第4講光波動性電磁波相對論1/29一、光干涉頻率相同

1.條件：兩列光________相同，振動方向________，且含有恒定相位差，就能產生干涉.2/292.干涉圖樣(1)楊氏雙縫干涉：如圖13-4-1所表示.圖13-4-13/29

①單色光：等間距___________條紋，中央為明條紋.當光源S1、S2發出光到屏上P點旅程差r2－r1＝_________(k＝0,1,2…)時，光屏上出現明條紋.當光旅程差r2－r1＝___________(k＝0,1,2…)時，光屏上出現暗條紋.②白光：光屏上出現彩色條紋，且中央亮條紋是______色.③相鄰兩個亮條紋或暗條紋中心間距離Δx＝______.明暗相間kλ白4/29(2)薄膜干涉

①相干光：如圖13-4-2所表示，照射到透明薄膜上光，從薄膜前表面AA′和后表面BB′反射回來兩列光波.圖13-4-25/29

②圖樣特點：單色光：照射薄膜時形成明暗相間條紋.兩列光波旅程差Δr等于波長整數倍，即Δr＝________(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現明條紋；旅程差Δr等于半波長奇數倍，即Δr＝__________(n＝0,1,2，3…)，薄膜上出現暗條紋. 白光：形成__________色條紋.nλ(2n＋1)λ2彩6/29二、光衍射相差不多小

1.發生顯著衍射條件：只有當障礙物尺寸與光波長___________，甚至比光波長________時候，才會發生顯著衍射現象.7/29項目單縫衍射圓孔衍射單色光①中央為_______且_____條紋，兩側為_________條紋，且越靠外，亮條紋亮度______，寬度______③中央是大且亮圓形____，周圍分布著__________同心圓環，且越靠外，圓形亮條紋亮度_____，寬度_____；亮環或暗環間距離隨圓孔半徑增大而_____2.衍射條紋特點(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣比較.亮斑明暗相間越弱越小減小亮寬明暗相間越弱越小8/29項目單縫衍射圓孔衍射白光②中央為亮且寬____色條紋，兩側為亮度逐步_______、寬度______彩色條紋，其中最靠近中央色光是____光，離中央最遠是____光④中央是大且亮白色亮斑，周圍是不等間距____色同心圓環(續表)白變暗變小紫紅彩

(2)泊松亮斑(圓盤衍射)：當光照到__________(填“透明”或“不透明”)半徑很小小圓盤上時，在圓盤陰影中心出現_________(在陰影外還有不等間距明暗相間圓環).不透明亮斑9/29三、光偏振現象1.偏振某一特定

光波只沿___________方向振動. 2.自然光 太陽、電燈等普通光源發出光，包含在垂直于傳輸方向上沿_____________振動光，而且沿各個方向振動光波__________都相同，這種光叫做自然光.一切方向強度10/293.偏振光垂直橫偏振片

在________于傳輸方向平面上，只沿某個特定方向振動光.只有____波才有偏振現象.自然光經過________后，就得到了偏振光.11/29

四、電磁場、電磁波、電磁波譜

1.麥克斯韋電磁場理論 改變磁場能夠在周圍空間產生________，改變電場能夠在周圍空間產生________.2.電磁場電場磁場電場磁場

改變電場在周圍空間產生磁場，改變磁場在周圍空間產生電場，改變________和________總是相互聯絡成為一個完整整體，這就是電磁場.12/29

3.電磁波 (1)電磁場在空間由近及遠傳輸，形成電磁波. (2)電磁波傳輸不需要________，可在真空中傳輸，在真空中不同頻率電磁波傳輸速度是__________(都等于光速). (3)不一樣頻率電磁波，在同一介質中傳輸，其速度是________，頻率越_________，波速越_________.v＝______，f是電磁波頻率.介質相同不一樣高小λf13/29電磁波譜特征應用真空中波長/m頻率 /Hz遞變規律無線電波波動性強，易發生衍射無線電技術>10－3<3×1011紅外線熱效應紅外線遙感10－3～10－71011～1015可見光引發視覺照明、攝影10－71015紫外線化學效應、熒光 效應、能殺菌醫用消毒、防偽10－7～10－91015～1017X射線貫通性強檢驗、醫用透視10－8～10－111016～1019γ射線貫通本事最強工業探傷、醫用治療<10－11>10194.電磁波譜14/29五、狹義相對論基本假設質速關系、質能關系1.狹義相對論兩個基本假設(1)狹義相對性原理：在不一樣慣性參考系中，一切物理規律都是________.相同相同

(2)光速不變原理：真空中光速在不一樣慣性參考系中都是________，光速與光源、觀察者間相對運動沒相關系.15/292.相對論質速關系增大大于

(1)物體質量隨物體速度增加而__________，物體以速度v運動時質量m與靜止時質量m0之間有以下關系：

(2)物體運動時質量總要________靜止時質量m0. 3.相對論質能關系 用m表示物體質量，E表示它含有能量，則愛因斯坦質能方程為：E＝mc2.16/29【基礎檢測】1.(多項選擇，2016年吉林模擬)以下說法正確是()

A.光在介質中傳輸速度僅由介質本身所決定 B.雨后路面上油膜形成彩色條紋是由光干涉形成 C.楊氏雙縫干涉試驗中，當兩縫間距離以及擋板和屏距離一定時，紅光干涉條紋相鄰條紋間距比藍光干涉條紋相鄰條紋間距小 D.光偏振特征說明光是橫波 E.水中氣泡看起來尤其明亮，是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發生了全反射緣故17/29

解析：光在介質中傳輸速度由介質本身及光頻率共同決定，故A錯誤.油膜形成彩色條紋，是油膜前后表面反射光，進行光疊加，形成干涉條紋，故B正確.依據光干涉紋相鄰條紋間距比藍光干涉條紋相鄰條紋間距大，故C錯誤.光偏振現象說明光是一個橫波而不是縱波，故D正確.水中氣泡看起來尤其明亮，是因為光從水射向氣泡時，即從光密介質射向光疏介質時，一部分光在界面上發生了全反射，故E正確.答案：BDE18/292.(多項選擇)以下說法中正確是()

A.光偏振現象說明光含有波動性，但并非全部波都能發生偏振現象 B.改變電場一定產生改變磁場；改變磁場一定產生改變電場 C.在光雙縫干涉試驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄 D.某人在速度為0.5c飛船上打開一光源，則這束光相對于地面速度應為1.5c

E.火車過橋要慢行，目標是使驅動力頻率遠小于橋梁固有頻率，以免發生共振損壞橋梁

答案：ACE19/293.(多項選擇)以下說法中正確是()

A.光速不變原理指出光在真空中傳輸速度在不一樣慣性參考系中都是相同 B.紅光在玻璃磚中傳輸速度比紫光在玻璃磚中傳輸速度小 C.在機械波傳輸過程中，介質質點振動速度等于波傳輸速度 D.聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收頻率大于聲源振動頻率 E.依據麥克斯韋電磁理論可知，改變電場周圍一定可以產生磁場20/29參考系中都是相同.故A正確；依據v＝，且紅光在玻璃磚解析：依據光速不變原理是：真空中光速在不一樣慣性中折射率小，則有紅光在玻璃磚中傳輸速度比紫光在玻璃磚中傳輸速度大，故B錯誤；介質中質點振動速度與波傳輸速度是兩回事，質點振動速度是周期性改變，而波在同一均勻介質中傳輸時傳輸速度不變，故C錯誤；依據多普勒效應可知，聲源與觀察者相對靠近，觀察者所接收頻率大于聲源發出頻率，故D正確；據麥克斯韋電磁理論可知，改變電場周圍一定可產生磁場；故E正確.答案：ADE21/29內容干涉衍射現象在光重合區域出現加強或減弱現象光繞過障礙物偏離直線傳輸現象產生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔尺寸與波長差不多或更小經典試驗楊氏雙縫試驗單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)》》》考點1光干涉現象和衍射現象⊙重點歸納光干涉現象和衍射現象比較22/29內容干涉衍射圖樣特點不同點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楚條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點干涉、衍射都是波特有現象；干涉、衍射都有明暗相間條紋(續表)23/29【考點練透】1.(多項選擇)以下說法正確是()A.機械波、電磁波均能產生干涉、衍射現象B.泊松亮斑是光干涉現象中加強區C.全息攝影拍攝利用了光干涉原理D.在光雙縫干涉試驗中，條紋間距與縫寬度成反比E.波速公式v＝λf說明波速只與波長、頻率相關，與介質無關24/29

解析：只要是波均能發生干涉與衍射，故A正確；泊松亮斑是光衍射現象中加強區，故B錯誤；全息攝影拍攝利條紋間距與縫寬度成反比，故D正確；波速公式v＝λf，波速與波長、頻率相關，而對于c＝nv可知，波速還與介質折射率相關，故E錯誤.答案：ACD25/292.(多項選擇)以下說法正確是()

A.對于同一障礙物，波長越長光波越輕易繞過去 B.白光經過三棱鏡后在屏上出現彩色條紋是光一個干涉現象 C.紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變 D.用透明標準樣板和單色光檢驗平面平整度是利用了光干涉 E.不論光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到光速是不變

答案：ADE26/29》》》考點2電磁場、電磁波和相對論

⊙重點歸納

1.波長不一樣電磁波，表現出不一樣特征.其中波長較長無線電波和紅外線等，易發生干涉、衍射現象；波長較短紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強. 2.電磁波譜中，相鄰兩波段電磁波波長并沒有很顯著界限，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重合，但它們產生機理不一樣. 3.電磁波與機械波不一樣，機械波在介質中傳輸速度只與介質相關，電磁波在介質中傳輸速度與介質和頻率均相關.27/29【考點練透】3.(多項選擇)關于電磁波譜，以下說法中正確是()

A.X射線對生命物質有較強作用，過量X射線輻射會引發生物體病變 B.γ射線是波長最短電磁波，它比X射線頻率還要高 C.紫外線比紫光更輕易發生干涉和衍射 D.在電磁波譜中，最輕易發生衍射現象是γ射線 E.