第4课时 光的干涉、衍射和偏振 电磁 波与相对论,知 识 梳 理 知识点一、光的干涉 1产生条件： 两列光的 相同，振动方向 ，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。,频率,相同,明暗相间,k,图1,彩色,白色,反射,厚度,知识点二、光的衍射 偏振 1光的衍射 (1)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。,相差不多,还小,(2)衍射条纹的特点： 单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。,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)。,不透明,亮斑,2光的偏振现象 (1)偏振 光波只沿 的方向的振动。 (2)自然光 太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿 振动的光，而且沿各个方向振动的光波的 都相同，这种光叫做自然光。 (3)偏振光 在 于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是 。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。,某一特定,一切方向,强度,垂直,横波,知识点三、电磁波谱、电磁波及其应用 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电磁场 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。,电场,磁场,3电磁波 (1)电磁场在空间由近及远的传播，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是 的(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)vf，f是电磁波的频率。,电磁波,介质,相同,小,4电磁波的发射 (1)发射条件： 电路和 信号，所以要对传输信号进行 (包括调幅和调频)。 (2)调制方式 调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。 调频：使高频电磁波的 随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。,开放,高频振荡,调制,振幅,频率,5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做 。能够调谐的接收电路叫做 电路。 (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做 。检波是 的逆过程，也叫做 。,最强,调谐,调谐,检波,调制,解调,相等,6电磁波谱,知识点四、狭义相对论的基本假设及狭义相对论的其他结 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没有关系。,相同,相同,增大,大于,2狭义相对论的其他结论,mc2,知识点五、激光的特性及应用 1激光是自然界没有的光，是人类制造出来的光。 2激光特点： (1)相干性好； (2)方向性好(平行度好)； (3)亮度高。,题 组 自 测 题组一 光的干涉、衍射和偏振 1(多选)下列属于光的干涉现象的是 ( ),解析 图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C。 答案 BC,2图2为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 ( ) A甲为紫光的干涉图样 B乙为紫光的干涉图样 C丙为红光的干涉图样 D丁为红光的干涉图样,图2,3(多选)如图3所示，偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光的是 ( ),图3,A太阳光 B沿竖直方向振动的光 C沿水平方向振动的光 D沿与竖直方向成45角方向振动的光,解析 偏振片只让沿某一方向振动的光通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时，透射光的强度不同，它们平行时最强，而垂直时最弱。太阳光是自然光，光波可沿任何方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成45角方向振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光。 答案 ABD,题组二 电磁波、相对论 4关于电磁波，下列说法正确的是 ( ) A雷达是用X光来测定物体位置的设备 B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D均匀变化的电场可以产生恒定的磁场 解析 雷达是利用微波来定位的，A项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B项错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C项错误；均匀变化的电场可以产生恒定的磁场，D项正确。 答案 D,5关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是 ( ) A电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 解析 电磁波、声波都能够传递信息，A项错误；手机通话时将人的声音转化为电信号并通过电磁波传递，B正确；医院“B超”的超声波属于声波，传播速度远小于光速，C错误；红外线与X射线相比频率低，波长长，D错误。 答案 B,6属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中 ( ) A真空中光速不变 B时间间隔具有相对性 C物体的质量不变 D物体的能量与质量成正比 解析 狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同。 答案 A,【例1】 (2014全国大纲卷，17)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为 ( ) A2.06107 m B2.06104 m C1.68104 m D1.68103 m,【变式训练】 1一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是 ( ) A各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D上述说法都不正确,解析 白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹。 答案 A,考点二 光的衍射、偏振,自然光和偏振光的比较,【例2】 下列关于光学现象的说法中正确的是 ( ) A用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用 B太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果 C在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景像更清晰 D透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的色散现象,解析 根据光的干涉、衍射、偏振、色散各现象的特点分析求解。用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，B错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景像更清晰，C正确；透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的衍射现象，D错误。 答案 C,【变式训练】 2(多选)2013年9月12日国务院办公厅下发文件大气污染防治行动计划，以改善人们的生活环境。其中雾霾天气严重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下 ( ) A只有波长较短的一部分光才能到达地面 B只有波长较长的一部分光才能到达地面 C只有频率较大的一部分光才能到达地面 D只有频率较小的一部分光才能到达地面,解析 根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误，B、D正确。 答案 BD,考点三 电磁场理论、电磁波及应用 【例3】 (2014四川卷，2)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是 ( ) A电磁波不能产生衍射现象 B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同,解析 干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D错误。 答案 C,【变式训练】 3现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是 ( ) A把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波 B手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的 C医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理 D车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的,解析 要产生电磁波，必须要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中传播产生电磁波，A错误；通过电磁波可以实现各种通信，B正确；“B超”是利用了超声波的反射原理，C错误；车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的，D错误。 答案 B,考点四 对狭义相对论的理解 【例4】 2013江苏卷12B(2)如图4所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_(选填“大于”、“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为_。,图4,解析 狭义相对论的两个基本假设之一就是光速不变原理，因此A测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止，没有尺缩效应现象，则A测得两飞船距离应大于L。 答案 大于 c(或光速),【变式训练】 4(多选)根据相对论原理，下列说法中正确的是 ( ) A按照相对论来讲，一个真实的、静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c B按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为Emc2 C某个静质量为m0的物体，相对它静止的观察者测其质量为mm0，能量为EE0m0c2，称为静能量，这表明任何静质量不为零的物体都储存着巨大的能量 D按照相对论来讲，物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式,