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1、第二节光的波动性电磁波第二节光的波动性电磁波课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练基础知识梳理基础知识梳理第二节光的波动性电磁波第二节光的波动性电磁波基础知识梳理基础知识梳理一、光的干涉一、光的干涉1双缝干涉双缝干涉(1)干涉条件：两束光干涉条件：两束光频率相等；频率相等；相位差恒定；相位差恒定；振动方向一致振动方向一致(2)干涉现象：干涉现象：若用单色光做实验，则屏上会出若用单色光做实验，则屏上会出现明暗相间的条纹；现明暗相间的条纹；若用白光做实验，则屏的若用白光做实验，则屏的中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹(3)屏上出现
2、明、暗条纹处的特征：屏上出现明、暗条纹处的特征：若屏上某处若屏上某处到双缝的光程差等于半个波长的奇数倍，则该处到双缝的光程差等于半个波长的奇数倍，则该处出现暗条纹；出现暗条纹；若屏上某处到双缝的光程差等于若屏上某处到双缝的光程差等于波长的整数倍，则该处出现明条纹波长的整数倍，则该处出现明条纹二、光的衍射二、光的衍射1光的衍射：光绕过光的衍射：光绕过_偏离偏离_传播的传播的现象现象2光发生明显衍射的条件：只有当障碍物的光发生明显衍射的条件：只有当障碍物的_可以与光的波长相比，甚至比光的波长还可以与光的波长相比，甚至比光的波长还_的时候，衍射现象才会明显的时候，衍射现象才会明显障碍物障碍物直线直线
3、尺寸尺寸小小3衍射条纹的特点：单色光的衍射图样为中间衍射条纹的特点：单色光的衍射图样为中间_且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央条纹宽度比中央窄窄且且_；白光的衍射图样为中；白光的衍射图样为中间间宽宽且亮的且亮的_，两侧是渐窄且暗的彩，两侧是渐窄且暗的彩色条纹色条纹4泊松亮斑：当光照到不透明的小圆板上，在泊松亮斑：当光照到不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现亮斑圆板的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环距的明暗相间的圆环)宽宽暗暗白色条纹白色条纹思考感情思考感情双缝干涉与单缝衍射条纹相同吗？双缝干涉与单
4、缝衍射条纹相同吗？提示：提示：不相同不相同三、光的偏振三、光的偏振1偏振：横波只沿某一特定的方向振动，称为偏振：横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振波的偏振2自然光：在垂直于传播方向上沿一切方向振自然光：在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且沿着各个方向振动的光波的动的光，且沿着各个方向振动的光波的_都都相同如由太阳、电灯等普通光源发出的光相同如由太阳、电灯等普通光源发出的光3偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一个特定着某一个特定_振动的光如自然光经偏振振动的光如自然光经偏振片作用后的光片作用后的光4应用：利用偏振片摄影、观看立体电影等应用：
5、利用偏振片摄影、观看立体电影等强度强度方向方向四、电磁场与电磁波四、电磁场与电磁波1麦克斯韦电磁场理论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场能够在周围空间产生磁场2电磁场电磁场变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场的整体，这就是电磁场3电磁波电磁波电磁场电磁场(电磁能量电磁能量)由近及远地传播形成电磁波由近及远地传播形成电磁波(1)电磁波是电磁波是_波，在空
6、间传播波，在空间传播_介质介质(2)真空中电磁波的速度为真空中电磁波的速度为_ m/s.横横不需要不需要3.01081发射电磁波的条件：发射电磁波的条件：第一，要有足够高的频率；第一，要有足够高的频率；第二，电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场第二，电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间分散到尽可能大的空间2调制有调制有_和和_两种方式，两种方式， _是调是调制的逆过程制的逆过程调幅调幅调频调频检波检波六、电磁波谱六、电磁波谱课堂互动讲练课堂互动讲练一、光的干涉和衍射一、光的干涉和衍射1双缝干涉条纹的形成分析双缝干涉条纹的形成分析双缝双缝S1、S2之间的距离为之间的距离为d，
7、双缝到屏间的距离为，双缝到屏间的距离为L，屏上一点，屏上一点P到双缝距离分别为到双缝距离分别为r1和和r2，由图，由图1321可以知双缝可以知双缝S1和和S2到屏上到屏上P的路程差为的路程差为r(光光程差程差)，rr2r1.2干涉与衍射的比较干涉与衍射的比较内容内容干涉干涉衍射衍射现象现象在光重叠区域出现加强或在光重叠区域出现加强或减弱的现象减弱的现象光绕过障碍物偏离直线光绕过障碍物偏离直线传播的现象传播的现象产生产生条件条件两束光频率相同、相位差两束光频率相同、相位差恒定，即必须是相干光源恒定，即必须是相干光源障碍物或孔的尺寸比波障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多长小或相差不多(明显明显衍射
8、的条件衍射的条件)典型典型实验实验杨氏双缝干涉实验、薄膜杨氏双缝干涉实验、薄膜干涉干涉单缝衍射、圆孔衍射、单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射不透明圆盘衍射图样图样特点特点中央明纹，两边等间距分中央明纹，两边等间距分布的明暗相间条纹布的明暗相间条纹中央最宽最亮，两边不中央最宽最亮，两边不等间距分布的明暗相间等间距分布的明暗相间条纹条纹应用应用检查平面，增透膜，测定波长检查平面，增透膜，测定波长【名师点睛名师点睛】 (1)干涉和衍射是波的特征，波干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显在任何情况下长越长，干涉和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都可以发生
9、衍射现象，只是明显与不明显的差别别(2)衍射现象说明衍射现象说明“光沿直线传播光沿直线传播”只是近似规只是近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可律，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播以看作是沿直线传播即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一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，让单色光从上端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图方射入，如图1322所示，这时可以看到亮所示，这时可以看到亮暗相间的条纹下面关于条纹的说法中正确的暗相间的条纹下面关于条纹的说法中正确
10、的是是()图图1322A干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前干涉条纹的产生是由于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干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果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观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧解析：解析：选选AC.根据薄膜干涉的产生原理，上述现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，象是由空气膜前后表面反射的两列光叠
11、加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以强，形成亮条纹，所以A项对，项对，B项错；因相干光项错；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的项错误；根据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，度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故故C项正确项正确二、电磁波谱的分析应用二、电磁波谱的分析应用【名师点睛名师点睛】(1)频
12、率和波长不同的电磁波，表频率和波长不同的电磁波，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；波长较短的紫外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、外线、X射线、射线、射线等，穿透能力较强射线等，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，如紫外线和有很明显的界线，如紫外线和X射线、射线、X射线和射线和射线都有重叠，但它们产生的机理不同射线都有重叠，但它们产生的机理不同即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.关于电磁波谱，下列说法中正
13、确的是关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A红外线比红光波长长，它的热作用很强红外线比红光波长长，它的热作用很强BX射线就是伦琴射线射线就是伦琴射线C阴极射线是一种频率极高的电磁波阴极射线是一种频率极高的电磁波D紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用用是荧光作用解析：解析：选选AB.从电磁波的基本概念进行分析在从电磁波的基本概念进行分析在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故红外线的波长比红光长，红外线属于可见光，故红外线的波长比红光长，红外线明显的作用是热效应，故明显的作用是热效应，故A
14、正确正确X射线就是伦琴射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故很短的电磁波，故B正确阴极射线与电磁波有正确阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是中的速度是3108 m/s，而阴极射线的速度总是小，而阴极射线的速度总是小于于3108 m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故，阴极射线的实质是高速电子流，故C错误在电磁波谱中，紫外线与伦琴射线有重叠错误在电磁波谱中，紫外线与
15、伦琴射线有重叠部分，二者波长关系不确定，紫外线的显著作用是部分，二者波长关系不确定，紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故D错误错误 (满分样板满分样板8分分)如图如图1323所示，在双缝干涉实验所示，在双缝干涉实验中，中，S1和和S2为双缝，为双缝，P是光屏上是光屏上的一点的一点,已知已知P点与点与S1、S2距离之距离之差为差为2.1106 m，分别用，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问涉实验，问P点是亮条纹还是暗点是亮条纹还是暗条纹条纹？经典题型探究经典题型探究光的干涉、衍射的应用光
16、的干涉、衍射的应用图图1323(1)已知已知A光在折射率为光在折射率为n1.5的介质中波长为的介质中波长为4107 m.(2)已知已知B光在某种介质中波长为光在某种介质中波长为3.15107 m，当，当B光从这种介质射向空气时，临界角为光从这种介质射向空气时，临界角为37.(3)若让若让A光照射光照射S1，B光照射光照射S2，试分析光屏上能，试分析光屏上能观察到的现象观察到的现象【答案】【答案】(1)暗条纹暗条纹(2)亮条纹亮条纹(3)只能观只能观察到亮光察到亮光【反思领悟】【反思领悟】光的干涉、衍射和偏振现象是光的干涉、衍射和偏振现象是光的波动性的具体体现，对该部分内容应重视光的波动性的具体
17、体现，对该部分内容应重视对基本概念的理解干涉和衍射图样有相似之对基本概念的理解干涉和衍射图样有相似之处，都是明暗相间的条纹只是干涉条纹宽度处，都是明暗相间的条纹只是干涉条纹宽度和亮度基本相同，衍射条纹中条纹宽度和亮纹和亮度基本相同，衍射条纹中条纹宽度和亮纹亮度均不等，中央亮纹最宽最亮，应注意二者亮度均不等，中央亮纹最宽最亮，应注意二者之间的区别之间的区别电磁波与机械波电磁波与机械波A机械波的频率、波长和波速三者满足的关机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现像机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现像C机械波的传播依赖于介质，而电磁
18、波可以机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波纵波【思路点拨】【思路点拨】从电磁波和机械波本质进行判从电磁波和机械波本质进行判断比较断比较【解析】【解析】注意本题要选的是不正确选项首先注意本题要选的是不正确选项首先v/f适用于一切波，适用于一切波，A正确；干涉和衍射是一正确；干涉和衍射是一切波的共性，切波的共性，B正确；机械波要靠介质来传播，正确；机械波要靠介质来传播，而电磁波可在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，C正确；电磁波只有正确；电磁波只有横波，横波，D错故本题唯一不正确选项为错故本题唯一不正确选项为D.【答案】【答案】D【题后反思】【题后反思】(1)在真空中传播时，不同频率的在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同，即等于光速电磁波的速度都相同，即等于光速(2)同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定频率由波源决定)，波速、波长发生改变，在介，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中的速度小质中的速度都比在真空中的速度小
高考物理 第13章第二节光的波动性 电磁波复习课件 沪科版
