第67講光的波動性電磁波相對論考點(diǎn)一光的干涉、衍射和偏振一、光的干涉1產(chǎn)生條件(必要)兩列光的頻率相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。2楊氏雙縫干涉(1)原理圖：如圖所示。(2)產(chǎn)生明、暗條紋的條件當(dāng)光的路程差rr2r1k(k0,1,2，)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。當(dāng)光的路程差rr2r1(2k1)(k0,1，2，)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。(3)相鄰兩亮條紋或暗條紋間距公式：x。(4)干涉圖樣單色光：中央為亮條紋，兩邊為明暗相間的等距條紋。白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是白色，這是干涉導(dǎo)致的色散。3薄膜干涉(1)薄膜干涉原理如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到透明薄膜上，從薄膜的兩個表面反射的兩列光波相互疊加而發(fā)生干涉。(2)產(chǎn)生明、暗條紋的條件在兩個表面反射回來的兩列光波的路程差r，等于薄膜厚度的2倍。在P1、P2處，rn(n1,2，)，薄膜上出現(xiàn)明條紋；在Q處，r(2n1)(n0,1,2，)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。(3)圖樣特點(diǎn)：單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋，白光照射薄膜時(shí)形成彩色條紋，即發(fā)生色散。同一條亮(或暗)條紋對應(yīng)的薄膜的厚度相等。(4)薄膜干涉的應(yīng)用增透膜：照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面經(jīng)常鍍了一層透光的膜，膜的上表面與玻璃表面反射的光發(fā)生干涉，使反射光減弱，增加透光度。由于只有一定波長(頻率)的光干涉時(shí)才會相消，所以鍍膜鏡頭看起來是有顏色的。干涉法檢查平整度：如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲。二、光的衍射1產(chǎn)生明顯衍射的條件只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長差不多，甚至比光的波長還小時(shí)，衍射現(xiàn)象才會明顯。2衍射圖樣特點(diǎn)(1)單縫衍射：單色光的衍射圖樣為中間寬且亮的條紋，兩側(cè)是明暗相間的條紋，條紋寬度漸窄且暗；白光的衍射圖樣為中間寬且亮的白條紋，兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋，這是衍射中的色散。(2)除了單縫衍射，典型的還有圓孔衍射和圓盤衍射，圖樣為明暗相間的圓環(huán)，越往外圓環(huán)間距越小，其中圓盤衍射影的中心可能出現(xiàn)泊松亮斑。3光的干涉和衍射的比較三、光的偏振1偏振：光波只沿某個特定的方向振動。2自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光。3偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動的光。光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。4偏振光的形成(1)自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。(2)自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光就是部分偏振光或完全偏振光。5偏振光的理論意義及應(yīng)用(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象說明了光波是橫波。(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等。1(2018衡水模擬)如圖所示，市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為()A. B. C. D答案B解析紅外線最顯著的特點(diǎn)之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照射物體時(shí)，一般都伴隨著大量的紅外線。在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(相當(dāng)于增透膜)，當(dāng)增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的時(shí)，燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后，從增透膜的前后表面反射回來的兩束紅外線發(fā)生干涉，相互抵消，使反射的紅外線強(qiáng)度減弱，達(dá)到冷光效果。故B正確。2光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光強(qiáng)度發(fā)生變化B立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象C日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片可以使景象更清晰D光學(xué)鏡頭上的增透膜答案D解析一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，當(dāng)看到透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，則說明光的振動方向與傳播方向相垂直，能反映光的偏振特性，A不符合題意；立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，能反映光的偏振特性，B不符合題意；在日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片，由于反射光太強(qiáng)，加偏振片可以將反射的偏振光過濾，使圖象清晰，C不符合題意；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，與光的偏振無關(guān)，D符合題意。3教材母題(人教版選修34 P62T3)太陽光照著一塊遮光板，遮光板上有一個較大的三角形孔。太陽光透過這個孔，在光屏上形成一個三角形光斑。請說明：遮光板上三角形孔的尺寸不斷減小時(shí)，光屏上的圖形將怎樣變化？說出其中的道理。變式子題讓太陽光垂直照射一塊大的遮光板，板上有一個可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時(shí)，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)()A由大變小的三角形光斑，直至光斑消失B由大變小的三角形光斑，明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失C由大變小的三角形光斑，明暗相間的黑白色條紋，直至黑白色條紋消失D由大變小的三角形光斑，小圓形光斑，明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失答案D解析三角形孔稍大時(shí)，據(jù)光的直線傳播規(guī)律，屏上應(yīng)是三角形光斑；逐漸減小三角形孔，到一定程度又符合小孔成像原理，屏上呈現(xiàn)小圓形亮斑，即為太陽的像；再減小三角形孔，至其大小與光的波長可比時(shí)，屏上又會呈現(xiàn)出彩色條紋，這是光通過小孔后的衍射圖樣。D正確。考點(diǎn)二用雙縫干涉測光的波長一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣。2掌握用公式x測定單色光的波長的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，光源發(fā)出的光，經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后相當(dāng)于線光源，經(jīng)雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過屏可以觀察到明暗相間的干涉條紋。若雙縫到屏的距離用l表示，雙縫間的距離用d表示，相鄰兩條亮條紋(暗條紋)間的距離用x表示，由x可得入射光的波長為，實(shí)驗(yàn)中d是已知的，測出l、x即可測出光的波長。三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理1觀察雙縫干涉圖樣(1)將光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示。(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距約510 cm，不安裝濾光片時(shí)，可觀察白光的干涉條紋。(5)在單縫和光源間放上紅色濾光片，觀察單色光的干涉條紋。2測定單色光的波長(1)在遮光筒有光屏的一端安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。(2)如圖甲所示，轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，如圖乙所示，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一條亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2，將該亮條紋記為第n亮條紋，則相鄰兩亮條紋間距x。(3)用刻度尺測量雙縫到光屏間的距離l。(4)將l、d、x代入x，求出紅光的波長。(5)多次重復(fù)上述步驟，求出波長的平均值。(6)換用綠色濾光片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫互相平行。2要保證光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和屏的中心在同一條軸線上。3測量頭的中心刻線要對著亮紋的中心。4要多測幾個亮紋中心間的距離，再求x。六、實(shí)驗(yàn)誤差分析1l的測量誤差因雙縫到屏的距離較長，l的測量應(yīng)選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小誤差。2測條紋間距x帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度。(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。(3)測量多條亮紋間距時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確。1(2018石家莊模擬)用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫間的距離L1100 mm，雙縫與屏的距離L2700 mm，雙縫間距d0.25 mm。用測量頭來測量相鄰亮條紋中心間的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮條紋的中心，如圖乙所示。(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，多次實(shí)驗(yàn)中，條紋有豎直的，有水平的，也有傾斜的，出現(xiàn)這些問題的原因是_。(2)當(dāng)分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1個亮條紋的中心時(shí)讀數(shù)x12.190 mm，對準(zhǔn)第4個亮條紋的中心時(shí)讀數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)x2_ mm。A7.869 B7.86 C7.36 D5.869(3)寫出計(jì)算波長的表達(dá)式_(用d、L1、L2、x1、x2表示)，根據(jù)已知數(shù)據(jù)和(2)中測得的數(shù)據(jù)，求解得到的波長為_ nm。答案(1)見解析(2)A(3)676解析(1)單縫和雙縫是豎直的，條紋就是豎直的；單縫和雙縫是水平的，條紋就是水平的；單縫和雙縫是平行且傾斜的，條紋就是傾斜的。(2)x27.869 mm。(3)由題意知x根據(jù)x得代入數(shù)據(jù)解得676 nm。2對用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)：(1)備有下列儀器：A白熾燈 B雙縫 C單縫 D濾光片E白色光屏把以上儀器裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是：_(填寫字母代號)。(2)已知雙縫到光屏之間的距離L500 mm，雙縫之間的距離d0.50 mm，單縫到雙縫之間的距離s100 mm，某同學(xué)在用測量頭測量時(shí)，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準(zhǔn)A亮條紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)B亮條紋的中心，如圖所示，前后兩次測量頭的讀數(shù)分別為x111.150 mm，x215.650 mm。則入射光的波長_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有_。A改用波長較長的光(如紅光)作為入射光B增大雙縫到屏的距離C增大雙縫到單縫的距離D增大雙縫間距答案(1)ADCBE(2)6.4107(3)AB解析(1)正確的排列次序應(yīng)該是ADCBE。(2)條紋間距x0.64 mm。則x6.4107 m。(3)由x可知，要增大條紋間距，可用波長更長的入射光或增大雙縫到屏的距離、減小雙縫間距，故A、B正確，C、D錯誤。考點(diǎn)三電磁波與相對論一、電磁場理論與電磁波1麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。2電磁波(1)電磁場在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波。(2)電磁波是橫波。電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直，如圖所示。(3)與機(jī)械波不同，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相同(都等于光速)。cf。(4)機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān)。vf。(5)電磁波具有反射、折射、衍射、干涉的特性。3電磁波的發(fā)射與接收(1)電磁波的發(fā)射發(fā)射條件：應(yīng)用開放電路；振蕩頻率足夠高。調(diào)制：為了利用電磁波傳遞聲音、圖像等信號，就要對傳輸信號進(jìn)行調(diào)制，常用的調(diào)制方式有兩種：a調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變。b調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變。(2)電磁波的接收當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時(shí)，激起的振蕩電流最強(qiáng)，這就是電諧振現(xiàn)象。使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。從經(jīng)過調(diào)制的高頻電流中“檢”出調(diào)制信號的過程，叫做解調(diào)。它是調(diào)制的逆過程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫做檢波。4電磁波譜按照電磁波的波長或頻率的大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜。按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。(1)對電磁波譜的理解波長不同的電磁波，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)。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。(2)不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用無線電波波動性強(qiáng)，應(yīng)用于通信、廣播、天體物理研究。紅外線熱效應(yīng)強(qiáng)，應(yīng)用于遙控、遙測、加熱、紅外攝像、紅外制導(dǎo)?？梢姽飧泄庑詮?qiáng)，應(yīng)用于照明、照相等。紫外線化學(xué)作用、熒光效應(yīng)強(qiáng)，應(yīng)用于殺菌、防偽等。X射線穿透力強(qiáng)，應(yīng)用于檢查、探測、醫(yī)用透視。射線穿透力最強(qiáng)，應(yīng)用于工業(yè)探傷、醫(yī)用治療。二、相對論初步1經(jīng)典的相對性原理(1)表述一：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。(2)表述二：在一個慣性參考系內(nèi)進(jìn)行的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能判斷這個慣性參考系是否相對于另一個慣性系做勻速直線運(yùn)動。(3)表述三：任何慣性參考系都是平權(quán)的。2狹義相對論的兩個基本假設(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)律都是相同的。(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相同的。3狹義相對論的幾個結(jié)論(1)長度的相對性狹義相對論中的長度公式ll0中，l0是相對于桿靜止的觀察者測出的桿的長度，而l可認(rèn)為桿沿桿的長度方向以速度v運(yùn)動時(shí)，靜止的觀察者測出的桿的長度，還可以認(rèn)為是桿不動，而觀察者沿桿的長度方向以速度v運(yùn)動時(shí)測出的桿的長度。(2)時(shí)間間隔的相對性時(shí)間間隔的相對性公式t中，是相對事件發(fā)生地靜止的觀察者測量同一地點(diǎn)的兩個事件發(fā)生的時(shí)間間隔，而t則是相對于事件發(fā)生地以速度v運(yùn)動的觀察者測量同一地點(diǎn)的同樣兩個事件發(fā)生的時(shí)間間隔。也就是說：在相對運(yùn)動的參考系中觀測，事件變化過程的時(shí)間間隔變大了，這就是狹義相對論中的時(shí)間膨脹(動鐘變慢)。(3)相對論的質(zhì)速關(guān)系物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，物體以速度v運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m。物體運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量m0。(4)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。1間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來探測軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車，即使車隊(duì)離開也瞞不過它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于()A可見光波段 B紅外波段C紫外波段 DX射線波段答案B解析紅外線是看不見的光，它的波長比可見光的紅光還長，它的熱作用比較強(qiáng)，并且不同的物體輻射的紅外線的波長和強(qiáng)度不同，利用靈敏的紅外線探測器吸收物體發(fā)出的紅外線，然后用電子儀器對接受到的信號進(jìn)行處理，就可以察知被探物體的特征，可制成熱譜儀、夜視儀等，題中這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于紅外線。B正確。2(2016全國卷)(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失答案ABC解析電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/s，與頻率無關(guān)，A項(xiàng)正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，B項(xiàng)正確；變化的電場和磁場相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，C項(xiàng)正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，D項(xiàng)錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗完為止，E項(xiàng)錯誤。3教材母題(人教版選修34 P104T4)A、B、C是三個完全相同的時(shí)鐘，A放在地面上，B、C分別放在兩個火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飛行，vBvC。地面上的觀察者認(rèn)為哪個時(shí)鐘走得最慢？哪個走得最快？變式子題(多選)用相對論的觀點(diǎn)判斷，下列說法正確的是()A時(shí)間是絕對的，空間是相對的B時(shí)間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個事件發(fā)生的時(shí)間和一個物體的長度總不會改變C在地面上的人看來，高速運(yùn)動的飛船中的時(shí)鐘會變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的D在地面上的人看來，高速運(yùn)動的飛船在運(yùn)動方向上會變窄，而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些E當(dāng)物體運(yùn)動的速度vc時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)可忽略不計(jì)答案CDE解析時(shí)間和空間都是相對的，A、B錯誤；根據(jù)“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)，C、D正確；當(dāng)速度vc時(shí)，121，所以“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)可忽略不計(jì)，E正確。課后作業(yè) 鞏固強(qiáng)化練1(多選)下列說法正確的是()A肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象B光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用綠光照射單縫，在光屏P上觀察到干涉條紋，用紅光代替綠光照射單縫將得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣D相對論認(rèn)為：豎直向上高速運(yùn)動的球在水平方向上變扁了E在真空中傳播的電磁波，當(dāng)它的頻率增加時(shí)，它的傳播速度不變，波長變短答案ACE解析根據(jù)光現(xiàn)象的成因知，A正確；全息照相不是利用光的全反射原理，而是和光的干涉有關(guān)，B錯誤；由x可知用紅光代替綠光，波長變大，相鄰條紋間距變大，C正確；相對論認(rèn)為：高速運(yùn)動的物體在運(yùn)動方向上長度變短，D錯誤；在真空中傳播的電磁波，傳播速度不變，由vf知頻率增加時(shí)，波長變短，E正確。2(多選)關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是()AX射線對生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是射線E在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信答案ABE解析紫外線比紫光的波長短，更不容易發(fā)生干涉和衍射，C錯誤；在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波，D錯誤。A、B、E的說法正確。3關(guān)于光的性質(zhì)，下列說法不正確的是()A光在介質(zhì)中的速度小于光在真空中的速度B雙縫干涉說明光具有粒子性C光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播D光的衍射現(xiàn)象說明光是一種波答案B解析由n>1可得A正確；干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以B錯誤，D正確；光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，C正確。4愛因斯坦相對論的提出，是物理學(xué)思想的重大革命，因?yàn)樗?)A揭示了時(shí)間、空間并非絕對不變的屬性B借鑒了法國科學(xué)家拉瓦錫的學(xué)說C否定了牛頓力學(xué)的原理D修正了能量、質(zhì)量互相轉(zhuǎn)化的理論答案A解析狹義相對論和廣義相對論揭示了時(shí)空的可變性，使人們能進(jìn)一步去研究高速運(yùn)動的物體，A正確。拉瓦錫是著名化學(xué)家，B錯誤。牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系適用對象是低速、宏觀物體，是相對論低速時(shí)的特例，所以相對論并沒有否定牛頓力學(xué)的原理，C錯誤。質(zhì)能方程是愛因斯坦首先提出的，D錯誤。5(多選)下列說法正確的是()A偏振光可以是橫波，也可以是縱波B光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理DX射線在磁場中能偏轉(zhuǎn)，穿透能力強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視E聲源與觀察者相對靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率答案BCE解析光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，偏振光是橫波，A錯誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，B正確；用光導(dǎo)纖維傳播信號是利用了光的全反射，C正確；X射線穿透力較強(qiáng)，但它不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，D錯誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知聲源與觀察者相對靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率，E正確。6對于機(jī)械波和電磁波，下面說法中正確的是()A它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象B它們在本質(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已C它們都可能是橫波，也可能是縱波D機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只跟頻率有關(guān)答案A解析機(jī)械波和電磁波本質(zhì)是不同的，但都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，故A正確，B錯誤；電磁波是橫波，電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)，也跟頻率有關(guān)，C、D錯誤。7.如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1106 m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n1.5的介質(zhì)中波長為4107 m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15107 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37；(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象。答案(1)暗條紋 (2)亮條紋 (3)見解析解析(1)設(shè)A光在空氣中波長為1，在介質(zhì)中波長為2，由n，得1n21.54107 m6107 m。路程差r2.1106 m所以N13.5從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長1的3.5倍，即的7倍，所以P點(diǎn)為暗條紋。(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC得n由此可知，B光在空氣中波長為1n23.15107 m5.25107 m故N24可見路程差為波長的整數(shù)倍，則用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋。(3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，因?yàn)锳光和B光的頻率不同，所以不能發(fā)生干涉，在屏上不會出現(xiàn)干涉條紋，但在光屏上仍能觀察到亮光。真題模擬練8(2018北京高考)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后()A干涉條紋消失B彩色條紋中的紅色條紋消失C中央條紋變成暗條紋D中央條紋變成紅色答案D解析當(dāng)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率相同的色光，相互疊加干涉，在光屏上形成彩色條紋，中央形成白色的亮條紋；當(dāng)在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只有紅光能通過單縫，然后通過雙縫后相互疊加干涉，在光屏上形成紅色干涉條紋，光屏中央為加強(qiáng)點(diǎn)，所以中央條紋變成紅色亮條紋，A、B、C錯誤，D正確。9(2017全國卷)(多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是()A改用紅色激光 B改用藍(lán)色激光C減小雙縫間距 D將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動E將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動答案ACD解析在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中相鄰亮條紋的間距x，因此要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距可減小雙縫間的距離，增大屏幕與雙縫的距離，換用波長更長或頻率更小的光做光源。故選A、C、D。10(2017江蘇高考)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有()A飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C地球上的人觀測到地球上的鐘較快D地球上的人觀測到地球上的鐘較慢答案AC解析飛船上的人觀察鐘表時(shí)，是以飛船為參考系，看到地球上的鐘表在高速運(yùn)動，觀察到地球上的鐘慢，飛船上的鐘快，選項(xiàng)A正確，B錯誤；同理地球上的人是以地球?yàn)閰⒖枷担^察結(jié)果是地球上的鐘快，飛船上的鐘慢，選項(xiàng)C正確，D錯誤。11(2016天津高考)如圖所示是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則()A在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大C照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光的飽和電流大D若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大答案D解析由干涉條紋間距x可知，a<b，可知a>b。同種均勻介質(zhì)，對頻率大的光折射率更大，即na>nb，光在介質(zhì)中的傳播速度v，故va<vb，A錯誤；發(fā)生全反射的臨界角滿足sinC，故Ca<Cb，B錯誤；飽和電流只與入射光強(qiáng)度有關(guān)，與頻率無關(guān)，C錯誤；光子能量Eh，因此Ea>Eb，D正確。12(2018南充模擬)下列說法正確的是()A全息照片的拍攝利用了光的衍射原理B只有發(fā)生共振時(shí)，受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力頻率C高速飛離地球的飛船中的宇航員認(rèn)為地球上的時(shí)鐘變慢D鳴笛汽車駛近路人的過程中，路人聽到的聲波頻率與該波源的頻率相比減小答案C解析全息照相利用了激光的頻率單一，相干性好的特點(diǎn)，利用了光的干涉原理，故A錯誤；受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)發(fā)生共振，故B錯誤；根據(jù)愛因斯坦相對論可知，t，所以高速飛離地球的飛船中的宇航員認(rèn)為地球上的時(shí)鐘變慢，故C正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，鳴笛汽車駛近路人的過程中，路人聽到的聲波頻率與該波源的頻率相比增大，故D錯誤。13(2018淮安質(zhì)檢)(多選)下列說法中正確的是()A地面附近有一高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到“火箭長度”要比火箭上的人觀察到的短一些B拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度C在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長也越長D玻璃內(nèi)氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射出的原因答案AB解析根據(jù)相對論可知，地面附近高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到的火箭長度比火箭上的人觀察到的要短一些，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱玻璃反射的光的強(qiáng)度，故B正確；在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，波速一定，根據(jù)公式vf可得，頻率越高，波長越短，C錯誤；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因?yàn)楣鈴牟Ａ湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，D錯誤。14(2018湖南名校聯(lián)考)(多選)如圖所示，光源S從水下向真空發(fā)射一束由紅光和藍(lán)光組成的復(fù)色光，在A點(diǎn)該復(fù)色光分成a、b兩束，則下列說法正確的是()Ab光是藍(lán)光B射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同C逐漸增大入射角，a光最先發(fā)生全反射Db光比a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象Ea、b兩束光在任何情況下都不可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象答案ABE解析根據(jù)n，結(jié)合光路圖可知，b光折射率較大，b光是藍(lán)光，A正確；a光是紅光，折射率較小，由n知，射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同，均為光速c，B正確；由n可知，b光的全反射臨界角較小，故逐漸增大入射角，b光最先發(fā)生全反射，C錯誤；a光波長比b光波長長，故a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D錯誤；產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是兩束光頻率相同，故知a、b兩束光在任何情況下都不可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，E正確。15(2018江蘇高考)(1)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波_。A是橫波B不能在真空中傳播C只能沿著梳子搖動的方向傳播D在空氣中的傳播速度約為3108 m/s(2)兩束單色光A、B的波長分別為A、B，且A>B，則_(選填“A”或“B”)在水中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較大。用同一裝置進(jìn)行楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以觀察到_(選填“A”或“B”)產(chǎn)生的條紋間距較大。答案(1)AD(2)AA解析(1)搖動的梳子在空中產(chǎn)生電磁波，電磁波是橫波，A正確；電磁波能在真空中傳播，B錯誤；電磁波傳播的方向與振動方向垂直，C錯誤；電磁波在空氣中傳播的速度約為3108 m/s，D正確。(2)波長越長，頻率越小，折射率越小，根據(jù)sinC，可知臨界角越大，所以A光的臨界角大；雙縫干涉條紋的間距x，因?yàn)锳光的波長較長，所以A光產(chǎn)生的條紋間距較大。