PAGEPAGE2第37講光的波動性電磁波和相對論[解密考綱]考查光的干預、衍射條件、干預條紋和衍射條紋的區別、干預條紋寬度的計算、電磁波的理解、狹義相對論的簡單了解．1．關于生活中遇到的各種波，以下說法正確的選項是(B)A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B．在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C．太陽光中的可見光和醫院“B超〞中的超聲波傳播速度相同D．遙控器發出的紅外線波長和醫院“CT〞中的X射線波長相同解析：聲波也能傳遞信息，A項錯誤；通話過程中，之間通過電磁波傳遞信息，人和之間通過聲波傳遞信息，B項正確；太陽中的可見光傳播速度為光速，即為3×108m/s，而超聲波的傳播速度等于聲音在空氣中(15℃2．以下說法正確的選項是(B)A．麥克斯韋證明了光的電磁說的正確性B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學作用C．X射線的穿透本領比γ射線更強D．X射線與γ射線的產生機理不同，因此它們的頻率范圍界線清楚，不可能重疊解析：麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性．X射線是原子的內層電子受激發而產生的，γ射線是原子核受激發而產生的，產生機理確實不同，但X射線和γ射線都有一個較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊．綜上所述，A、D選項不正確，B選項與事實一致，C選項與事實相反．所以只有選項B正確．3．驗鈔機發出的電磁波能使鈔票上用于防偽的熒光物質發光，電視機的遙控器用它發出的電磁波來控制電視機．對于它們發出的電磁波，以下判斷正確的選項是(D)A．它們發出的都是紅外線B．它們發出的都是紫外線C．驗鈔機發出的是紅外線，遙控器發出的是紫外線D．驗鈔機發出的是紫外線，遙控器發出的是紅外線解析：激發熒光物質發出熒光的是紫外線，用來控制電視機的遙控器發出的電磁波屬于紅外線，D項正確．4．太陽外表的溫度約為6000K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在可見光波段；人體的溫度約為310K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在紅外線波段；宇宙空間內的電磁輻射相當于溫度為3K的物體發出的，這種輻射稱為“3K背景輻射〞．假設要對“3K背景輻射〞進行觀測研究，那么應選擇的觀測波段為(D)A．X射線 B．γ射線C．紫外線 D．無線電波解析：無線電波用于通信、播送及其他信號傳輸．天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波，進行天體物理研究．D項正確．5．慣性系S中有一邊長為l的正方形，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象可能是(C)解析：由相對論知識易得運動方向上的邊長變短，垂直運動方向的邊長不變，故C項符合題意．6．(多項選擇)電子的電荷量為1.6×10－19C，質量為9.1×10－31kg，一個電子被電壓為10A．電子的質量不變B．電子的質量增大C．電子的速度可以到達1.9D．電子的速度不可能到達c解析：電子被電場加速后，根據相對論效應m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v,c)2))可知，隨電子速度的增大，其質量也增大，故A項錯，B項正確；此時不能根據qU＝eq\f(1,2)m0v2求速度，任何物體的速度都不可能超過光速c，故C項錯，D項正確．7．(多項選擇)某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現象后，總結出以下幾點，你認為正確的選項是(ACD)A．假設狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行B．假設狹縫與線狀白熾燈垂直，衍射條紋與狹縫垂直C．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關D．衍射條紋的間距與光的波長有關解析：假設狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行且現象明顯；衍射條紋的疏密程度與縫寬有關，狹縫越小，條紋越疏；條紋間距與波長有關，波長越長，間距越大．8．(多項選擇)在雙縫干預實驗中，某同學用黃光作為入射光．為了增大干預條紋的間距，該同學可以采用的方法有(AC)A．改用紅光作為入射光 B．改用藍光作為入射光C．增大雙縫到屏的距離 D．增大雙縫之間的距離解析：根據條紋間距Δx＝eq\f(l,d)·λ可知：要增大干預條紋的間距，可增大λ，λ紅>λ黃，A項正確；λ黃>λ藍，B項錯誤；增大到屏的距離l，Δx增大，C項正確；增大雙縫間距d，Δx減小，D項錯誤．9．(多項選擇)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干預裝置得到各自的干預圖樣，設相鄰兩個亮條紋的中心距離為Δx，看Δx甲>Δx乙，那么以下說法正確的選項是(BD)A．甲光能發生偏振現象，乙光那么不能發生B．真空中甲光的波長一定大于乙光的波長C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D．在同一均勻介質中甲光的傳播速度大于乙光解析：偏振現象是橫波特有的現象，甲、乙都可以有偏振現象發生，A項錯誤；由Δx甲>Δx乙和Δx＝eq\f(l,d)λ可知甲光的波長大于乙光，B項正確；光子能量取決于光子的頻率，而光子頻率與波長成反比，C項錯誤；波長短的光頻率大，在介質中的傳播速度慢，D項正確．10．(多項選擇)在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如下圖的干預實驗法，A的上外表是一光滑平面，在A的上方放一個透明的平行板B，B與A上外表平行，在它們間形成一個厚度均勻的空氣膜．現在用波長為λ的單色光垂直照射，同時對A緩慢加熱，A均勻膨脹，在B上方觀察到B板的亮度發生周期性的變化．當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，那么(BD)A．出現最亮時，B上外表反射光與A上外表反射光疊加后加強B．出現最亮時，B下外表反射光與A上外表反射光疊加后加強C．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加eq\f(λ,4)D．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加eq\f(λ,2)解析：出現最亮時，為B的下外表反射光與A上外表的反射光疊加后加強，A項錯，B項對；薄膜干預中，當薄膜厚度為光在薄膜中半波長的整數倍，反射光加強，為最亮，因此溫度由t1升至t2時，A的高度變化為eq\f(1,2)波長，C項錯，D項對．11．在信息技術迅猛開展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介．光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的．假設激光束不是垂直投射到盤面上，那么光線在通過透明介質層時會發生偏折而改變行進方向，如下圖．以下相關說法正確的選項是(D)A．圖中①光是紅光，②光是藍光B．在光盤的透明介質中，①光比②光傳播更快C．假設①光、②光先后通過同一雙縫干預裝置，前者得到的條紋比后者的寬D．假設①光、②光先后通過同一單縫衍射裝置，前者得到的中央亮紋比后者的中央亮紋窄解析：同種介質對藍光的折射率比對紅光的折射率大，故以相同入射角入射時，折射角較小的①是藍光，折射角較大的②是紅光，A項錯；根據折射率n＝eq\f(c,v)可知，②光速度較大，B項錯；通過同一干預裝置，紅光的波長大于藍光的波長，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，紅光干預條紋較寬，C項錯；通過同一單縫衍射裝置，藍光的中央條紋較窄，D項正確．12．1801年，托馬斯·楊用雙縫干預實驗研究了光波的性質.1834年洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干預的結果(稱洛埃利鏡實驗)．如圖為洛埃利鏡實驗的原理圖，S為單色光源，M為平面鏡，光源S到平面鏡的距離和到屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干預條紋，那么相鄰的兩條亮紋間距離Δx為(C)A．eq\f(L,a)λ B．eq\f(2L,a)λC．eq\f(L,2a)λ D．eq\f(3L,a)λ解析：由于反射光線過像點，作出光路圖，如圖，S和S′相當雙縫，那么Δx＝eq\f(L,d)λ＝eq\f(L,2a)λ.13．以下所示的圖片、示意圖或實驗裝置圖大都來源于課本，那么以下判斷錯誤的選項是(B)A．甲圖是薄膜干預的圖樣，照相機、望遠鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干預的應用B．乙圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑〞C．丙圖是在平靜無風的海面上出現的“蜃景〞，上方是蜃景，下方是景物D．丁圖是衍射圖樣，其最明顯的特征是條紋間距不等解析：照相機、望遠鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干預的應用，A項正確；乙圖是小圓盤衍射的圖樣，不是小孔衍射的圖樣，B項錯誤；海面上的下層空氣的溫度比上層低，那么下層空氣的密度比上層要大，故下層空氣的折射率比上層空氣的折射率要大，由于人眼認為光線是沿直線傳播的，故上方是蜃景，下方是景物，C項正確；衍射圖樣最明顯的特征是條紋間距不等，D項正確．14．登山運發動在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否那么將會嚴重地損傷視力，有人想利用薄膜干預的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.1×1014kHz，那么他設計的這種“增反膜〞的厚度至少是(C)A．9.25×10－10m B．1.85×10－C．1.24×10－10m D．6.18×10－解析：為了減少進入眼睛的紫外線，應使入射光分別從該膜的前后兩個外表反射出來形成的光疊加后加強，那么光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應等于光在薄膜中的波長λ′的整數倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)因此，薄膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的eq\f(1,2).紫外線在真空中的波長是λ＝eq\f(c,ν)＝3.7×10－10m，在膜中的波長是λ′＝eq\f(λ,n)＝2.47×10－10m，故膜的厚度至少是1.24×10－10m.15．如下圖，豎直墻上掛著一面時鐘，地面上的靜止的觀察者A觀測到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運動，觀測到鐘的面積為S′.那么S和S′的大小關系是A．(填寫選項前的字母)A．S>S′ B．S＝S′ C．S<S′ D．無法判斷16．如下圖，當用激光照