(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习第十二章光电磁波第2讲光的波动性电磁波课件.pptx
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1、,第十二章 光 电磁波,第2讲 光的波动性 电磁波,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.产生条件 两列光的 相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样. 2.杨氏双缝干涉 (1)原理如图1所示.,一、光的干涉,图1,频率,(2)条纹特点 单色光:形成明暗相间的条纹,中央为 . 白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是 (填写颜色).,3.薄膜干涉 (1)相干光:光照射到透明薄膜上,从 反射的两列光波. (2)图样特点:同双缝干涉,同一条亮
2、(或暗)条纹对应的薄膜的厚度 .单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成彩色条纹.,亮条纹,白色,薄膜的两个表面,相等,解析 白光包含各种颜色的光,它们的波长不同,在相同条件下做双缝干涉实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹,A正确.,自测1 一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是 A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D.上述说法都不正确,答案,1.
3、发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长 ,甚至比光的波长还小时,衍射现象才会明显. 2.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较,二、光的衍射,相差不多,明暗相间,明暗相,间,减小,(2)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到 (选填“透明”或“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).,逐渐变暗,同心圆环,不透明,1.偏振:光波只沿 方向的振动. 2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是 .自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.,三、光的偏振现象,某个特定,横波,解析 两支铅笔靠在一起
4、,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光,故A错误; 光是横波,偏振光也是横波,故B错误; 激光也是光,因此激光具有光波的特性,能够发生衍射现象,故C错误; 医学上利用激光切除肿瘤,主要是因为激光的方向性好,而且具有很高的能量,故D正确.,自测2 下列说法正确的是 A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光 B.偏振光可以是横波,也可以是纵波 C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象 D.激光可以像手术刀一样切除肿瘤,答案,1.LC振荡电路和图象(如图2所示):,四、电磁振荡和电磁波,图2,3.麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生 ,变化的电场产生磁场.
5、变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场. 4.电磁波 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波. (1)电磁波是横波,在空间传播 (填“需要”或“不需要”)介质; (2)真空中电磁波的速度为 m/s; (3)vf对电磁波 ; (4)电磁波能产生反射、折射、 和衍射等现象.,电场,不需要,3.0108,同样适用,干涉,5.发射电磁波的条件: (1)要有足够高的 ; (2)电路必须 ,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. 6.电磁波谱:按电磁波的波长从长到短分布是 、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线,形成电磁波谱;递变规律:直线传播能力增强,衍射能力
6、减弱.,振荡频率,开放,无线电波,自测3 (多选)关于电磁波及其应用,下列说法正确的是 A.麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在 B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象 C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程 D.微波能使食物中的水分子的热运动加剧从而实现加热的目的,返回,答案,解析 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首先通过实验证实了电磁波的存在,故A错误;电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程,故C错误.,研透命题点,命题点一 光的干涉现象,类型1 杨氏双缝干涉,2.亮暗条纹的判断方法: 如图3所示,光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差 为rr2r1. (1)当rk(k0,1,2)时
7、,光屏上P处出现亮条纹.,图3,例1 (多选)(2017浙江4月选考16)图4中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图,双缝S1和S2间距为0.80 mm,双缝到屏的距离为0.80 m.波长为500 nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上,在屏上形成干涉条纹.中心轴线OO上方第1条亮纹中心位置在P1处,第3条亮纹中心位置在P2处.现有1号、2号虫子分别从S1、S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行,1号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到P1,2号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到P2.假定两只虫子爬行速率均为103 m/s.正确的是 A.1号虫子运动路程比2号短 B.两只虫子运动的时间差为0.2 s
8、C.两只虫子运动的时间差为1.0 s D.已知条件不够,两只虫子运动时间差无法计算,答案,图4,中心轴线OO上方第1条亮纹中心位置在P1处,,中心轴线OO上方第3条亮纹中心位置在P2处,,变式1 关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是 A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源 B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹 D.照射到单缝的单色光的频率越高,光屏上出现的条纹越宽,答案,解析 单缝的作用是获得一束细光,故A错误; 双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源,故B正确; 屏上出现暗条纹处距两缝的路程差等于半个波长的奇数倍,故
9、C错误;,变式2 (多选)如图5所示是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心,P1为第一级亮条纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则 A.屏上的干涉条纹的间距将变大 B.屏上的O点可能出现暗条纹 C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心 D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心,答案,图5,O点到S1、S2光程差仍然为零,仍为中央亮条纹,B错误; x变大,P1到双缝的光程差小于一个波长,不可能是亮条纹的中心,但可能为暗条纹的中心,故C错误,D正确.,类型2 薄膜干涉 1.形成 如图6所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔
10、形.光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA和后表面BB分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.,图6,2.亮、暗条纹的判断 (1)在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差r等于波长的整数倍,即rn(n1,2,3),薄膜上出现亮条纹. (2)在Q处,两列反射回来的光波的路程差r等于半波长的奇数倍,即r(2n1) (n0,1,2,3),薄膜上出现暗条纹.,A.干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动 D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧,例2 (多选)
11、把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图7所示.这时可以看到明暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是,答案,图7,解析 根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,所以A项正确,B项错误; 条纹的位置与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,故条纹向着劈尖移动,故C项正确; 因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一侧,故D项错误.,解析 由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大,而上侧的比较薄,相同高度的肥皂膜的
12、厚度相同,故出现水平的明暗相间的干涉条纹.故B正确,A、C、D错误.,变式3 用如图8所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图,其中最合理的是,答案,图8,1.对光的衍射的理解 (1)波长越长,衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别. (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看做是沿直线传播的.,命题点二 光的衍射和偏振现象,2.单缝衍射与双缝干涉的比较,3.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于
13、光的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.,4.光的偏振 (1)自然光与偏振光的比较,(2)偏振光的应用:加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.,例3 单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图象是下图中,答案,解析 在光的单缝衍射图样中,中间是宽度最大最亮的亮条纹,在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小,亮度也越来越低,故选项A正确.,解析 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹;白光的衍射图样是彩色条纹;光照到不透明小圆盘上,在其阴影处出现亮点,是衍射现象;衍射是波
14、特有的现象,只有明显与不明显之分,光照到较大圆孔上出现大光斑,大光斑的边缘模糊,正是光的衍射造成的,不能认为不存在光的衍射现象.故A、C正确.,变式4 (多选)关于光的衍射现象,下面说法正确的是 A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射 D.光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直线传播,不存在光的衍射,答案,A.到达O处光的强度会明显减弱 B.到达O处光的强度不会明显减弱 C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片B转过的角度等于 D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片A
15、转过的角度等于,例4 (多选)奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度,这一角度称为“旋光度”,的值只与糖溶液的浓度有关,将的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了.如图9所示,S是自然 光源,A、B是偏振片,转动B,使到 达O处的光最强,然后将被测样品P置 于A、B之间.以下说法中正确的是,答案,图9,解析 偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度,所以到达O处光的强度会明显减弱,故A正确,B错误; 将偏振片B转动
16、一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片B转过的角度等于,故C正确; 同理,将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于,故D正确.,1.麦克斯韦电磁场理论,命题点三 电磁振荡和电磁波,2.对电磁波谱的“三点”说明 (1)波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、射线等,穿透能力较强. (2)电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X射线和射线都有重叠. (3)电磁波的能量随频率的增大而增大.,例5 (多选)关于图10中现象的表述正确的是,答案,图10,A.甲图中蝙
17、蝠利用超声波定位 B.乙图中CT是利用射线照射人体 C.丙图中回路电阻和向外辐射电磁波造成振荡电流能量的减小 D.丁图中夜视系统是利用不可见光中的紫外线,解析 题图甲中蝙蝠利用超声波定位,从而进行捕食,故A正确; CT是利用X射线照射人体的,不是利用射线,故B错误; 题图丙中回路电阻和向外辐射电磁波造成振荡电流能量的减小,故C正确; 题图丁中夜视系统是利用不可见光中的红外线,故D错误.,变式5 (多选)LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图11所示,则下列说法正确的是 A.此时电路中电流的方向为顺时针 B.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电 C.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电 D.若电容
18、器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大,图11,变式6 (多选)关于电磁场和电磁波说法正确的是 A.变化的电场和变化的磁场是相互联系的,它们统称为电磁场 B.电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波 C.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场 D.电磁波是一种波,声波也是一种波,理论上它们是同种性质的波,答案,解析 变化的电场和变化的磁场是相互联系的,它们统称为电磁场,故A正确; 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,逐渐向外传播,形成电磁波,故B正确; 变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,恒定的电场不产生磁场,恒定的磁场也不产生电场,故C错误; 电磁波是一种波,声波也是一种波,
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