专题34 光的波动性 电磁波和相对论-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题34 光的波动性 电磁波和相对论 题型一 光的干涉现象 1 题型二 光的衍射和偏振现象 4 题型三 电磁波与相对论 8 题型一 光的干涉现象 1．产生条件 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)原理图如图1所示 图1 (2)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． a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹． b．光的路程差Δr＝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．薄膜干涉现象 如图3所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形． 图3 4．薄膜干涉原理分析 (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)条纹对应的薄膜的厚度相等．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． 5．薄膜干涉的应用 干涉法检查平面的平整程度如图4所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲． [题型专练1]. （2023•镇江三模）如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（　　） A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成 B．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不同 C．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍 D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同 [题型专练2]. （2022秋•沙坪坝区校级期中）如图甲所示为研究光的干涉现象的实验装置，狭缝S1、S2的间距可调。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中在屏上得到了图乙所示图样（图中黑色部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（　　） A．若用复色光投射则看不到条纹 B．图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后变成暗条纹 C．仅减小狭缝S1、S2的间距，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大 D．若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则P点处是亮条纹 [题型专练3]. （2023•山东）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动 [题型专练4]. （2023春•大余县期末）由a、b两种单色光组成的细光束AO以45°的入射角从某种介质射向空气时，光路如图所示，关于这两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45° B．该介质对b光的折射率一定大于 C．用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在屏上形成的明条纹的间距比a光小 D．若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也可能发生光电效应 [题型专练5]. （2023•历城区校级开学）如图甲所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC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DC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AD侧移动 D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚 题型二 光的衍射和偏振现象 1．衍射与干涉的比较 两种现象 比较项目 单缝衍射 双缝干涉 不同点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 注意　①白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同． ②区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分． 2．干涉与衍射的本质 光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在