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新教材高考物理一轮复习第13章光学电磁波相对论第2节光的波动性电磁波相对论课件
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这是一份新教材高考物理一轮复习第13章光学电磁波相对论第2节光的波动性电磁波相对论课件，共52页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，增素能精准突破，频率相等，波长的整数倍，奇数倍，前后表面，足够小，明暗相间，逐渐变暗等内容，欢迎下载使用。
一、光的干涉1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被 ,出现亮纹,某些区域的光被 ,出现暗纹,且 和 互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 2.条件:两列光的 ,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。
3.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是 的相干光,屏上某点到双缝的路程差是 处出现亮条纹;路程差是半波长的 处出现暗条纹。相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为 。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜) 反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 判断面凹凸的依据
旁栏边角 人教版教材选择性必修第一册P98阅读“做一做”——用肥皂膜做薄膜干涉实验,完成下面题目。下图为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )
答案 D解析 铁丝圈上的肥皂薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上薄膜厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的光波叠加后得到加强,那么这一水平线上(同一厚度)的各处光波均会加强,所以干涉条纹应是基本水平的。
二、光的衍射1.发生明显衍射的条件:在障碍物或狭缝的尺寸 的时候,衍射现象十分明显。 衍射明显,不是衍射条件
2.衍射条纹的特点:(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
(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 ,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
三、光的偏振1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿 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 的方向振动的光。 3.偏振光的形成:(1)让自然光通过 形成偏振光。 (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和 ,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 波。
四、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 ,变化的电场能够在周围空间产生 。 2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地传播,形成 。 (2)电磁波的传播不需要 ,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度 (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 。 (4)v=λf,f是电磁波的频率。
3.电磁波的发射(1)发射条件: 电路和 信号,所以要对传输的信号进行调制。 (2)调制方式①调幅:使高频电磁波的 随信号的强弱而变。 ②调频:使高频电磁波的 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 时,激起的振荡电流 ,这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作 。能够调谐的接收电路叫作 电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程,叫作 。解调是 的逆过程,也叫作检波。
5.电磁波谱按照电磁波的 或 的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、 、紫外线、X射线、γ射线。
五、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 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 的,光速与光源、观测者间的相对运动 关系。
2.相对论时空观(1)时间延缓效应:相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个运动的时间间隔为Δτ,地面上的人观察到该物体完成这个动作的时间间隔为Δt,那么两者之间的关系是 。 (2)长度收缩效应:如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测得杆长是l,那么两者之间的关系是 。
易错辨析 (1)太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果。( )(2)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( )(3)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象。( )(4)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场,场向外传播便形成了电磁波。( )(5)光速不变原理指出,光在真空中的传播速度在不同惯性参考系中都是相同的。( )
应用提升1.(多选)下列所示的图片、示意图大都来源于课本,关于这些图的判断,下列说法正确的是( )A.图甲是小孔衍射的图样,图乙为泊松亮斑B.图甲为泊松亮斑,图乙是小孔衍射的图样C.图丙是双缝干涉图样,图丁是单缝衍射图样D.图丙是单缝衍射图样,图丁是双缝干涉图样
答案 AC解析 泊松亮斑是小圆盘产生的衍射现象,形成的衍射图样是阴影中心有一个亮斑,而小孔衍射的图样是中间有亮斑,无阴影,题图甲是小孔衍射的图样,题图乙为泊松亮斑;题图丙很明显是双缝干涉的图样,因干涉图样中的条纹间距是相等的,单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的,中间最宽、最亮,题图丁是单缝衍射图样。综上A、C正确,B、D错误。
2.(2022北京西城月考)单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是( )A.单色光a的波长比单色光b的波长长B.单色光a的频率比单色光b的频率高C.在同一块玻璃砖中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小D.如果让它们分别通过同一窄缝,单色光b比单色光a的衍射现象更明显
3.(2022广东清远模拟)1864年,英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是( )沿z轴传播的电磁波A.电磁波是一种物质B.电磁波可以传递信息,但不能传递能量C.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同D.变化的电场产生磁场,变化的磁场不能产生电场
答案 A 解析 电磁波是一种实际存在的物质,故A正确;电磁波既可以传递信息,也可以传递能量,故B错误;红外线的波长大于X射线的波长,故C错误;根据麦克斯韦建立的电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,故D错误。
1.光的双缝干涉现象(1)明暗条纹的判断方法①如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上出现明条纹。②光的路程差r2-r1=(2k+1) (k=0,1,2,…)时,光屏上出现暗条纹。(2)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是光波的波长。
2.薄膜干涉(1)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BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。
(2)明、暗条纹的判断①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现明条纹。②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹。
(3)薄膜干涉的应用干涉法检查平面,如图所示,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;若被检平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
【典例突破】典例.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m,B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8);分别用A、B两种单色光做双缝干涉实验,问P点处将出现亮条纹还是暗条纹?
答案 暗条纹 亮条纹
【对点演练】1.(2023广东佛山期末)如图所示,某同学用三根黑色的细塑料条制成一个如图甲所示的简易的双缝,用激光笔射出的激光穿过双缝到达平整的墙面,在墙面上呈现出如图乙所示的明暗相间的条纹,下列相关说法正确的是( )
A.仅增大墙面与双缝的距离,条纹间距变小B.仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距变大C.仅减小双缝间距,条纹间距变大D.条纹间距与所使用的激光颜色无关
解析 根据条纹间距表达式Δx= λ可知,仅增大墙面与双缝的距离l,条纹间距变大,故A错误。仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距不变,故B错误。仅减小双缝间距d,条纹间距变大,故C正确。条纹间距与所使用的激光的波长有关,即与激光的颜色有关,故D错误。
2.(2023广东汕头期中)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当某单色光垂直入射后,从上往下看到亮暗相间的干涉条纹如图乙所示。下列关于条纹的说法正确的是( )A.任意相邻暗条纹所对应的薄膜厚度差随其厚度增加而增大B.任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度不一定相等C.若仅在图甲装置中抽去一张纸片,则图乙所示干涉条纹将变密D.若仅减小垂直入射的单色光频率,则图乙所示干涉条纹将变疏
解析 任意相邻暗条纹对应的薄膜厚度差相等,与薄膜厚度无关,故A错误。任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度相等,故B错误。根据Δx= λ,若仅在题图甲装置中抽去一张纸片,d变小,则题图乙所示干涉条纹间距变大,条纹变得稀疏,故C错误。若仅减小垂直入射的单色光频率,入射光波长增大,相邻条纹间距变大,条纹变稀疏,故D正确。
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。
2.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较
(2)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。
【对点演练】3.(2023北京房山期末)下图为一束红光经过狭缝装置得到的图样,下列说法正确的是( )A.图为干涉图样B.图为衍射图样C.只减小狭缝宽度,中央亮纹宽度会变窄D.当狭缝宽度调到很窄时,中央亮条纹亮度升高
解析 题图样中间亮条纹较宽,两侧亮条纹较窄,是衍射图样,故A错误,B正确。减小狭缝宽度,中央亮条纹宽度会变宽,故C错误。当狭缝宽度调到很窄时,中央亮条纹亮度降低,故D错误。
4.(2023重庆模拟)某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图甲、乙所示的图样,则下列说法错误的是( )A.图甲属于圆孔衍射B.图乙的亮斑是泊松亮斑,最早由泊松先推算出这个亮斑,后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里
解析 根据衍射条纹的特点可知题图甲属于圆孔衍射,题图乙是光线照射到圆板后的衍射图样,即题图乙为著名的泊松亮斑,故A正确。题图乙的亮斑是泊松亮斑,最早由泊松先推算出这个亮斑,但泊松认为这是非常荒谬的,后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑,故B错误。不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的,故C正确。发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里,故D正确。
5.(2022重庆南开中学期末)用如图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与AB连线垂直,两偏振片可绕AB连线转动,下列说法正确的是( )A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化
答案 C 解析 自然光沿着各个方向振动的光强均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故B错误;同时转动P1和P2,同理当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确。
1.对麦克斯韦电磁场理论的理解
2.对电磁波的理解(1)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。
(2)电磁波与机械波的比较
3.对狭义相对论的理解(1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫作惯性系。相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。(2)光速的大小与选取的参考系无关。(3)运动物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关。4.相对论质能关系用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。
【对点演练】6.近场通信是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等,刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息。下列说法正确的是( )A.LC电路的电容器在充电时,电流增大B.如果增大LC电路中电容器两极板间距离,振荡周期将增大C.LC电路中,电容器充电时,线圈中自感电动势增大D.电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
答案 C解析 LC电路的电容器在充电时,电流减小,故A错误;增大LC电路中电容器两极板间距离,电容器的电容会减小,根据 可知,LC电路的振荡周期将减小,故B错误;LC电路中,电容器充电时,电流减小得越来越快,线圈中的自感电动势增大,故C正确;电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,故D错误。
7.(2022江苏徐州期中)如图所示,位于教室中央的光源发出一个闪光,闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10 m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者( )A.测得照到前壁的光速度小于cB.观测到飞船上的时间进程比教室快C.测得教室的长度大于10 mD.观察到光先到达后壁
一、光的干涉1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被 ,出现亮纹,某些区域的光被 ,出现暗纹,且 和 互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 2.条件:两列光的 ,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。
3.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是 的相干光,屏上某点到双缝的路程差是 处出现亮条纹;路程差是半波长的 处出现暗条纹。相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为 。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜) 反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 判断面凹凸的依据
旁栏边角 人教版教材选择性必修第一册P98阅读“做一做”——用肥皂膜做薄膜干涉实验,完成下面题目。下图为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )
答案 D解析 铁丝圈上的肥皂薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上薄膜厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的光波叠加后得到加强,那么这一水平线上(同一厚度)的各处光波均会加强,所以干涉条纹应是基本水平的。
二、光的衍射1.发生明显衍射的条件:在障碍物或狭缝的尺寸 的时候,衍射现象十分明显。 衍射明显,不是衍射条件
2.衍射条纹的特点:(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
(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 ,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
三、光的偏振1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿 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 的方向振动的光。 3.偏振光的形成:(1)让自然光通过 形成偏振光。 (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和 ,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 波。
四、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 ,变化的电场能够在周围空间产生 。 2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地传播,形成 。 (2)电磁波的传播不需要 ,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度 (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 。 (4)v=λf,f是电磁波的频率。
3.电磁波的发射(1)发射条件: 电路和 信号,所以要对传输的信号进行调制。 (2)调制方式①调幅:使高频电磁波的 随信号的强弱而变。 ②调频:使高频电磁波的 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 时,激起的振荡电流 ,这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作 。能够调谐的接收电路叫作 电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程,叫作 。解调是 的逆过程,也叫作检波。
5.电磁波谱按照电磁波的 或 的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、 、紫外线、X射线、γ射线。
五、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 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 的,光速与光源、观测者间的相对运动 关系。
2.相对论时空观(1)时间延缓效应:相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个运动的时间间隔为Δτ,地面上的人观察到该物体完成这个动作的时间间隔为Δt,那么两者之间的关系是 。 (2)长度收缩效应:如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测得杆长是l,那么两者之间的关系是 。
易错辨析 (1)太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果。( )(2)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( )(3)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象。( )(4)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场,场向外传播便形成了电磁波。( )(5)光速不变原理指出,光在真空中的传播速度在不同惯性参考系中都是相同的。( )
应用提升1.(多选)下列所示的图片、示意图大都来源于课本,关于这些图的判断,下列说法正确的是( )A.图甲是小孔衍射的图样,图乙为泊松亮斑B.图甲为泊松亮斑,图乙是小孔衍射的图样C.图丙是双缝干涉图样,图丁是单缝衍射图样D.图丙是单缝衍射图样,图丁是双缝干涉图样
答案 AC解析 泊松亮斑是小圆盘产生的衍射现象,形成的衍射图样是阴影中心有一个亮斑,而小孔衍射的图样是中间有亮斑,无阴影,题图甲是小孔衍射的图样,题图乙为泊松亮斑;题图丙很明显是双缝干涉的图样,因干涉图样中的条纹间距是相等的,单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的,中间最宽、最亮,题图丁是单缝衍射图样。综上A、C正确,B、D错误。
2.(2022北京西城月考)单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是( )A.单色光a的波长比单色光b的波长长B.单色光a的频率比单色光b的频率高C.在同一块玻璃砖中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小D.如果让它们分别通过同一窄缝,单色光b比单色光a的衍射现象更明显
3.(2022广东清远模拟)1864年,英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是( )沿z轴传播的电磁波A.电磁波是一种物质B.电磁波可以传递信息,但不能传递能量C.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同D.变化的电场产生磁场,变化的磁场不能产生电场
答案 A 解析 电磁波是一种实际存在的物质,故A正确;电磁波既可以传递信息,也可以传递能量,故B错误;红外线的波长大于X射线的波长,故C错误;根据麦克斯韦建立的电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,故D错误。
1.光的双缝干涉现象(1)明暗条纹的判断方法①如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上出现明条纹。②光的路程差r2-r1=(2k+1) (k=0,1,2,…)时,光屏上出现暗条纹。(2)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是光波的波长。
2.薄膜干涉(1)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BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。
(2)明、暗条纹的判断①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现明条纹。②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹。
(3)薄膜干涉的应用干涉法检查平面,如图所示,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;若被检平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
【典例突破】典例.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m,B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8);分别用A、B两种单色光做双缝干涉实验,问P点处将出现亮条纹还是暗条纹?
答案 暗条纹 亮条纹
【对点演练】1.(2023广东佛山期末)如图所示,某同学用三根黑色的细塑料条制成一个如图甲所示的简易的双缝,用激光笔射出的激光穿过双缝到达平整的墙面,在墙面上呈现出如图乙所示的明暗相间的条纹,下列相关说法正确的是( )
A.仅增大墙面与双缝的距离,条纹间距变小B.仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距变大C.仅减小双缝间距,条纹间距变大D.条纹间距与所使用的激光颜色无关
解析 根据条纹间距表达式Δx= λ可知,仅增大墙面与双缝的距离l,条纹间距变大,故A错误。仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距不变,故B错误。仅减小双缝间距d,条纹间距变大,故C正确。条纹间距与所使用的激光的波长有关,即与激光的颜色有关,故D错误。
2.(2023广东汕头期中)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当某单色光垂直入射后,从上往下看到亮暗相间的干涉条纹如图乙所示。下列关于条纹的说法正确的是( )A.任意相邻暗条纹所对应的薄膜厚度差随其厚度增加而增大B.任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度不一定相等C.若仅在图甲装置中抽去一张纸片,则图乙所示干涉条纹将变密D.若仅减小垂直入射的单色光频率,则图乙所示干涉条纹将变疏
解析 任意相邻暗条纹对应的薄膜厚度差相等,与薄膜厚度无关,故A错误。任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度相等,故B错误。根据Δx= λ,若仅在题图甲装置中抽去一张纸片,d变小,则题图乙所示干涉条纹间距变大,条纹变得稀疏,故C错误。若仅减小垂直入射的单色光频率,入射光波长增大,相邻条纹间距变大,条纹变稀疏,故D正确。
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。
2.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较
(2)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。
【对点演练】3.(2023北京房山期末)下图为一束红光经过狭缝装置得到的图样,下列说法正确的是( )A.图为干涉图样B.图为衍射图样C.只减小狭缝宽度,中央亮纹宽度会变窄D.当狭缝宽度调到很窄时,中央亮条纹亮度升高
解析 题图样中间亮条纹较宽,两侧亮条纹较窄,是衍射图样,故A错误,B正确。减小狭缝宽度,中央亮条纹宽度会变宽,故C错误。当狭缝宽度调到很窄时,中央亮条纹亮度降低,故D错误。
4.(2023重庆模拟)某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图甲、乙所示的图样,则下列说法错误的是( )A.图甲属于圆孔衍射B.图乙的亮斑是泊松亮斑,最早由泊松先推算出这个亮斑,后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里
解析 根据衍射条纹的特点可知题图甲属于圆孔衍射,题图乙是光线照射到圆板后的衍射图样,即题图乙为著名的泊松亮斑,故A正确。题图乙的亮斑是泊松亮斑,最早由泊松先推算出这个亮斑,但泊松认为这是非常荒谬的,后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑,故B错误。不管是圆孔衍射还是圆盘衍射,影像的边缘轮廓都是模糊不清的,故C正确。发生圆孔衍射时,圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径,即光绕到障碍物的影子里,故D正确。
5.(2022重庆南开中学期末)用如图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与AB连线垂直,两偏振片可绕AB连线转动,下列说法正确的是( )A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化
答案 C 解析 自然光沿着各个方向振动的光强均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故B错误;同时转动P1和P2,同理当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确。
1.对麦克斯韦电磁场理论的理解
2.对电磁波的理解(1)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。
(2)电磁波与机械波的比较
3.对狭义相对论的理解(1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫作惯性系。相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。(2)光速的大小与选取的参考系无关。(3)运动物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关。4.相对论质能关系用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。
【对点演练】6.近场通信是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等,刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息。下列说法正确的是( )A.LC电路的电容器在充电时,电流增大B.如果增大LC电路中电容器两极板间距离,振荡周期将增大C.LC电路中,电容器充电时,线圈中自感电动势增大D.电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
答案 C解析 LC电路的电容器在充电时,电流减小,故A错误;增大LC电路中电容器两极板间距离,电容器的电容会减小,根据 可知,LC电路的振荡周期将减小,故B错误;LC电路中,电容器充电时,电流减小得越来越快,线圈中的自感电动势增大,故C正确;电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,故D错误。
7.(2022江苏徐州期中)如图所示,位于教室中央的光源发出一个闪光,闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10 m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者( )A.测得照到前壁的光速度小于cB.观测到飞船上的时间进程比教室快C.测得教室的长度大于10 mD.观察到光先到达后壁
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