2022届高考物理一轮复习选修3_4第二章第2讲光的波动性电磁波相对论课件新人教版

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【知识再现】一、光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉：(1)图示： (2)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间隔的现象。
(3)条件：两束光的频率_____、相位差恒定。(4)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_______条纹，其余为_____条纹。
【情境转换】如图所示是几种常见的薄膜干涉图样，这些干涉图样是怎样形成的呢？提示：是由薄膜上、下表面反射光束相遇而产生的干涉。
2.光的衍射：(1)图示： (2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长_________，甚至比光的波长_____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_________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)光的偏振现象说明光是一种___波。
二、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。电磁波是横波。(2)电磁波的传播不需要_____，在真空中不同频率的电磁波传播速度都等于光速。但在同一介质中，不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小。(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_____或_____的大小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相同的，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系。2.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=___。
【小题快练】1.判一判(1)双缝干涉实验中的双缝的间距越小，相邻的两条亮条纹的间距也越小。( )(2)障碍物或单缝的尺寸越大，光的衍射越明显。( )(3)白光通过单缝发生衍射时会发现彩色条纹。( )(4)光的偏振也是干涉现象，纵波和横波都可以发生偏振现象。( )(5)电磁波不能在真空中传播。( )(6)当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流。( )(7)在通讯中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的。( )
2.练一练(1)(多选)关于电磁波和机械波，下列说法正确的是(　　)A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场
【解析】选C、D。机械波的传播需要借助于介质，但电磁波的传播不需要借助介质，选项A错误；电磁波和机械波的传播速度都与介质有关，选项B错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，选项C正确；变化的电场产生磁场，选项D正确。
(2)在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的(　　)A.很小的不透明圆板B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板C.很大的不透明圆板D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板
【解析】选D。用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；用光照射很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故B错误；用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故C错误；用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故D正确。
(3)用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是(　　) A.双缝干涉图样中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等B.若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹D.图中双缝屏的作用是使通过双缝的光形成两列相干光波
【解析】选D。干涉条纹的宽度是相等的，A错误；若入射光是白光，则像屏上出现彩色干涉条纹，B错误；像屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的奇数倍时，这点将出现暗条纹，C错误；发生干涉的条件是两列频率相同的光，双缝的作用是得到两列相干光波，D正确。故选D。