第15章 第4讲 光的波动性 电磁波 相对论（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

第4讲 光的波动性　电磁波　相对论　对应学生用书P351 【课标解读】 　1.知道光的干涉现象条件及其相关应用。2.知道光的衍射现象，条纹分布特征及其相关生活现象的解释。3.知道光的偏振现象及其相关应用。4.能实验测定光的波长。 　备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、光的干涉[1] 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。 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。 4．条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长。 注解[1] 光的干涉是光的叠加的结果。 二、光的衍射[2] 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。 注解[2] 光的衍射是没有条件的，发生明显衍射现象是有条件的． 三、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，只沿着某个特定的方向振动的光。 3．偏振光的形成方式 (1)让自然光通过偏振片形成偏振光。 (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 4．光的偏振现象说明光是一种横波。[3] 5．偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 注解[3] 横波产生偏振现象，纵波不能产生偏振。 四、激光是原子激发产生的光，是人工产生的光 1．高度的相干性。可用于传递信息，如光通信，全息照相等。 2．平行度非常好，激光束在相同距离的扩散较小。可用于如精确测距、激光雷达、读盘等。 3．亮度很高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。可用于如医用激光刀，激光束切割、焊接等。 五、电磁场、电磁波、电磁波谱 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．电磁波[4] (1)电磁场在空间由近及远地传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)。 (3)不同频率的电磁波[5]，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 注解[4] 只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波． 注解[5] 不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度不同． 3．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。 4．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，也叫做解调。 5．电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱。 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、紫外线、X射线、γ射线。 六、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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系。 七、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之间有如下关系：m＝。 2．物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0。 八、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。 【 基础小题自测 】 1．(多选)关于下列光学现象，说法中正确的是(　　) A.电磁波和其他可见光一样，也能产生衍射现象 B.水中蓝光的传播速度比红光的慢 C.光的偏振现象说明光是纵波 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.一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光 答案：ABD 2．(多选)(2021·上海高三二模)某实验小组用自制狭缝观察光的干涉、衍射现象，在光屏上分别得到图乙、图丙两幅图样。关于P处放置的自制狭缝，下列说法正确的是(　　) A.乙对应双缝，丙对应单缝 B.乙对应单缝，丙对应双缝 C.都是单缝，乙对应的单缝较宽 D.使狭缝到光屏