第 4講 光 的 波 動(dòng) 性 電 磁 波 相 對 論 一 、 光 的 干 涉1條件：兩列光的_相同，振動(dòng)方向_，且具有恒定的相位差，就能產(chǎn)生干涉頻率相同 2干涉圖樣(1)楊氏雙縫干涉：如圖 12-4-1 所示圖 12-4-1 白ld單色光：等間距的_的條紋，中央為明條紋當(dāng)光源 S1、S2 發(fā)出的光到屏上 P 點(diǎn)的路程差 r2r1_(k0,1,2) 時(shí)，光屏上出現(xiàn)明條紋當(dāng)光的路程差r2 r1 _(k0,1,2)時(shí)，光屏上出現(xiàn)暗條紋(2k1)2白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是_色相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距離x_.明暗相間k (2)薄膜干涉相干光：如圖 12-4-2 所示，照射到透明薄膜上的光，從薄膜的前表面 AA和后表面 BB反射回來的兩列光波圖 12-4-2 圖樣特點(diǎn)：單色光：照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋兩列光波的路程差r 等于波長的整數(shù)倍，即r_(n1,2,3)，薄膜上出現(xiàn)明條紋；路程差r 等于半波長的奇數(shù)倍，即r_(n0,1,2,3)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋白光：形成_色條紋n彩 【 基 礎(chǔ) 檢 測 】1(2014 年 江 蘇 卷 )某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到圖 12-4-3 甲所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，)觀察到的條紋如圖乙所示他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是(圖 12-4-3A減小光源到單縫的距離B減小雙縫之間的距離C減小雙縫到光屏之間的距離D換用頻率更高的單色光源答 案 ： B 二 、 光 的 衍 射1發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長_，甚至比光的波長_的時(shí)候，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象相差不多小 項(xiàng)目單縫衍射圓孔衍射單色光 中央為_且_的條 紋，兩側(cè)為_的條紋， 且越靠外，亮條紋的亮度 _，寬度_中央是大且亮的圓形_，周圍分布著 _的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度_，寬度_；亮環(huán)或暗環(huán) 間的距離隨圓孔半徑的增大而_白光 中央為亮且寬的_色條 紋，兩側(cè)為亮度逐漸_、 寬度_的彩色條紋，其中 最靠近中央的色光是_ 光，離中央最遠(yuǎn)的是_光中央是大且亮的白色亮斑，周圍是不等 間距的_色的同心圓環(huán)2衍射條紋的特點(diǎn)(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較亮寬明暗相間越弱越小白變暗變小紫紅亮斑明暗相間越弱越小減小彩 (2)泊松亮斑(圓盤衍射)：當(dāng)光照到_(填“透明”或“不透明”)的半徑很小的小圓盤上時(shí)，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)_(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))三 、 光 的 偏 振 現(xiàn) 象亮斑1偏振強(qiáng)度光波只沿_的方向的振動(dòng)2自然光太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿_振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的_都相同，這種光叫做自然光不透明某一特定一切方向 3偏振光在_于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光只有_波才有偏振現(xiàn)象自然光通過_后，就得到了偏振光垂直橫偏振片 【 基 礎(chǔ) 檢 測 】2下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是( )A用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應(yīng)用B太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結(jié)果C在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可使景像更清晰D透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時(shí)能看到彩色條紋，這是光的色散現(xiàn)象答 案 ： C 四 、 電 磁 場 、 電 磁 波 、 電 磁 波 譜1麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生_，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生_電場磁場2電磁場變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的_和_總是相互聯(lián)系成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場電場磁場 3電磁波介質(zhì)相同不同高小f(1)電磁場在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波(2)電磁波的傳播不需要_，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是 _ 的( 都等于光速)(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是_的，頻率越_ ，波速越_ v _ ，f是電磁波的頻率 4電磁波譜 五 、 狹 義 相 對 論 的 基 本 假 設(shè) 質(zhì) 速 關(guān) 系 、 質(zhì) 能 關(guān) 系1狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是_的相同相同(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是_的，光速與光源、觀測者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系 2相對論的質(zhì)速關(guān)系(1)物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而_，物體以速度 v 運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 m 與靜止時(shí)的質(zhì)量 m0 之間有如下關(guān)系：(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要_靜止時(shí)的質(zhì)量 m0.增大大于 3相對論質(zhì)能關(guān)系用 m 表示物體的質(zhì)量，E 表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：Emc2. 內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔的尺寸與波長差不多或更小典型實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)圖樣特點(diǎn)不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋考 點(diǎn) 1 光 的 干 涉 現(xiàn) 象 和 衍 射 現(xiàn) 象 重 點(diǎn) 歸 納光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的比較 【 考 點(diǎn) 練 透 】1一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色亮紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是( )A各色光的波長不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同B各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同C各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同D上述說法都不正確答 案 ： A 考 點(diǎn) 2 電 磁 場 、 電 磁 波 和 相 對 論 重 點(diǎn) 歸 納1波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X 射線、射線等，穿透能力較強(qiáng)2電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和 X 射線、X 射線和射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機(jī)理不同3. 電磁波與機(jī)械波不同，機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān)，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān) 【 考 點(diǎn) 練 透 】2(2014 年 四 川 卷 )電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域下列關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)際的是( )A電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機(jī)C根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度D光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同答 案 ： C 3(多 選 )下列關(guān)于光的說法中正確的是( )A分別用紅光和紫光在同一裝置上做干涉實(shí)驗(yàn)，相鄰紅光干涉條紋間距小于相鄰紫光干涉條紋間距B雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的衍射現(xiàn)象C水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象D醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體內(nèi)臟器官的內(nèi)部，它利用了光的全反射原理 答 案 ： CD