2025年高考物理复习讲义第十三章第2讲　光的波动性　电磁波　相对论（含解析）.docx

eq\o(\s\up15(第2讲光的波动性电磁波相对论))

素养目标1.观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用．会用双缝干涉实验测定光的波长．(物理观念)2.了解电磁振荡和电磁波．知道电磁波的发射、传播和接收．认识电磁场的物质性．(物理观念)3.认识电磁波谱．知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用．知道光也是一种电磁波．(物理观念)4.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展中的意义．(物理观念)5.通过光的干涉和衍射的条件，判断光的干涉、衍射．(科学思维)6.通过理解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁波的产生过程．(科学思维)

一、光的干涉、衍射和偏振

1．光的干涉

(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现明条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．

(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．

(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．

直

观

情

境

2.光的衍射

(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小时，衍射现象才会明显．

(2)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较

单缝衍射

圆孔衍射

单色光

中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度减弱，宽度越小(如图甲所示)

①中央是大且亮的圆形斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度减小(如图乙所示)．

②亮环或者暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小

白光

中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，最外侧的是红光

中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色同心圆环

直

观

情

境

(3)泊松亮斑(圆盘衍射)

当光照射到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环(如图丙所示)．

3．光的偏振

(1)偏振现象：横波只沿某一特定方向振动，称为波的偏振现象．

(2)自然光通过偏振片后，就得到了偏振光.

直

观

情

境

(3)光的偏振充分说明光是横波，只有横波才有偏振现象．除了从光源直接发出的光以外，我们通常见到的大部分光都是偏振光．

(4)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．

二、电磁振荡电磁波

1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．

2．电磁波及其传播

(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波，电磁波是横波．

(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中不同频率的电磁波传播速度都等于光速，但在同一介质中，不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小．

(3)波速公式：v＝λf，f是电磁波的频率．

3．电磁波的发射与接收

(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频)．

(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中解调出来．调幅波的解调也叫检波．

4．电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成的谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．

5．电磁振荡(以LC振荡电路为例)

(1)产生：在LC振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E、线圈内的磁感应强度B发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡．

(2)周期和频率

周期：T＝2πeq\r(LC)(其中L指自感系数，C指电容)．

频率：f＝eq\f(1,2π\r(LC)).

1．思维辨析

(1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉.()

(2)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．()

(3)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．()

(4)自然光是偏振光.()

(5)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场．()

2．(多选)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是()

A．图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”

B．图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度

C．图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹

D．图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹

3．如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q.现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说