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第4讲 光的波动性 电磁波和相对论
(实验:用双缝干涉测光的波长)
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一、光的干涉
1.产生条件
两列光的______相同,振动方向______,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样。
频率
相同
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2.两种典型的干涉
(1)杨氏双缝干涉
①原理如图所示。
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明暗相间
kλ
彩色
白色
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(2)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______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______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。
反射
厚度
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二、光的衍射 偏振
1.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_________,甚至比光的波长______的时候,衍射现象才会明显。
相差不多
还小
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(2)衍射条纹的特点
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____________的条纹,且越靠外,亮条纹的亮度______,宽度______ 中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着____________的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度______,宽度______;亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而______
明暗相间
越弱
越小
明暗相间
越弱
越小
减小
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单缝衍射 圆孔衍射
白光 中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度____________、宽度______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____________
逐渐变暗
变小
同心圆环
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②泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到_________(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现的______(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。
不透明
亮斑
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2.光的偏振现象
(1)偏振
光波只沿____________方向的振动。
(2)自然光
太阳、电灯等普通光源发出的光,包括在垂直于传播方向上沿____________振动的光,而且沿各个方向振动的光波的______都相同,这种光叫作自然光。
(3)偏振光
在______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______。自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。
某一特定
一切方向
强度
垂直
横波
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三、电磁波与相对论
1.电磁波的产生
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生______,变化的电场产生______。
(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。
电场
磁场
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(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_________介质;
②真空中电磁波的速度为_____________m/s;
③v=λf对电磁波____________;
④电磁波能产生反射、折射、______和衍射等现象。
不需要
3.0×108
同样适用
干涉
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2.电磁波的发射和接收
(1)发射电磁波的条件
①要有足够高的____________;
②电路必须______,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______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____________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱;递变规律:直线传播能力增强,衍射能力减弱。
振荡频率
开放
调幅
无线电波
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