长，它的热作用很强 B.X 射线就是伦琴射线

C.阴极射线是一种频率极高的电磁波

D.紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是荧光作用

9． (2013·四川理综)下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）

A ．电磁波只能在真空中传播

B ．电场随时间变化时一定产生电磁波

C ．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波

D ．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

10．(2010·天津卷，1)下列关于电磁波的说法正确的是（ ）

A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场

B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同

C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波

D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播

11．在如图所示的电路中，L 是直流电阻可以忽略的电感线圈，LC 振荡电路的振荡周期

为T 。原来开关S 是闭合的，在某一时刻(t ＝0)把开关S 断开，则在0到T 4

这段时间内，下列叙述正确的是( )

A ．电容器C 放电，A 板上的正电荷逐渐减少，LC 电路中的电流逐渐增大，t ＝T 4

时电流达到最大

B ．电容器

C 放电，A 板上的正电荷逐渐减少，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 4

时电流达到最大 C ．电容器C 被充电，B 板上的正电荷逐渐增多，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 4

时电流为零 D ．电容器C 被充电，A 板上的正电荷逐渐增多，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 时电流为零

14．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示.

(1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示).

(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度

________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.

15．(2017·福建漳州三模)某实验小组在用单摆测定重力加速度实验中，使用游标卡尺测摆

球直径，测量结果如图1所示，则该摆球直径为________ cm.

某同学先测得摆线长为89.2 cm，然后停表记录了完成30次全振动所用时间如图甲中停表所示，则：该摆长为________ cm，停表所示读数为________ s.

为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，测出相应周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l 为横坐标、T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图乙所示，则测得g＝________.

四、经典习题

16．(1)如图1所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是（）

A．增大③和④之间的距离

B．增大④和⑤之间的距离

C．将绿色滤光片改成红色滤光片

D．增大双缝之间的距离

(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以

去掉的部件是________(填数字代号)．

(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图2甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________ mm(结果保留三位有效数字)．

(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________ m．(结果保留三位有效数字)