第33講光的波動性電磁波,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,光的干涉、衍射與偏振 1.光的干涉 (1)干涉條件:兩列光的相同,相位差恒定,振動方向一致。 (2)雙縫干涉圖樣:明暗相間、間距的條紋,中央為條紋。,頻率,相等,亮,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,(3)雙縫干涉圖樣分析 對于兩個頻率、相位和振動方向都相同的光源,光屏上出現(xiàn)亮條紋(或暗條紋)的條件。 亮條紋:光的路程差r=r2-r1=;暗條紋:光的路程差r=r2-r1=;相鄰的亮條紋(或暗條紋)的間距:。,k(k=0,1,2,),基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,(4)應用 雙縫干涉測波長。 薄膜干涉檢查表面的平整程度:如果被檢表面是平的,產(chǎn)生的干涉條紋就;如果干涉條紋發(fā)生,則表示被檢測表面微有凸起或凹下,從彎曲的程度就可以了解被測表面的平整情況。 增透膜:在透鏡或棱鏡的表面上涂上一層薄膜(一般用氟化鎂),當薄膜的厚度適當時,光在薄膜的兩個表面上反射路程差恰好等 于波長,因而互相抵消,這就大大減小了光的反射損失,增強了透射光的強度,這種薄膜叫增透膜。,平行,彎曲,半個,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,2.光的衍射 (1)光的衍射現(xiàn)象是 的現(xiàn)象。 (2)各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生。 (3)產(chǎn)生明顯衍射的條件: 。 3.光的偏振 (1)自然光:在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)有沿方向振動強度都的光。如太陽、日光燈等普通光源發(fā)出的光。 (2)偏振光:在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)只有沿著_振動的光。如自然光經(jīng)偏振片作用后的光,稱為偏振光。只有_波才有偏振現(xiàn)象。 (3)獲得偏振光的方法:讓自然光通過;讓自然光在介質(zhì)表面入射,反射光和折射光都是偏振光。 (4)應用:利用偏振片攝影、觀看立體電影、消除車燈眩光等。,光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里,衍射,障礙物或孔的尺寸跟光的波長相差不多 或比光的波長小,各個,相同,某一個特定方向,橫,偏振片,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,4.激光 (1)激光是人工產(chǎn)生的相干光。是頻率相同,相位差恒定,偏振方向一致的光。 (2)激光的平行度好。即激光的光束高度平行,這樣激光的能量就不容易發(fā)散,激光在傳播很遠距離后仍能保持一定的強度。 激光的亮度高,通過人工調(diào)制的激光可在瞬間集中能量發(fā)射在很小的區(qū)域內(nèi),可以有很大的能量和摧毀力。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,1.如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列,亮條紋的顏色依次是() A.紅黃藍紫B.紅紫藍黃 C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫,B,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,解析:雙縫干涉條紋是等間距的,而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外,兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小,因此1、3為雙縫干涉條紋,2、4為單縫衍射條紋。雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰亮、暗條紋間距) 紅光波長比藍光波長長,則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距,即1、3分別對應于紅光和藍光。而在單縫衍射中,當單縫寬度一定時,波長越長,衍射越明顯,即中央條紋越寬越亮,2、4分別對應于紫光和黃光。綜上所述,1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是紅、紫、藍、黃,B正確。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,2.(2017年4月浙江選考)(多選)圖中給出了用雙縫干涉測量光的波長實驗示意圖,雙縫S1和S2間距為0.80 mm,雙縫到屏的距離為0.80 m。波長為500 nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上,在屏上形成干涉條紋。中心軸線OO上方第1條亮紋中心位置在P1處,第3條亮紋中心位置在P2處?，F(xiàn)有1號、2號蟲子分別從S1和S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行,1號蟲子到達屏后,沿屏直線爬行到P1,2號蟲子到達屏后,沿屏直線爬行到P2。假定兩只蟲子爬行速率均為10-3 m/s。下列說法正確的是() A.1號蟲子運動路程比2號短 B.兩只蟲子運動的時間差為0.2 s C.兩只蟲子運動的時間差為1.0 s D.已知條件不夠,兩只蟲子運動時間差無法計算,AB,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,解析:根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋間距公式 得出相鄰亮條紋間距為0.5 mm,則得出P1P2在屏幕上的坐標分別為0.5 mm,1.5 mm,那么1號蟲子從S1到P1的路程為800.9 mm,2號蟲子從S2到P2的路程為801.1 mm,故A正確;已知路程差為0.2 mm可以得出時間差為0.2 s,故B正確,C、D錯誤。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,1.衍射與干涉的比較,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,2.三種衍射圖樣的比較 下圖是光經(jīng)狹縫、小孔、小圓屏產(chǎn)生的衍射圖樣的照片。由圖可知,(1)光經(jīng)過不同形狀的障礙物產(chǎn)生的衍射圖樣的形狀是不同的;(2)衍射條紋的間距不等;(3)仔細比較乙圖和丙圖可以發(fā)現(xiàn)小孔衍射圖樣和小圓屏衍射圖樣的區(qū)別:小圓屏衍射圖樣的中央有個亮斑“泊松亮斑”;小圓屏衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)的間距隨著半徑的增大而減小,而圓孔衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)的間距隨半徑的增大而增大;乙圖背景是黑暗的,丙圖背景是明亮的。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,3.并不是僅當光的振動方向與偏振片的透振方向平行時,光才會通過偏振片,當光的振動方向與偏振片的透振方向成某一夾角時,會有部分光通過。光的偏振說明光是橫波。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,電磁振蕩與電磁波 1.電磁振蕩 (1)振蕩電流:大小和方向都做周期性變化的電流叫振蕩電流,振蕩電流的頻率很高,是高頻正弦式交變電流。 (2)振蕩電路:能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路,LC回路是一種簡單的振蕩電路。 (3)LC電磁振蕩規(guī)律,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,2.電磁場和電磁波 (1)麥克斯韋電磁場理論的兩個主要觀點: ,。 (2)電磁場:按照麥克斯韋的電磁場理論,變化的 和總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分離的統(tǒng)一體,稱為。 (3)變化的電場和磁場從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠地向周圍空間傳播,就形成。 電磁波是(選填“橫波”或“縱波”);電磁波的傳播介質(zhì),在中也能傳播。在真空中的波速c= m/s。,變化的磁場產(chǎn)生電場 變化的電場產(chǎn)生磁場,電場 磁場,電磁場,電磁波,橫波,不需要,真空,3.0108,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,3.電磁波譜 按電磁波的或大小的順序排列成譜,叫電磁波譜。按波長從長到短的順序排列,依次是、紅外線、紫外線、X射線、射線。,波長 頻率,無線電波,可見光,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,4.電磁波的發(fā)射與調(diào)制 在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制。 (1)調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變叫調(diào)幅。 (2)調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變叫調(diào)頻。 (3)電磁波的發(fā)射示意圖(如圖所示)。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,5.電磁波的接收 (1)電諧振:當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強,這種現(xiàn)象叫作電諧振。 (2)調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫作調(diào)諧電路。調(diào)諧的方法一般是改變電路中的L或C。 (3)解調(diào)(檢波):使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來,叫作解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程,調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。 (4)電磁波的接收:天線接收到的所有的電磁波,經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波,再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號,放大后再還原成聲音或圖像的過程。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,1.(多選)LC振蕩電路中,某時刻的磁場方向如圖所示,則() A.若磁場正在減弱,則電容器正在充電,電流由b向a B.若磁場正在減弱,則電場能正在增大,電容器上極板帶負電 C.若磁場正在增強,則電場能正在減小,電容器上極板帶正電 D.若磁場正在增強,則電容器正在充電,電流方向由a向b,答案,解析,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,2.現(xiàn)代生活中,人們已更多地與電磁波聯(lián)系在一起,并且越來越依賴于電磁波,關(guān)于電磁場和電磁波,以下說法正確的是() A.把帶電體和永磁體放在一起,即可以在其周圍空間中產(chǎn)生電磁波 B.手機、電視、光纖通信都是通過電磁波來傳遞信息的 C.醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”是利用了電磁波的反射原理 D.車站、機場安全檢查時“透視”行李箱的安檢裝置是利用紅外線實現(xiàn)成像的,答案,解析,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,核心剖析歸納提升,1.電磁波的傳播不需要介質(zhì),可在真空中傳播,在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)。不同頻率的電磁波,在同一介質(zhì)中傳播,其速度是不同的,頻率越高,波速越小。 2.電磁波與機械波的區(qū)別,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,用雙縫干涉測量光的波長(同時練習使用測量頭) 1.實驗裝置圖 2.實驗目的 (1)觀察雙縫干涉現(xiàn)象。 (2)會利用雙縫干涉測定光的波長。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,3.實驗原理 如圖所示,光源發(fā)出的光,經(jīng)過濾光片后變成,單色光通過單縫S,這時單縫S相當于一單色光源,光波同時到達雙縫S1和S2,S1、S2雙縫相當于兩個步調(diào)完全一致的單色光源,通過S1、S2后的單色光在屏上相遇并疊加。當路程差P1S2-P1S1=2k (k=0,1,2,)時,在P1點疊加時得到條紋;當路程差P2S2-P2S1= (2k+1) (k=0,1,2,)時,在P2點疊加時得到條紋。相鄰兩條明條紋間距為x,與_,_及有關(guān),其關(guān)系式為,只要測出l、d、x,根據(jù)這一關(guān)系就可求出光波的波長。,單色光,相干,明,暗,入射光波長 雙縫S1、S2間距d,雙縫與屏的距離l,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,4.實驗器材 雙縫干涉儀、刻度尺、測量頭。 5.實驗步驟 (1)實驗裝置,從左至右依次為光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、屏,讓它們等高地固定在光具座上。 (2)取下濾光片和單縫,在光具座上只裝上光源和遮光筒(不帶雙縫),調(diào)節(jié)光源亮度,使它發(fā)出的一束光能沿著把屏照亮。 (3)放好單縫和雙縫,其間距約為510 cm,要使縫互相平行,中心大致位于,這時在屏上就會看到白色的干涉條紋。 (4)在單縫與光源之間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋。,遮光筒的軸線,遮光筒的軸線上,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,6.注意事項 (1)單縫與雙縫相互平行。 (2)單縫、雙縫的中心應位于遮光筒的軸線上。 (3)測n條亮紋之間的距離a時,分劃板的中心刻線應在條紋的中心。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,1.(實驗原理與操作)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件,要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測量紅光的波長。,(1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學元件,由左至右,表示各光學元件的字母排列順序應為C、A。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,(2)本實驗的步驟有: 取下遮光筒左側(cè)的元件,調(diào)節(jié)光源高度,使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮; 按合理的順序在光具座上放置各光學元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上; 用刻度尺測量雙縫到屏的距離; 用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離。 在操作步驟時還應注意和。,答案 (1)EDB (2)放置單縫、雙縫時,必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,解析 (1)濾光片E可以從白光中選出單色紅光,單縫D是獲取線光源,雙縫B是獲得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列順序為C、E、D、B、A。 (2)在操作步驟時應注意的事項有放置單縫、雙縫時,必須使縫平行;單縫、雙縫間的距離要適當;要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,2.(實驗現(xiàn)象與測量)在觀察光的干涉現(xiàn)象的實驗中,將兩片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫;按如圖所示的方法,讓激光束通過自制的雙縫,觀察在光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,(1)保持縫到光屏的距離不變,換用不同間隙的雙縫,雙縫的間隙越小,屏上明暗相間的條紋間距(填“越大”或“越小”)。 (2)保持雙縫的間隙不變,光屏到縫的距離越大,屏上明暗相間的條紋間距(填“越大”或“越小”)。 (3)在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下,用不同顏色的光做實驗,發(fā)現(xiàn)用藍色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時(填“大”或“小”)。 (4)在該實驗中,若所用激光的波長為5.3010-7 m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.8510-6 m,則在這里出現(xiàn)的應是 (填“亮條紋”或“暗條紋”)。,答案 (1)越大(2)越大(3)小(4)暗條紋,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,3. (實驗測量與數(shù)據(jù)處理)在用雙縫干涉測量光的波長實驗中,選用紅色濾光片和間距為0.20 mm的雙縫,雙縫與屏的距離為600 mm。某同學正確操作后,在目鏡中看到如圖甲所示的干涉條紋。換成紫色濾光片正確操作后,使測量頭分劃板刻線與第k級暗條紋中心對齊,在目鏡中觀測到的是圖乙中的(填字母),此時測量頭的讀數(shù)為25.70 mm。沿同一方向繼續(xù)移動測量頭使分劃板刻線與第k+5級暗條紋中心對齊,此時測量頭標尺如圖丙所示,其讀數(shù)是 mm,紫光的波長等于 nm。,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,基礎(chǔ)夯實精準歸納,題組突破強化提升,答案 D19.40420 解析 紅色換成紫色,波長變小,條紋間距變小,B錯誤,A因為中心線偏離而錯誤,條紋不可能是豎直的,C錯誤,只有D正確。根據(jù)條紋間距公式 可計算得到,紫光的波長為420 nm。,