14.2光的波动性　电磁波与相对论-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第十四章 光、电磁波、相对论 14.2光的波动性 电磁波与相对论 【考点预测】 1. 光的干涉现象 2. 光的衍射现象 3.光的偏振 4. 电磁振荡、电磁波、狭义相对论 【方法技巧与总结】 一、光的干涉、衍射和偏振 1．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． (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． 2．光的衍射 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． 3．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 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． 二、电磁波和相对论 1．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 ①电磁场在空间由近及远的传播，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，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小． ④v＝λf，f是电磁波的频率． (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 a．调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变． b．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． 2．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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系． (2)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. (3)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. 【题型归纳目录】 题型一：双缝干涉和薄膜干涉 题型二：光的衍射现象和光的偏振现象 题型三：电磁振荡和电磁波 题型四：狭义相对论 【题型一】双缝干涉和薄膜干涉 【典型例题】 例1．如图用频率为f的单色光，垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹，P点是O上方第二条亮条纹中心，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是（　　）    A．该单色光的波长 B． C．OP之间的距离为 D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点上方 练1．如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板压在另一个矩形平行玻璃板上，一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（    ）      A．条纹与边平行 B．乙图弯曲条纹表示下方待测板在该处有凹陷 C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向侧移动 D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚 【题型二】光的衍射现象和光的偏振现象 【典型例题】 例2．某同学在研究光的衍射现象时，用a、b两种单色光照射同一单缝，在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在水中传播时，b光波长较大 B．在水中传播时，b光的传播速度较大 C．经同一双缝干涉装置发生干涉，a光的干涉条纹间距较小 D．若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应 练2．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，则（　　） A．电灯S发出的光是偏振光 B．偏振片A起检偏器的作用 C．以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 D．将B沿SP向A