第13章 第2节 光的波动性 电磁波(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　光的波动性　电磁波 一、光的干涉 1．产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3．薄膜干涉 (1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 (2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。 二、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 单缝衍射　　圆孔衍射　圆盘衍射 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着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 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 三、光的偏振现象 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 四、电磁波的产生　电磁波的发射、传播 1．麦克斯韦电磁场理论与电磁场 如图所示：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；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。 2．电磁波 (1)产生：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(选填“纵波”或“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。 ③公式v＝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 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。 (3)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。 3．电磁波谱 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。 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线 电波 <3×1011 >10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 红外线 3×1011～1015 10－7～10－3 热效应 红外线遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1016 10－9～10－7 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10－11～10－8 贯穿本领强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10－11 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 五、狭义相对论的基本假设　质能关系 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．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＝mc2。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (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。(×) (5)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。(×) (6)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。(