选修3-4 第4课时.ppt

第4课时　光的波动性　电磁波　相对论 一、光的干涉、衍射和偏振 [基础导引] 1．(2015·益阳检测)下列现象中由光的干涉产生的是(　　) A．天空出现彩虹 B．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹 C．阳光通过三棱镜形成彩色光带 D．光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹 E．照相机的镜头成蓝紫色 【答案】BE 【解析】天空出现彩虹，是光的折射现象，阳光通过三棱镜折射形成彩色光带，选项A、C错误；肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹是由光的干涉产生的，选项B正确；光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹，是由光的衍射产生的，选项D错误．照相机的镜头前涂上增透膜，光线在膜上产生干涉现象，镜头成蓝紫色，选项E正确． 2．(2015·安徽联考)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于单色光的单缝衍射图样的是(　　) 【答案】B 【解析】在A图条纹等间隔，是单色光干涉图样．B和D图条纹中间是宽的亮条纹，两侧条纹变窄且对称，属于衍射图样，B图为单色光衍射图样，D图为白光衍射图样．C图是水波通过小孔后的衍射图样． [知识梳理] 1．光的干涉 (1)条件和方法 ①两列光的______相同，相位和振动方向相同，才能产生稳定的干涉现象． ②将同一列光分为两列光，可以获得相干光源．双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源． (2)双缝干涉 ①原理如图所示． ②明、暗条纹的条件 a．光的路程差|r2－r1|＝kλ(k＝0,1,2，…)光屏上出现亮条纹． b．光的路程差|r2－r1|＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)光屏上出现暗条纹． ③条纹间距公式：________. (3)薄膜干涉 ①原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位置，来自前后两个面的反射光________不同，叠加后出现明暗相间的条纹． ②应用 a．增透膜． b．利用光的干涉检查平整度． 2．光的衍射 (1)概念：光离开直线路径而绕过障碍物继续传播的现象． (2)条件：在障碍物(或孔)的尺寸可以跟__________相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显． (3)各种衍射图样： ①中央为________，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同，白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光． ②圆孔衍射：明暗相间的不等距______． ③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的________出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一． 3．光的偏振 (1)偏振光：在垂直于光传播方向的平面上，只沿某个________振动的光． (2)产生途径：①光通过偏振片；②一定条件下光通过介质表面形成的反射光和折射光． (3)应用：拍摄景物照片时镜头加偏振片可使景像清晰，拍摄或观看立体电影等． 二、电磁场和电磁波 [基础导引] (2013·浙江卷)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　 ) A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 【答案】B 【解析】无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，选项A错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，选项B正确；太阳光中的可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，两者波速不同，选项C错误；红外线波长较X射线波长，选项D错误． [知识梳理] 1．麦克斯韦电磁场理论 2．电磁场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个__________，这就是电磁场． 3．电磁波 (1)产生：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波． (2)发射——调制： ①条件：足够高的振荡频率和开放电路； ②方法：调频和调幅 (3)接收：通过解调接收电磁波，再通过解调获取信息． (4)特点： ①电磁波是横波，在空间传播_________介质． ②真空中电磁波的速度约为3×108 m/s. ③v＝λf对电磁波也适用． ④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象． 4．电磁波谱 (1)定义：按电磁波的波长从长到短分布是_________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱．其波长依次_____，频率依次_____． (2)电磁波谱的特性、应用 三、狭义相对论 [基础导引] (2010·北京卷)属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中(　　) A．真空中光速不变　 B．时间间隔具有相对性 C．物体的质量不变 D．物体的能量与质量成正比 【答案】A 【解析】狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即