2027届高三物理一轮复习课件第14章 第3讲 光的干涉、衍射和偏振 电磁波 相对论

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考点一　光的干涉现象的理解及应用
考点二　光的衍射和偏振现象
目 录 索 引
考点三　电磁振荡　电磁场和电磁波　相对论时空观
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　　　　条纹;某些区域相互减弱,出现　　　　条纹,且加强区域和减弱区域相互　　　　的现象。　　 位置相对固定 (2)条件:①两束光的频率　　　　;②相位差　　　　。2.双缝干涉(1)图样特点:①单色光照射时形成明暗相间的　　　　的干涉条纹;②白光照射时,中央为　　　　条纹,其余为　　　　条纹。(2)条纹间距(Δx)公式:Δx=　　　　。λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间距离。
3.薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)　　　　　表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜的厚度相同。 干涉法检查平面的依据
(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。
一、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。
二、光的偏振 从普通光源发出的光都是自然光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　　　　。2.偏振光:在　　　　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.偏振光的应用:照相机镜头前的偏振滤光片、液晶显示器、立体电影、车灯眩光消除等。5.光的偏振现象说明光是一种　　　　波。
单缝衍射与双缝干涉的比较
考向一　光的衍射典题3 (2025湖北宜昌检测)柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝,这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,在光屏上形成稳定的衍射图样,当细铜丝变粗时,下列说法正确的是(　　)A.中间亮条纹变窄,两侧暗条纹间距变小B.中间亮条纹变宽,两侧暗条纹间距变小C.整个图像向一侧偏移D.图像没有明显变化
解析 根据激光发生明显衍射现象的条件,障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多时,会发生明显的衍射现象,该装置运用了光的衍射现象,当细铜丝变粗时,障碍物尺寸增大,衍射现象减弱,故中间亮条纹变窄,两侧暗条纹间距变小。故选A。
考向二　光的偏振典题4 (2025山东卷)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴对称,光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧,单色平行光沿OO'轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片P2置于双缝右侧,P1、P2透振方向平行。保持P1不动,将P2绕OO'轴转动90°的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是(　　)A.条纹间距不变,亮度减小B.条纹间距增大,亮度不变C.条纹间距减小,亮度减小D.条纹间距不变,亮度增大
一、电磁振荡1.振荡电路:产生大小和方向都做　　　　　　迅速变化的电流(即　　　　　　)的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路,称为　　　　振荡电路。2.电磁振荡:在LC振荡电路中,电容器不断地　　　　　　和　　　　　　,就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的　　　　　　　、电容器内的电场强度E、线圈内的　　　　　　　　　　发生周期性的变化,这种现象就是电磁振荡。
二、电磁场和电磁波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.电磁波及其传播(1)　　　　在空间由近及远的传播,形成电磁波。电磁波是　　　　波。(2)电磁波的传播不需要　　　　　　,在真空中不同频率的电磁波的传播速度都等于　　　　　　。但在同一介质中,不同频率的电磁波的传播速度是　　　　　　的,频率越高,波速　　　　　　。(3)波速公式:v=　　　　　,f是电磁波的频率。
3.电磁波的发射与接收(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路,并对电磁波根据信号的强弱进行　　　　(两种方式:调幅、调频)。(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路,再把信号从高频电流中　　　　出来。调幅波的解调也叫　　　　。4.电磁波谱按照电磁波的　　　　大小或　　　　高低的顺序把它们排列成的谱。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。
三、相对论时空观1.狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理:在所有的惯性参考系中,一切物理规律都是　　 　的。(2)光速不变原理:在所有的惯性参考系中,测得的真空中的　　 　都相同。2.相对论时空观的两个结论(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　　　　　　　　。
1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像
2.LC振荡电路中电容器充、放电过程的判断方法
3.对麦克斯韦电磁场理论的理解
4.各种电磁波产生机理
5.对电磁波的三点说明(1)电磁波是由周期性变化的电场、磁场产生,传播的能量是电磁能。(2)不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长,越容易产生干涉、衍射现象,波长越短,穿透能力越强。(3)电磁波的传播不需要介质,但同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同,不同频率的电磁波在同一种介质中传播时,频率越高,折射率越大,速度越小。
考向一　电磁振荡典题5 为了测量储液罐中液体的液面高度,有人设计了如图甲所示装置。当开关从a拨到b时,由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波,再使用调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波,这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率,进而再获知电容C的值(L值已知),从而测量储液罐内的液面高度。下列分析判断正确的是(　　)A.该装置适用于测量任意种类液体的液面高度B.该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关C.当装置使用过久,电源电动势减小时,测量的液面高度比真实值偏小D.当储液罐内的液面高度降低时,所测到的LC回路中电流的振荡频率变小
考向二　电磁场和电磁波典题6 (多选)(2025广东广州检测)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是(　　)A.甲、乙波的频率都比可见光的频率小B.真空中甲波的传播速度比乙波慢C.测量体温时使用的测温枪探测的是乙波D.真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物