【文档说明】(新课标版)高考物理一轮复习课件14.4光的波动性 (含解析).ppt，共(57)页，1.641 MB，由MTyang资料小铺上传

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14．4光的波动性电磁波相对论简介知识清单考点整合集中记忆一、光的干涉光的干涉条件：两束光的频率相同、相位差恒定．双缝干涉(1)干涉图样：单色光照射时形成等间距的，明暗相间的条纹．白光照射时，中央是白色条纹，两边是彩色的条纹．(

2)条纹间距：Δx＝Ldλ，其中L是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是光波的波长．薄膜干涉(1)形成原因：由薄膜的前、后表面反射回来的两列光相遇而形成的．同一条亮(暗)纹对应薄膜的厚度相等．(2)应用：增透膜，检查工件的平整度．二、光

的衍射发生明显衍射的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小或差不多时，光才能发生明显的衍射现象．衍射图样(1)单缝衍射：单色光衍射时，中央条纹亮且宽，两侧是间距不对等、明暗相间的条纹．白光衍射时，中央是较宽的白条纹，靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等

距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个不透明的半径很小的圆板时，在圆板的阴影中心出现的亮斑．三、光的偏振自然光在垂直于光的传播方向的平面内，光沿任意方向振动，且各个方向光振动的强度相同．偏振光在垂直于光波传播方向的平面上，沿某个特定方向振动的光．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．理论意义光的偏振现象说明光波是横波．四、电磁波麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．电磁波：电磁场在空间由近及远的传播形成电磁波．(1)电磁波在空间传播不需

要介质．(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.(3)电磁波是横波，满足关系v＝λf.(4)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，频率越高，波速越小．电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，(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．电磁波的接收(1)电谐振：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，产生电谐振的过程叫做调谐．(2)解调：从接收到的高频电磁波中还原出所携带的信号波的方法．电磁波谱(1)按波长从长到短排列电磁波谱：无线

电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，(2)电磁波的特点与应用：电磁波谱特性应用无线电波易发生衍射无线电技术红外线热效应红外线遥感可见光引起视觉照明、摄影紫外线荧光效应、杀菌消毒、防伪X射线贯穿性强医用透视γ射线

贯穿本领最强工业探伤、医用化疗五、相对论简介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．论质能关系用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.考点讲练考点突破针对训练考点一光的干涉1．双缝干涉(1)条纹间距公式：Δx＝Ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越大，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上P

′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝kλ(k＝0，1，2，3„)时，光屏上出现明条纹．当Δr＝(2k＋1)λ2(k＝0，1，2，3„)时，光屏上出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面B

B′分别反射回来，形成两列频率相同的光波．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍．在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3„)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3„)，薄膜上出现暗条纹．(2018·北京)用双缝

干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色【答案】D【解析】在双缝中，仍是频率相同的红光，因

此能发生干涉现象，只有红光干涉条纹，不会出现彩色条纹，故A、B两项错误；在中央条纹，满足光程差为零，则是红色条纹，故C项错误，D项正确．(2017·课标全国Ⅱ)(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，

可选用的方法是()A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动【答案】ACD【解析】根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ知，增大入射光的波长、减小双缝间距，以及增大屏幕与双缝的距离，可以增大条纹的间距，由于红光的波长大于绿光的波长，可

知换用红色激光可以增大条纹间距，故A、C、D三项正确，B、E两项错误．故选A、C、D三项．(2018·湖北二模)(多选)如图1所示是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置．所用红色光是用普通光源加红色滤色光片产生的．从

上往下观察到的干涉条纹如图2所示．则下列判断正确的是()A．若观察到的条纹如图甲所示，则说明厚玻璃板上表面是平整的B．若观察到的条纹如图乙所示，则厚玻璃板上表面有下凹的位置C．若观察到的条纹如图乙所示，则厚玻璃板上表面有上凸的位置D．若是用黄色滤色光片产生的黄色光做该实验，则干涉条纹

变密E．若减小α、b板间的夹角，则干涉条纹变密【答案】ABD【解析】薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，若观察到的条纹如图甲所示，则说明厚玻璃板上表面是平整的．故A项正确；薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同．从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气

膜厚度相同，知该处凹陷，故B项正确，C项错误；若是用黄色滤色光片产生的黄色光做该实验，则波长变短，则干涉条纹变密．故D项正确；设空气膜夹角为θ，则2l1tanθ＝λ，2l2tanθ＝2λ，即Δx＝l2－l1＝λ2tanθ，

若θ减小，则干涉条纹间距会增大，即干涉条纹变疏，故E项错误．考点二光的衍射1．对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比

障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的．2．单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉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不同点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(2018·绵阳模拟)(多选)在单缝衍射实验中，用红色激光照射单缝，在下列不同条件下缝后的屏幕上出现的现象，正确的是()A．当缝较宽时，屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹B．当缝很窄并继续调窄，中央亮条纹变亮，宽度增大C．当缝很

窄并继续调窄，中央亮条纹亮度降低，宽度增大D．当缝很窄，屏上出现了中央亮条纹，增大缝与屏间距离，则中央亮条纹宽度增大E．当缝很窄，屏上出现了中央亮条纹，改用蓝色激光，则中央亮条纹宽度不变【答案】ACD【解析】A

项，当缝较宽时，不会出现明显的衍射现象，此时光是直线传播，因此屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹，故A项正确；B、C两项，衍射条纹的宽度与缝的宽度有关，缝变宽，条纹变窄，亮度增大，缝变窄，条纹变宽，亮度减弱，当缝的宽度变窄时，衍射现象更明

显，中央明条纹宽度增加，但亮度降低，故B项错误，C项正确；D项，同理，当缝很窄，屏上出现了中央亮条纹，增大缝与屏间距离，则中央亮条纹宽度增大，故D项正确；E项，当缝很窄时，屏上出现了中央亮条纹，若改用蓝色激光，因波长变短，则中央亮

条纹宽度变小，故E项错误．(2018·长春模拟)如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红

紫【答案】B【解析】双缝干涉条纹宽度相同且等间距，故a、c两个是双缝干涉现象，b、d是单缝衍射图样．根据双缝干涉条纹间距Δx＝Ldλ可以知道波长λ越大，Δx越大，故a是红光，c是蓝光．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，波长越大，中央亮条纹越粗，故b为紫光，d为黄光．从左

向右依次是红光(双缝干涉)、紫光(单缝衍射)、蓝光(双缝干涉)和黄光(单缝衍射)．考点三光的偏振1．自然光与偏振光的比较类别自然光偏振光光的来源从普通光源发出的光(太阳、电灯等)自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相

同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向2.偏振光的检验自然光通过两个共轴的偏振片，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．3．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．(2018·日照模拟)(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是()A．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光B．拍摄水面下的景物时，加偏振片可使像更清晰C．所

有的波都具有偏振现象D．立体电影是应用光的偏振的一个实例E．自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光【答案】ABD【解析】A项，自然光通过偏振片后，从而得到在某一方向振动的光，这就是偏振光，故A项正确；B项，拍摄水面下的景物时，为防

止反射光，所在在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，故B项正确；C项，只有横波才能发生光的偏振现象，故C项错误；D项，立体电影的制作利用了光的偏振现象，放映的时候也是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片，观众戴的

眼镜上也有相对应方向的偏振光片，这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像，故D项正确；E项，自然光射到两种介质的界面上，反射光和折射光都是偏振光，E项错误．(多选)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，看不到光亮，则()A．图中

a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮E．无论以SP为轴将B转过多大角度后，在P处都将看到光亮【答案】BD【解析】自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过

偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A项错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B项正确；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C项错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通

过竖直方向振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮．考点四电磁场和电磁波1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．电磁波和机械波的比较机械波电磁波产生质点的振动周期性变化的电磁场传播介质传播需要介质传播不需

要介质波速由介质决定，与频率无关与介质及频率都有关类型横波或纵波横波3.电磁波是横波电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示．(2018·江苏)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波()A．是横波B．不能在真空中传播C

．只能沿着梳子摇动的方向传播D．在空气中的传播速度约为3×108m/s【答案】AD【解析】A项，电磁波为横波．A项正确；B项，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播．B项错误；C项，电磁波可以在任意方向传播．C

项错误；D项，电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s.故D项正确．(2016·课标全国Ⅱ)(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均

垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【答案】ABC【解析】电磁波在真空中的传播速度即为真空中的光速，与频率无关，A项错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，B项正确．电磁波是横波，

其传播方向与电场强度、磁感应强度两两垂直，C项正确．电磁波可以通过全反射在光缆中传播，D项错误．波源停止振动，波会继续传播，直到能量为零，E项错误．故选A、B、C三项．(2018·西安模拟)(多选)电磁波与声波比较()A．电磁波的传播不需要介质，声波的传

播需要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关E．电磁波在同一介质中传播时，电磁波的频率越大，传播速度越大．【答案】ABC【解析】可以根据电磁波的特点和声波的特点进行

分析，A、B两项均与事实相符，所以A、B两项正确；根据λ＝vf，电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C项正确；电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，所以D项错误．电磁波在

同一介质中传播时，电磁波的频率越大，传播速度越小．E项错误．考点五实验：用双缝干涉测光的波长1．实验原理根据Δx＝ldλ，已知双缝间距d，再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长λ.2．实验过程(1)安装调整仪器

：按照上图安装仪器，调整各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．安装单缝和双缝的中心位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行．(2)观察测量数据：用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l.用测量头测出条纹间距：调节测量

头，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹中心，记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央，记下此时手轮的读数a2；并记下两次测量的亮条纹数n，则相邻两条亮条纹间距Δx＝|a2－a1|n－1.3．数据处理将l、Δx代入

公式Δx＝ldλ，求出光的波长λ，重复测量，计算波长的平均值．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与卡尺游标相连的分划线对准如

图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标尺上的读数x1＝________mm，然后再转动手轮，使与卡尺游标相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游

标卡尺上的读数x2＝________mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________mm.【答案】0.39.66.2×10－4【解析】由游标卡尺读数规则读出x1＝0.3mm，x2＝9.6mmΔx＝x2－x1n－1＝9.34mmλ＝Δx

·dL＝9.3×0.204×750mm＝6.2×10－4mm.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件

的字母排列顺序应为C、________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋

测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示．然后同方向转动测量头

，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为_

_______nm.【答案】(1)EDB(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当(3)13.8702.310(4)dΔxl660【解析】(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干

光源，最后成像在毛玻璃屏A上．所以排列顺序为：C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．(3)测量头的读数应该先读整数刻度，然后看半刻度是

否露出，最后看可动刻度，图3读数为13.870mm，图2读数为2.320mm，所以相邻亮条纹间距Δx＝13.870－2.3205mm＝2.310mm.(4)由条纹间距离公式Δx＝ldλ得：λ＝dΔxl代入数值得：λ＝6.6×10－7

m＝660nm