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高考物理一轮复习 11.5电磁波 相对论简介学案基础知识归纳 1.电磁波无线电波红外线可见光紫外线X 射线γ射线产生机理 自由电子做周期性运动 原子的外层电子受到激发产生的内层电子受到激发 原子核受到激发 特性 波动性强热效应引起视觉 化学效应 穿透力强 穿透力最强 应用无线电技术 遥感加热 摄影照明荧光杀菌医用透视工业探伤变化波长：大→小波动性：明显→不明显 频率：小→大粒子性：不明显→明显(2)麦克斯韦电磁场理论包含两个要点： ① 变化的磁场在周围空间产生电场 ； ② 变化的电场在周围空间产生磁场 .电磁场与电磁波理论被赫兹用实验证实.麦克斯韦指出光也是电磁波，开创了人类对光的认识的新纪元. (3)电磁振荡由振荡电路产生，电磁振荡的周期 π2 LC T ，完全由自身参数决定，叫做回路的固有周期.电磁振荡的过程是电容器上的电荷量、电路中的电流、电容器中电场强度与线圈中的磁感应强度、电场能量与磁场能量等做周期性变化的过程. (4)电磁波的发射与接收①有效地辐射电磁波，必须具备两个条件：一是开放电路，二是发射频率要高.②把声音信号、图像信号转化为电信号，再把电信号加在回路产生的高频振荡电流上，这一过程叫做对电磁波进行 调制 ，从方式上分为两种： 调幅和调频 . ③有选择性地取出我们想要的电波，需要一个调谐电路，使该电路的固有频率和人们想要接收的电磁波频率相同，达到电谐振，这一过程就是 调谐 ；从高频振荡电流中把信息取出来的过程叫做检波，这属于调制的逆过程，也叫 解调 . ④电视、雷达大多利用微波段的电磁波. 2.相对论简介(1)狭义相对论两个基本原理①狭义相对性原理： 所有惯性系中，物理规律都是相同的 ，或者说对于物理规律而言，惯性系是平等的.②光速不变原理： 相对于所有的惯性参考系，真空中的光速是相等的 . (2)同时性的相对性在某一惯性系中同时发生的事件，在另一惯性系中不是同时发生的.这与我们的日常经验不符的原因是我们日常能够观测到的速度都远远小于光速.同时性的相对性直接导致了时间的相对性.(3)长度的相对性同样的杆，在与杆相对静止的惯性系中测量出一个长度值，在与沿杆方向运动的惯性系中测量出的长度值不同，这直接导致了空间的相对性. (4)“钟慢尺缩”效应Δt ＝Δτ/22/1c v -，l = l 022/1c v -要注意的是公式中各物理量的意义：Δτ是在相对静止的惯性系中的时间流逝，叫做 固有时间 ，l 0是在与杆相对静止的惯性系中测量出的杆的长度，叫固有长度，v 是沿杆方向运动的惯性系相对于杆的速度. (5)狭义相对论的其他结论质量与速度的关系：m ＝m 0/22/1c v - 能量与速度的关系：E ＝E 0/22/1c v -式中E 0＝m 0c 2，m 0是静止质量. (6)广义相对论简介①基本原理：对于物理规律，所有参考系都是平等的，这叫广义相对性原理，它打破了惯性系的特权，赋予所有参考系同等权利；引力场与做匀加速运动的非惯性系等效，这叫等效原理. ②广义相对论的验证：基本原理其实是来自于思想与逻辑推理，其验证必须通过由理论推导出来的推论来检验.广义相对论的一些推论已经获得实验检验，包括光线在引力场中的弯曲与雷达回波延迟、水星近日点的进动与引力红移等. 重点难点突破一、对麦克斯韦电磁场理论的理解变化的磁场产生电场，这个电场是旋涡电场，将自由电荷沿电场线移动一周，电场力做功，这一点不同于静电场；均匀变化的磁场产生电场(稳定的电场不再产生磁场)，均匀变化的电场产生稳定的磁场(稳定的磁场不再产生电场)，周期性非均匀变化的磁场产生同频率周期性非均匀变化的电场，周期性均匀变化的电场产生周期性非均匀变化的磁场.交变的电场与磁场相互联系，形成不可分割的统一体，这就是电磁场. 二、电磁波与机械波的区别与共性 1.电磁波与机械波的区别 机械波 电磁波 研究对象 力学现象电磁现象周期性变化的 物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E 和磁感应强度B 随时间和空间做周期性变化传播特点 需要介质；波速由介质决定，与频率无关；有横波、纵波 传播无需介质；在真空中波速为c ；在介质中传播时，波速与介质和频率都有关；只有横波 产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发2.机械波与电磁波的共性机械波与电磁波是本质上不同的两种波，但它们有共同的性质： (1)都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象； (2)都满足v ＝Tλ＝λf ； (3)从一种介质传播到另一种介质时频率都不变. 三、LC 回路中产生振荡电流的分析1.电容器在放电过程中，电路中电流增大，由于线圈自感作用阻碍电流的增大，电流不能立刻达到最大值.2.电容器开始放电时，电流的变化率最大，电感线圈的自感作用对电流的阻碍作用最大，但阻碍却无法阻止，因此，随自感电动势的减小，放电电流逐渐增大，电容器放电完毕，电流达到最大值.3.电容器放电完毕后，电流将保持原来的方向减小，由于线圈的自感作用阻碍电流的减小，因此电流逐渐减小，这个电流使电容器在反方向逐渐充电.4.在振荡电路中，电容器极板上的电荷量与电压相同，都是按正弦(或余弦)规律变化的，它们对时间的变化是不均匀的——在最大值处，变化率最小；在零值处，变化率最大.(可依据斜率判断，图线的斜率代表该量的变化率，即变化快慢) 振荡电流I ＝tq∆∆，由极板上电荷量的变化率决定，与电荷量的多少无关. 两极板间的电压U ＝Cq，由极板上电荷量的多少决定.电容C 恒定，与电荷量的变化率无关.线圈中的自感电动势E 自＝L ·tI∆∆，由电路的电流变化率决定，而与电流的大小无关. 四、对相对论宏观的理解 1.对时间延缓效应的认识(1)在事件相对静止参照系中观察到的一个事件从发生到结束的时间最短.(2)运动时钟变慢：对本惯性系做相对运动的时钟变慢，或事物经过的过程变慢. (3)时间膨胀效应是相对的.(4)当v →c 时，时间延缓效应显著；当v ≪c 时，时间延缓效应可忽略，此时时间间隔Δt 成为经典力学的绝对量. 2.对长度收缩效应的认识(1)相对物体静止的观察者测得的物体长度最长. (2)长度收缩效应只发生在运动方向上. (3)长度收缩效应是相对的.当v →c 时，长度收缩效应显著；当v ≪c 时，长度收缩效应可忽略，此时长度l ＝l 0成为经典力学的绝对量.3.测量运动物体的长度总与测量时间相联系，这样，就可以把时间延缓效应公式和长度收缩效应公式联系起来了.典例精析1.LC 振荡回路的有关分析【例1】某LC 回路中电容器两端的电压u 随时间t 变化的关系如图所示，则( ) A.在t 1时刻，电路中的电流最大 B.在t 2时刻，电路中的磁场能最大C.从t 2时刻至t 3时刻，电路的电场能不断增大D.从t 3时刻至t 4时刻，电容器的带电荷量不断增大【解析】本题最易受欧姆定律的影响，认为电压最大时电流最大，而错选A.本题考查对LC 振荡电路中各物理量振荡规律的理解.t 1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t 2时刻电压为零，电路中振荡电流最大，t 2至t 3过程中，电容器两极板间电压增大，电荷量增多，电场能增大，t 3至t 4的过程中，电荷量不断减小. 【答案】BC【思维提升】LC 振荡回路中有两类物理量，当一类物理量处于最大值时，另一类为零. 本题抓住能的转化与守恒解题，若U 减小(放电过程)，则电场能减小，磁场能增加，电流增大；若U 增大(充电过程)，则电流减小.【拓展1】一个电容为C 的电容器，充电至电压等于U 后，与电源断开并通过一个自感系数为L 的线圈放电.从开始放电到第一次放电完毕的过程中，下列判断错误的是( B ) A.振荡电流一直在增大 B.振荡电流先增大后减小C.通过电路的平均电流等于LC U π2 D.磁场能一直在不断增大【解析】放电过程肯定是电流不断增大，所以A 、D 正确而B 错误；注意到总电量为Q ＝CU ，并且在时间t ＝T /4内放电完毕，所以，平均电流为LCU t Q I ===π2，C 正确. 2.电磁波的发射和接收【例2】图(1)为一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图像，则( )A.i 1是L 1中的电流图像B.i 1是L 2中的电流图像C.i 2是L 2中的电流图像D.i 3是流过耳机的电流图像【解析】L 2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2没有电流，所以L 2中的电流应选(b)图.【答案】ACD【思维提升】理解调谐接收电路各个元件的作用.注意理论联系实际.【拓展2】各地接收卫星电视信号的抛物面天线如图所示，天线顶点和焦点的连线(OO ′)与水平面间的夹角为仰角α，OO ′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为偏角β，接收定位于东经105.5°的卫星电视信号(如CCTV －5)时，OO ′连线应指向卫星，我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约为73°～135°)( BD ) A.有β＝0，α＝90°B.与卫星经度相同的各地，α随纬度增加而减小C.经度大于105°的各地，天线是朝南偏东的D.在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的【解析】如图所示，α随纬度的增大而减小，我国不在赤道上，α不可能为零，经度大于105°的各地，天线应该朝南偏西，由于地球很大，卫星很高，几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的. 3.狭义相对论的有关分析和计算 【例3】如图，设惯性系K ′相对于惯性系K 以速度u ＝c /3沿x 轴方向运动，在K ′系的x ′y ′平面内静置一长为5 m 、与x ′轴成30°角的杆.试问：在K 系中观察到此杆的长度和杆与x 轴的夹角分别为多大？【解析】设杆固有长度为l 0，在K ′系中x ′方向上：l 0x ＝l 0cos α′，y ′方向上：l 0y ＝l 0sin α′，由长度的相对性得K 系中x 方向上：L x ＝l 0x 2)(1c v-= 20)(1 cos cv l -'α y 方向上：l y ＝l 0y ＝l 0sin α′ 因此在K 系中观测时：l ＝α'-=+22022cos )(1cv l l l y xα＝arcta nxy l l = arctan2)(1 tan cv -'α代入数据解得l ≈4.79 m，α≈31.48°可见，杆的长度不但要缩短，空间方位也要发生变化. 【思维提升】长度缩短效应只发生在运动方向上.【拓展3】若一宇宙飞船相对地面以速度v 运动，航天员在飞船内沿同方向测得光速为c ，问在地上的观察者看来，光速应为v ＋c 吗？ 【解析】由相对论速度变换公式u ＝21cv u vu '++'得： u ＝21ccv v c ++＝c ·v c vc ++＝c 可见在地上的观察者看来，光速应为c ，而不是v ＋c .易错门诊4.对时间延缓效应的认识【例4】飞船A 以0.8c 的速度相对地球向正东方飞行，飞船B 以0.6c 的速度相对地球向正西方飞行，当两飞船即将相遇时A 飞船在自己的天空处相隔2 s 发射两颗信号弹，在B 飞船的观测者测得两颗信号弹相隔的时间间隔为多少？(c 为真空中的光速，结果取两位有效数字) 【错解】首先确定两飞船的相对速度，按照相对论速度合成公式可得=++=22121/1cv v v v v 8.06.018.06.0⨯++c ＝1.4c /1.48于是，在B 飞船中的观察者看来，A 是运动的，运动的时间变慢，所以求得的时间应该比2 s 小，于是理所当然得到发射两颗信号弹的时间间隔为t ＝t 022/-1c v ＝2×2)48141(1./.-s≈0.65 s【错因】解答的错误在于没有认清究竟2 s 所在的参考系相对于信号发射是否是静止的.信号弹是在A 中发射的，A 中发射的时间间隔是2 s ，说明2 s 是固有的时间间隔(相对两次发射事件静止的参考系中的时间间隔)，也就是说，在B 参考系中看，A 是运动的，则运动的时钟变慢了，在B 中的时钟快些，测量出的两次发射时间间隔就大些.【正解】在B 中看，A 是运动的，所以A 中时间的流逝慢，于是A 中的2 s 在B 中应该是2/22/-1c v ≈6.2 s【思维提升】一定要注意：在狭义相对论的范畴内，最小的时间间隔是固有时间间隔，即在与事件相对静止的参考系中所测量得到的两事件的时间间隔或一事件持续的时间是固定的.。
光的波动性电磁波相对论简介一．考点整理基本概念1．光的干涉和衍射内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱现象光障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率、相位差恒定障碍物或孔尺寸与波长差不多或小得多典型实验杨氏双缝干涉实验单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射图样特点不同点条纹宽度条纹宽度条纹宽度不等，最宽条纹间距各相邻条纹间距各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本中央条纹，两边相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2．薄膜干涉：①相干光来自于薄膜的前、后表面（或上、下表面）反射回来的两列光；②薄膜干涉的应用：增透膜；检查工件的平整度，如图所示．3．自然光和偏振光自然光（非偏振光）偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向光振动的强度在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向4．激光的特点及应用：⑴激光的好、好，可以精确测距．⑵激光的单色性好、相干性好，可以像无线电波一样进行调制，用来传递信息；还可以用来全息照相．⑶激光的亮度高，可以利用激光切割、焊接，医学上用激光做“光刀”来切开皮肤；进行激光核聚变．5．麦克斯韦电磁场理论：的磁场能够在周围空间产生电场，的电场能够在周围空间产生磁场．6．电磁场：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，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．7．电磁波：电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的（都等于光速）．不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．v = λf，f是电磁波的频率．8．电磁波谱：电磁波谱特性应用真空中波长/m 频率/Hz 递变规律无线电波波动性强，易发生衍射无线电技术>10－3<3×1011波长减小频率增大红外线热效应红外线遥感10－3～10－71011～1015可见光引起视觉照明、摄影10－71015紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪10－7～10－91015～1017X射线贯穿性强检查、医用透视10－8～10－111016～1019γ射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗<10－11>10199．狭义相对论：⑴两个基本假设：①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是的．②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．⑵狭义相对论时空观与经典时空观：经典时空观认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间是没有联系的，而相对论认为空间和时间与物质有关．经典时空观是相对论在低速运动时的特例．⑶“同时”的相对性：在经典物理学上，如果两个事件在一个参考系中认为是同时的，在另一个参考系中一定也是同时的，而根据爱因斯坦的两个假设，同时是的．⑷长度的相对性：经典物理学认为，一条杆的长度不会因为观察者与杆做相对运动而不同．如果与杆相对静止的人认为杆长l0，与杆相对运动的人认为杆长是l，则两者之间关系为l= _______，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度．⑸相对论质能关系：爱因斯坦质能方程E = ．二．思考与练习思维启动1．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是（）A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大2．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是（）A．激光是纵波 B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象 D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离3．下列关于电磁波的说法正确的是（）A．电磁波必须依赖介质传播 B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象 D．电磁波无法携带信息传播4．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三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗光的干涉现象【例1】如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m．则在这里出现的应是________（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________（选填“变宽”、变窄或“不变”）【变式跟踪1】如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？⑴已知A光在折射率为n = 1.5的介质中波长为4×10－7m；⑵已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°；⑶若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象〖考点2〗光的偏振和衍射【例2】如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q ，A 点位于P 、Q 之间，B点位于Q 右侧．旋转偏振片P ，A 、B 两点光的强度变化情况是 （ ） A ．A 、B 均不变 B ．A 、B 均有变化 C ．A 不变，B 有变化 D ．A 有变化，B 不变【变式跟踪2】在单缝衍射实验中，下列说法正确的是 （ ）A ．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B ．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C ．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D ．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 〖考点3〗电磁场和电磁波【例3】下列关于电磁波的说法正确的是 （ ）A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播【变式跟踪3】关于电磁波，下列说法正确的是 （ ）A ．雷达是用X 光来测定物体位置的设备B ．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C ．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D ．均匀变化的电场可以产生恒定的磁场 〖考点4〗狭义相对论的简单应用【例4】如图所示，强强乘坐速度为0.9 c （c 为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c ，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________（填写选项前的字母） A ．0.4c B ．0.5c C ．0.9c D ．1.0c【变式跟踪4】 在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的 （ ）① 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；② 质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变；③ 惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些．A ．①③是正确的B ．①②是正确的C ．①②③是正确的D ．②③是正确的 四．考题再练 高考试题1．【2013·上海】某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m ，功率为5.0×10-3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10-7m ，普朗克常量h = 6.63×10-34J·s，该激光器发出的 （ ）A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10-18JD ．光子数约为每秒3.8×1016个 【预测1】电磁波与机械波相比较有 （ ）A ．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B ．电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同一介质中的传播速率相同C ．电磁波与机械波都不能产生干涉现象D ．电磁波与机械波都能产生衍射现象 2．【2013·江苏】如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的______也相等A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量【预测2】光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是 （ ）A ．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B ．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C ．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D ．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 五．课堂演练 自我提升1．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图（a ）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b ）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是 （ ） A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30° B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90° C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30° D ．干涉条纹保持原来状态不变2．电磁波与声波比较 （ ） A ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B ．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大 C ．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D ．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关3．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后、投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是 （ ） A ．O 点是红光的暗条纹 B ．O 点不是蓝光的亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方4．如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A 、B 和C .假想有一列车沿AC 方向以接近光速行驶，当铁塔B 发出一个闪光，列车上的观测者测得A 、C 两铁塔被照亮的顺序是 （ ） A ．同时被照亮 B ．A 先被照亮 C ．C 先被照亮 D ．无法判断5．如图所示，A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A 是光的________（选填“干涉”或“衍射”）图样．由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径________（选填“大于”或“小于”）图B 所对应的圆孔的孔径．6．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，实验装置如图所示．⑴ 下列说法哪一个是错误的________ A ．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B ．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C ．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距Δx =a /(n –1)⑵ 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm. 7．⑴列举下列三种电磁波的一种应用：红外线_______________________________________________________ 紫外线_______________________________________________________ X 射线_______________________________________________________⑵ 某居住地A 位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为400 kHz的中波和频率为400 MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s ，请回答． ① 发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A 处的？② 若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？ 参考答案：一．考点整理 基本概念1．绕过 相同 相等 中央 相等 相等 最亮 变暗 2．反射3．垂直 相同 4．平行度 方向性 5．变化 变化9．相同 相同 运动状态 相对性 20)(1cv l 小 mc 2二．思考与练习 思维启动 1．B ；由双缝干涉条纹间距公式Δx = (L /d )λ可知，减小双缝间的距离d ，干涉条纹间的距离Δx 增大，A 错误；增大双缝到屏的距离L ，干涉条纹间的距离增大，B 正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离应增大，C 错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小，D 错误．2．D ；电磁波是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率相同，C 项错，D 项正确．3．B ；根据电磁波的产生机理及传播特性可知，电磁波的传播不需要介质，选项A 错误；干涉、衍射是所有波都具有的共同特性，选项B 正确；由于电磁波是横波，故能发生偏振现象，选项C 错误；电磁波能够携带图象、声音等信息进行传播，选项D 错误． 4．A三．考点分类探讨 典型问题 例1答案：暗条纹 变宽解析：因为 7.95×10－7/5.30×10－7= 1.5，即半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．根据条纹间距公式 Δx = (L /d )λ，当单色光的波长变长时，条纹间距变宽． 变式1 答案：⑴ 暗条纹 ⑵ 亮条纹 ⑶ 见解析解析：⑴ 设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n = λ1/λ2，得λ1 = n λ2 = 1.5×4×10－7m = 6×10－7m ，根据路程差Δr = 2.1×10－6m ，所以N 1 = Δr /λ1 = 3.5，由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹．⑵ 根据临界角与折射率的关系sin C = 1/n 得n = 1/sin 37° = 5/3，由此可知，B 光在空气中波长λ3为：λ3 = n λ介 = 5.25×10－7m ，由路程差Δr 和波长λ的关系N 2 =Δr /λ3 = 4，可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹．⑶ 若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．例2 C ；白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P 时各方向透射光强度相同，故A 点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P 后为偏振光，当Q 旋转时，只有与P 的偏振方向一致时才有光透过Q ，因此B 点的光强有变化，选项C 正确． 变式2 ACD ；当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以条纹间距变窄，A 、C 正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距也会变宽，B 错误；当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D 正确．例3 A ；变化的磁场就能产生电场，A 正确．若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，C 错．光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B 错．D 选项中没强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D 错．变式3 D ；雷达是利用微波来定位的，A 项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B 项错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C 项错误；均匀变化的电场可以产生恒定的磁场，D 项正确． 例4 D ；根据光速不变原理可知：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D 正确． 变式4 C ；由爱因斯坦狭义相对论可知，①②③说法均对，故正确答案为C ． 四．考题再练 高考试题 1．BD 预测1 AD ；电磁波传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，即v = c /n ；故A 正确、B 错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故C 错、D 正确． 2．C预测2 D ；由光的偏振现象的知识可知A 、B 、C 均反映了光的偏振特性，只有D 选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D ． 五．课堂演练 自我提升1．D ；金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A 、B 、C 错误，D 正确．2．ABC ；可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析，选项A 、B 均与事实相符，所以A 、B 项正确；根据λ = v /f ，电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以选项C 正确；电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，所以选项D 错误．3．C ；O 点处光程差为零，对于任何光都是振动加强点，均匀亮条纹，故A 、B 错；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx = (l /d )λ可知，C 正确．4． C ；因列车沿AC 方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C 先被照亮，C 对． 5．答案：衍射 小于解析：A 中出现明暗相间的条纹，B 中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A 是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7m 数量级上，所以图A 对应的圆孔的孔径比图B 所对应的圆孔的孔径小．图B 的形成可以用光的直线传播解释．6．答案：⑴ A ⑵ 1.970 mm解析：⑴ 放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A 项错误． ⑵ 按读数规则，读出示数为：1.5 mm + 47.0×0.01 mm = 1.970 mm.7．⑴ 红外线主要是热作用，如红外线烤箱；紫外线有荧光和杀菌作用，如验钞机，消毒；X 射线主要是穿透作用，如X 射线透视．⑵ ① 无线电波绕过山脉到达A 处，发生了衍射现象．② 频率为400 kHz 的中波接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显．。
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————第2讲光的波动性电磁波相对论简介微知识1 光的干涉1．干涉的概念两列频率、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现光被加强，某些地方出现光被减弱，并且加强和减弱的区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。
2．双缝干涉在用单色光进行的双缝干涉实验中，若双缝处两列光的振动情况完全相同，则在光屏上距双缝的路程差为光波波长整数倍的地方被加强，将出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长奇数倍的地方光被减弱，出现暗条纹。
3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光束相遇而形成的。
微知识2 光的衍射1．光的衍射光绕过障碍物或狭缝偏离直线传播的路径而进入障碍物的几何阴影中的现象叫光的衍射。
2．光的明显衍射的发生条件只有当障碍物或狭缝的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。
微知识3 光的偏振1．偏振横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振。
2．自然光在与光波传播方向垂直的平面内光振动(指E的振动)沿各个方向振动强度都相同。
如由太阳、电灯等普通光源发出的光。
3．偏振光在与光波传播方向垂直的平面内只有沿着某一个稳定方向振动的光。
如自然光经偏振片作用后的光。
4．应用利用偏振片摄影、观看立体电影等。
微知识4 电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(2)电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
2．电磁波(1)产生：电磁场由近及远地向周围传播形成电磁波。
(2)特点：①电磁波传播不需要任何介质，在真空传播的速度最大，c＝3×108 m/s。
②电磁波是横波。
③电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象。
(3)电磁波的发射。
①发射条件：足够高的频率和开放电路。
②调制分类：调幅和调频。
(4)电磁波的接收。
①调谐：使接收电路产生电谐振的过程。
②解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程。
第15单元光学电磁波相对论高考热点统计要求2014年2015年2016年2017年高考基础要求及冷点统计ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢ光的折射定律Ⅱ34(2)34(2)34(1)34(2)34(2)34(2)34(2)34(2)狭义相对论的基本假设、质能关系(Ⅰ)实验:测定玻璃的折射率电磁波的产生包括了麦克斯韦电磁波理论,需要引起注意.相对论在近些年全国卷考查中是冷点.折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ34(2)34(2)34(1)34(2)34(2)34(2)34(2)34(2)电磁波的产生、发射、传播和接收、电磁波谱Ⅰ34(1)实验:用双缝干涉测量光的波长34(1)34(1)考情分析1.本章考查的热点有光的折射定律、折射率的计算、全反射的应用等,题型有选择、填空、计算等,难度中等偏下,光的折射与全反射的综合,以计算题的形式考查的居多。
2.对于光学部分,分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时,应注意与实际应用的联系,作出正确的光路图;3.电磁波和相对论部分,以考查基本概念及对规律的简单理解为主,不可忽视任何一个知识点.第37讲光的折射、全反射一、光的折射定律1.折射现象:光从一种介质进入另一种介质时传播方向的现象.2.折射定律(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的;入射角的正弦与成正比.(2)表达式:=n12(θ1、θ2分别为入射角和折射角,n12是比例常数).二、折射率1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时,与之比,叫作这种介质的折射率.2.定义式:n= .折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定.3.计算公式:n= ,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于.对两种介质来说,若n1>n2,则折射率为n1的介质称为光密介质,折射率为n2的介质称为光疏介质.4.物理意义:折射率是表示光从一种介质进入另一种介质时,发生偏折程度的物理量,与入射角θ1及折射角θ2的大小无关.三、全反射1.定义:光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,当增大到某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象.2.条件:①光从介质射向介质;②入射角临界角.3.临界角:折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C= .4.应用:全反射棱镜、.四、光的色散1.光的色散:含有多种颜色的光被分解为的现象叫作光的色散.白光通过三棱镜会分解为红、橙、、绿、、靛、紫七种单色光.2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的排列.【思维辨析】(1)无论是折射光路,还是全反射光路都是可逆的.()(2)光线从光疏介质进入光密介质,入射角等于临界角时发生全反射现象.()(3)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定增大.()(4)在同一种介质中,光的频率越大,折射率越大.()(5)折射率跟折射角的正弦成正比.()(6)只要入射角足够大,就能发生全反射.()(7)折射定律是托勒密发现的. ()(8)密度大的介质一定是光密介质.()考点一全反射现象的理解及应用1.对全反射的理解(1)光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律,光路均是可逆的.(2)光线射向两种介质的界面时,往往同时发生折射和反射现象,但在全反射现象中只发生反射现象,不发生折射现象,当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光线了.(3)从能量角度分析,光从光密介质射向光疏介质时,随着入射角增大,反射光的能量增强,折射光的能量减弱,当入射角增大到临界角时,折射光的能量减小到零,发生全反射现象,折射光线消失.2.解题思路(1)画出恰好发生全反射的光路图;(2)利用几何关系找出临界角;(3)判断发生全反射的范围.1 如图37-1所示,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点.求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.图37-1式题1 [2014·全国卷Ⅱ]一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面,在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上,已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.式题2 [2013·全国卷Ⅱ]如图37-2所示,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出.若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等.(1)求三棱镜的折射率;(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程.(不考虑多次反射)图37-2考点二光的色散1.光速与波长、频率的关系光速v与波长λ、频率f的关系为v=λf.光从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波长改变,光速改变.2.各种色光的比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率低→高同一介质中折射率小→大同一介质中速度大→小波长大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大2 (多选)[2015·全国卷Ⅱ]如图37-3所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则()图37-3A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距式题 [2015·四川卷]直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图37-4所示.a、b光相比()图37-4A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短考点三折射定律与全反射综合求解光的折射与全反射的综合问题时,要抓住折射定律和发生全反射的条件这两个关键.基本思路如下:(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质.(2)判断入射角是否大于临界角,明确是否发生全反射现象.(3)画出反射、折射或全反射的光路图,必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图,然后结合几何知识进行推断和求解相关问题.(4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量,是联系各物理量的桥梁,对跟折射率有关的所有关系式应熟练掌握.3 [2017·全国卷Ⅰ]如图37-5所示,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.图37-5式题 [2017·陕西五校三模]如图37-6所示为一巨大的玻璃容器,容器底部有一定的厚度,容器中装一定量的水,在容器底部有一单色点光源,已知水对该光的折射率为,玻璃对该光的折射率为1.5,容器底部玻璃的厚度为d,水的深度也为d.求:(1)该光在玻璃和水中传播的速度;(光在真空中的传播速度为c)(2)水面形成的光斑的面积.(仅考虑直接由光源发出的光线)图37-6考点四测定玻璃的折射率考向一实验原理与步骤1.实验原理实验原理图如图37-7所示,当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B,从而求出折射光线O1O2和折射角θ2,再根据n=算出玻璃的折射率.图37-72.实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上.(2)在白纸上画一条直线aa',并取aa'上的一点O1为入射点,作过O1点的法线NN'.(3)画出线段AO1作为入射光线,并在AO1上插上P1、P2两根大头针.(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐,并画出另一条长边的对齐线bb'.(5)眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两根大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P1、P2的像和P3.(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O2B及出射点O2,连接O1、O2得线段O1O2.(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的,并取平均值.4 在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图37-8所示.图37-8(1)在图37-9中画出完整的光路图.图37-9(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n= (保留三位有效数字).(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图37-10所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和(选填“A”或“B”).图37-10式题某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图37-11所示).实验的主要过程如下:图37-11A.把白纸用图钉固定在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段AO表示入射光线.B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa'与x轴重合.C.用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖,并沿x轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底面射出后,仍沿y轴负方向传播.D.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.E.在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住P1和P2的像.F.移开玻璃砖,连接O、P3,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3线的交点为C.确定出B点到x轴、y轴的距离分别为y1、x1,C点到x轴、y轴的距离分别为y2、x2.(1)若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa'与x轴重合,而是向y>0方向侧移了一些,这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比(选填“偏大”“不变”或“偏小”).(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2,为能透过玻璃砖看到P1、P2,应采取的措施是: .■注意事项(1)实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O1、P3与O2之间距离要稍大一些.(2)入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°).太大:反射光较强,折射光较弱;太小:入射角、折射角测量的相对误差较大.(3)操作时,手不能触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线.(4)实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.(5)玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大.考向二数据处理与误差分析处理数据的3种方法:(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的,并取平均值.(2)图像法:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图像,由n=可知图像应为直线,如图37-12所示,其斜率为折射率.图37-12(3)单位圆法:以入射点O为圆心,以一定长度R为半径画圆,交入射光线OA于E点,交折射光线OO'于E'点,过E 作NN'的垂线EH,过E'作NN'的垂线E'H'.如图37-13所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE'=R,则n=.只要用刻度尺测出EH、E'H'的长度就可以求出n.图37-135 在做“测定玻璃折射率n”实验时:图37-14(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图37-14甲所示,以后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将.(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃砖的界面,画出的a'b'和c'd'都比实际界面向外侧平移了一些,如图乙所示,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上,则所测出的n值将.(3)丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两个界面明显不平行,这时测出的n值将.式题某校开展研究性学习,某研究小组根据光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器.如图37-15所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变.每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2,在圆周EC部分插上P3,使P3挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可以直接读出液体折射率的值.图37-15(1)若∠AOF=30°,OP3与OC之间的夹角为30°,则P3处刻的折射率的值为.(2)图中P3、P4两处,对应折射率大的是.(3)作AO的延长线交圆周于K,K处对应的折射率为.■注意事项(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.(2)入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差.第38讲光的波动性电磁波相对论一、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,出现条纹,某些区域相互减弱,出现条纹,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,中央为条纹,其余为条纹.二、光的衍射1.定义:光在传播的过程中遇到障碍物时,直线传播绕到障碍物阴影里去的现象.2.发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长,甚至比光的波长时,衍射现象明显.3.衍射图样特点(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄且暗的彩色条纹.(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实光的波动性).三、光的偏振1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个的方向振动的光.3.光的偏振现象说明光是一种波.四、电磁场与电磁波1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生.2.电磁波:由近及远地传播形成电磁波.电磁波是波,在空间传播不需要依靠介质.真空中电磁波的速度为 m/s;电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v= .3.电磁波谱:按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、、紫外线、X射线、γ射线.五、相对论1.狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是的.2.光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是的.【思维辨析】(1)光的颜色由光的频率决定.()(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉.()(3)在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是使白光变成单色光.()(4)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. ()(5)自然光是偏振光.()(6)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场.()(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象.()(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同.()(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.()【物理学史】17世纪下半叶,以牛顿为首的“粒子说”和以惠更斯为首的“波动说”都能解释几何光学问题,但大家更倾向“粒子说”.19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象,大家又倾向“波动说”.典型实验证据有:双缝干涉、单缝衍射、泊松亮斑、薄膜干涉、偏振等.1860年前后,麦克斯韦预言光就是一种电磁波,并且这个结论在1888年被赫兹的实验证实.但是同时赫兹发现了光电效应,特别是1905年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应,这又支持了光的“粒子性”,后来还有康普顿效应.所以,光的本质是电磁波,但具有波粒二象性.最终人们意识到任何物体都有波粒二象性,即存在物质波.考点一光的双缝干涉现象1.亮、暗条纹的条件(1)亮条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于波长的整数倍,即Δs=nλ(n=0,1,2,…).(2)暗条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于半波长的奇数倍,即Δs=λ(n=0,1,2,…).2.条纹间距:Δx=λ,其中L是双缝到光屏的距离,d是双缝间的距离,λ是光的波长.1 [2017·成都模拟]如图38-1所示,在“双缝干涉”实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,今分别用A、B两种单色光在空气中做“双缝干涉”实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m;(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°;(sin37°=0.6,cos 37°=0.8)(3)若用A光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观察到的现象.图38-1式题一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色亮纹外,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.上述说法都不正确考点二用双缝干涉实验测量光的波长考向一实验原理与实验操作1.实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ=.2.实验步骤(1)安装仪器①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图38-2所示.图38-2②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行.(2)观察与记录①调整单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹.②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的示数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n条亮条纹中心对齐时,记下手轮上的示数a2,则相邻两亮条纹间的距离Δx=.④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.2 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图38-3所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.图38-3(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、、、A.(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意和.式题在观察光的双缝干涉现象的实验中:(1)将激光束照在如图38-4甲所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图乙中的.图38-4(2)换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的干涉条纹将;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的干涉条纹将.(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)■注意事项(1)光源灯丝最好是线状灯丝,并与单缝平行且靠近;(2)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴,单缝和双缝安装时应竖直且相互平行,遮光筒的轴线要与光具座导轨平行,若不共轴或单缝与双缝不平行,则会引起干涉条纹亮度小、不清晰,不便于观察和测量; (3)白光干涉观察到的是彩色条纹,中央亮条纹的中间部分是白色,边缘是红色.考向二数据处理与误差分析3 [2015·全国卷Ⅰ] (1)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1(选填“>”“=”或“<”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm,双缝到屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为mm.式题 [2017·厦门联考]在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图38-5所示.图38-5(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是.(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图38-6甲所示,其读数为mm.图38-6(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图38-6乙所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值.■注意事项光波波长很小,Δx、L的测量对波长λ的影响很大.L用毫米刻度尺测量,Δx用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求Δx及采用多次测量求λ的平均值法减小误差.应注意:(1)干涉条纹应调整到最清晰的程度;(2)Δx不是亮(暗)条纹的宽度;(3)分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心;(4)测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.考点三薄膜干涉的理解及应用1.薄膜干涉如图38-7所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形,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38-7(1)在P1、P2处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于波长的整数倍,即Δx=nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现亮条纹.(2)在Q处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于半波长的奇数倍,即Δx=(2n+1)(n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹.2.薄膜干涉的应用(1)检查精密零件的表面是否平整如图38-8所示,将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端之间垫一薄片,使标准样板的平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层,单色光从上面照射,入射光在空气层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加,从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状来确定工件表面的情况.图38-8若被检查平面平整则干涉图样是等间距明暗相间的平行直条纹.若某处凹下,则对应亮(暗)条纹提前出现,如图38-9甲所示;若某处凸起,则对应亮(暗)条纹延后出现,如图乙所示.图38-9(2)增透膜在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时,在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半个波长,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的目的.1.(薄膜干涉的理解)(多选)在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图38-10所示的干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化.当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则()。
最新整理高三物理20 高考物理第一轮复习学案：电磁场电磁波第十五章电磁场电磁波1.本章内容较少，是以识记内容为主。
在复习本章内容时要求学生能紧扣书本，熟读课本，掌握最基本知识与内容。
2.本章的内容主要包括麦克斯韦电磁场理论，电磁波的产生与传播，电磁波谱．教学要求1．了解麦克斯韦电磁场理论。
2．了解电视、雷达的工作原理等在现代科技中的一些应用。
3．电磁波谱的组成与产生。
知识再现一、电磁波的发现1．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生，变化的电场能够在周围空间产生。
2．电磁场：变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场。
3．电磁波①电磁场的由近及远的传播形成电磁波。
②电磁波是波．电磁波的传播介质。
③它在真空中传播速度等于光速c=④波速v、波长λ与频率f的关系：二、LC振荡电路1．振荡电流：都做周期性迅速变化的电流。
2．振荡电路：产生振荡电流的电路叫振荡电路。
3．振荡周期：三、电磁波的发射与接收1．电磁波的发射①要向外发射无线电波，振荡电路必须具有如下特点：第一，要有的频率；第二，采用电路．②利用电磁波传递信号的特点，要求发射的电磁波随待传递信号而改变．使电磁波随各种信号而改变叫的技术叫．常用的调制方法有和两种．2．电磁波的接收①当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率时，激起的振荡电流，这就是现象．使接收电路产生电谐振的过程叫做．②从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做．检波是的逆过程，也叫。
3．熟悉电视、雷达、移动电话、因特网等实际实例的工作原理。
四、电磁波谱1．电磁波谱的组成：、、、、、。
2．熟悉各组成的产生机理及用途。
知识点一麦克斯韦电磁场理论1．变化的磁场能够在周围空间产生电场（这种电场叫感应电场或涡旋电场，与由电荷激发的静电场不同．它的电场线是闭合的，它的存在与空向有无导体或闭合电路无关）。
均匀变化的磁场产生稳定的电场；不均匀变化的磁场产生变化的电场；振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场。
第2节光的波动性电磁波相对论必备知识预案自诊知识梳理一、光的干涉1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被,出现亮纹,某些区域的光被,出现暗纹,且和互相间隔的现象叫作光的干涉现象。
2.条件:两列光的,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。
3.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是的相干光,屏上某点到双缝的路程差是处出现亮条纹;路程差是半波长的处出现暗条纹。
相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)反射的光相遇而形成的。
图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度。
二、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,甚至比光的波长的时候,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光,离中央最远的是红光(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(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。
三、光的偏振1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个的方向振动的光。
3.偏振光的形成:(1)让自然光通过形成偏振光。
(2)让自然光在两种介质的界面发生反射和,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
4.光的偏振现象说明光是一种波。
四、电磁场、电磁波、电磁波谱1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生。
2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播,形成。
(2)电磁波的传播不需要,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度(都等于光速)。
(3)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越。
(4)v=λf,f是电磁波的频率。
3.电磁波的发射(1)发射条件:电路和信号,所以对要传输的信号进行调制。
2019版高考物理一轮复习专题十五光学、电磁波与相对论第2讲光的波动性电磁波相对论学案（无答案）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019版高考物理一轮复习专题十五光学、电磁波与相对论第2讲光的波动性电磁波相对论学案（无答案））的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2019版高考物理一轮复习专题十五光学、电磁波与相对论第2讲光的波动性电磁波相对论学案（无答案）的全部内容。
第2讲光的波动性电磁波相对论一、多项选择题（下列选项中有三个选项为正确答案)1．（2016年江苏卷)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c（c 为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是（) A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于cE．飞船上的观测者测得该飞船的长度等于30 m2．（2017年江西大联考）关于光现象及其应用，下列说法正确的有（) A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象C．拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢,波长变短3．(2017年四川乐山检测）关于光现象，下列说法错误的是( ）A．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉E．在双缝干涉实验中，若用白光作光源,则不能观察到干涉图样4．（2017年成都外国语学校月考)下列说法正确的是（）A．光的偏振现象说明光是一种横波,但并非所有的波都能发生偏振现象B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄D．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光E．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁5．(2017年山东济宁一模)关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失二、非选择题6．如图K1521所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v（v接近光速c）．地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离________（填“大于”“等于”或“小于")L。
第2讲光的波动性电磁波相对论主干梳理对点激活知识点光的干涉Ⅰ1．光的干涉的必要条件两列光的错误!频率相同,相位差恒定，才可能产生稳定的干涉现象。
2．杨氏双缝干涉（1)原理如图2所示.（2）明、暗条纹的条件①光的路程差r2－r1＝错误!±kλ(k＝0,1,2…），光屏上出现明条纹。
②光的路程差r2－r1＝错误!±(2k＋1）错误!(k＝0,1,2…），光屏上出现暗条纹。
（3)相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：错误!Δx＝错误!λ。
（4)干涉条纹的特点①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为05亮纹，如图3所示。
②白光：光屏上出现06彩色条纹且中央亮条纹是07白色(填写颜色)，即发生色散，如图4所示.3．薄膜干涉(1)原理:如图5所示薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位置的来自前后两个面的反射光错误!路程差不同,叠加后出现明暗相间的条纹。
(2)应用①增透膜。
②利用光的干涉检查工件平整度。
(3）图样特点：同一条明（或暗）纹对应薄膜的09厚度相等。
单色光照射薄膜形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时,形成彩色条纹，即薄膜干涉中的色散.知识点光的衍射Ⅰ1．几种典型衍射条纹的特点（1)单缝衍射：①单色光的衍射图样为中间错误!宽且亮（填特点）的单色条纹，两侧是02明暗相间的条纹,条纹宽度比中央窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中央亮纹越宽。
如图7所示。
②白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。
其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光，如图8所示,这是光在衍射时的色散。
（2)圆孔衍射：如图9所示，中央是大且亮的错误!圆形光斑，周围分布着明暗相间的错误!不等距圆环，且越靠外，亮圆环越窄越暗。
(3)圆盘衍射(泊松亮斑）：如图10所示,当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时,对于一定的波长,在适当的距离上,圆盘的阴影中心出现错误!亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
考点2 光的波动性、电磁波和相对论考向考查电磁波的基本知识[2016全国Ⅱ,34(1),5分,多选]关于电磁波,下列说法正确的是.A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失必备知识:电磁波的产生、传播的规律.关键能力:概念理解能力.解题指导:认识电磁波传播与有无介质无关,但电磁波传播速度与介质有关.考法1 对光的干涉、衍射和偏振现象的考查1[2019高考,14,6分]利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样.下列关于P处放置的光学元件说法正确的是A.甲对应单缝,乙对应双缝B.甲对应双缝,乙对应单缝C.都是单缝,甲对应的缝宽较大D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大由题图2中给出的甲、乙两种图样可知,甲是单缝衍射的图样,乙是双缝干涉的图样,A项正确,B、C、D项均错误.A1.[2019某某高考,13B(2),4分]将两支铅笔并排放在一起,中间留一条狭缝,通过这条狭缝去看与其平行的日光灯,能观察到彩色条纹,这是由于光的(选填“折射”“干涉”或“衍射”).当缝的宽度(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时,这种现象十分明显.2.[多选]关于光的偏振,下列说法正确的是( )A.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光B.拍摄水面下的景物时,加偏振片可使像更清晰C.所有的波都具有偏振现象D.立体电影是应用光的偏振的一个实例E.自然光射到两种介质的界面上,折射光是偏振光,反射光不是偏振光考法2实验:用双缝干涉测光的波长2[2019全国Ⅱ,34(2),10分]某同学利用图示装置测量某种单色光的波长.实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D .使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ,屏与双缝间的距离为l ,测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ,则单色光的波长λ=;(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字).(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由公式Δx=l l λ可知,需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ,故B 项正确,A 、C 、D 项错误.(2)由题意可知,Δl l -1=l lλ⇒λ=l ·Δl(l -1)l .(3)将已知条件代入公式解得λ=630 nm . (1)B (2)l ·Δl (l -1)l (3)6303.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中. (1)已知双缝到光屏之间的距离为L ,双缝之间的距离为d ,单缝到双缝之间的距离为s ,某同学在用测量头测量时,将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数用a 表示,然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第6条亮纹的中心,这时手轮上的示数用b 表示(b>a ),由此可计算出实验中所测得的单色光的波长λ=.(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离的是.A.增大单缝和双缝之间的距离sB.增大双缝和光屏之间的距离LC.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离d考法3 对相对论的基本知识的考查3[2017某某高考,12B(1),4分,多选]接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢相对论告诉我们,运动的钟会变慢,由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的,观测到地球上的钟是运动的,因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快,A项正确,B项错误;同样,地球上的人观测到飞船上的钟是运动的,地球上的钟是静止的,因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快,C项正确,D项错误.AC4.[2016某某高考,12B(1),4分]一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是()A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c重难突破电磁波和机械波的区别与联系4[多选]关于机械波与电磁波,下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C.机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大D.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度E.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向电磁波在真空中的传播速度为定值c,与电磁波的频率无关,故A项错误;电磁波可以发生衍射现象和偏振现象,故B项正确;机械波在给定的介质中传播时,其传播速度与介质有关,与频率无关,故C项错误;依据v=,且紫外线的折射率比红外线的大,则紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,故D项正确;机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向,如声波,故E项正确.BDE5.[2015 高考,20,6分]利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题.IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路,公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是()A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡才能有效工作C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息考点2光的波动性、电磁波和相对论ABC电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,与电磁波的频率无关,A项正确;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,它们相互激发向周围传播,就形成了电磁波,B项正确;电磁波是横波,因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直,C项正确;光是电磁波,利用光纤对光的全反射可以传播信息,D项错误;波源的电磁振荡停止后,已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,E项错误.1.衍射接近解析:通过两支并排放在一起的铅笔观察与其平行的日光灯,看到的彩色条纹是单缝衍射条纹,是由光的衍射产生的.当缝的宽度接近光的波长时,单缝衍射现象十分明显.2.ABD自然光通过偏振片后,可得到在某一方向振动的光,即偏振光,A项正确;拍摄水面下的景物时,为减小光在水面处的反射,使景物更清晰,可在照相机镜头前装一个偏振片,B项正确;只有横波才能发生光的偏振现象,C项错误;立体电影的制作利用了光的偏振现象,放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图象,D 项正确;自然光射到两种介质的界面上,反射光和折射光都是偏振光,E 项错误.3.(1)(l -l )l5l (2)B解析:(1)根据题意可以知道相邻的两条亮条纹之间的距离为Δx=l -l 5,根据Δx=l l λ,可得λ=(l -l )l5l .(2)由Δx=l l λ可知相邻两条亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离s 无关,故A 错误;增大双缝和光屏之间的距离L ,可增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离,故B 正确;将红色滤光片改为绿色滤光片,波长λ减小,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故C 错误;增大双缝之间的距离d ,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故D 错误.4.B 飞船上的观察者相对飞船静止,则他测得的是飞船的静止长度,即为30 m,A 项错误;地球上的观测者看到飞船是运动的,根据长度的相对性得他测得的飞船长度比飞船静止时的长度小,B 项正确;根据光速不变原理得飞船上的观测者和地球上的观测者观测到的光信号速度均为c ,C 、D 项错误.5.BIC 卡内部没有电池,其工作所需要的能量来自读卡机发射的电磁波,故选项A 错误;只有当读卡机发射的电磁波频率和IC 卡中LC 振荡电路的固有频率相同时,LC 电路中产生较大感应电流,IC 卡才能有效工作,故选项B 正确;若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,根据法拉第电磁感应定律,可知线圈L 中仍会产生感应电流,故选项C 错误;LC 振荡电路可以发射电磁波,因此可以向读卡机传输自身的数据信息,故选项D 错误.。
第2讲光的波动性电磁波相对论考纲考情核心素养►光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ►电磁波的产生Ⅰ►电磁波的发射、传播和接收Ⅰ►电磁波谱Ⅰ►狭义相对论的基本假设Ⅰ►质能关系Ⅰ实验:用双缝干涉测光的波长►光的衍射、光的干涉、光的偏振、电磁波．►麦克斯韦电磁理论、狭义相对论.物理观念全国卷5年3考高考指数★★★★☆►用双缝干涉测光的波长.科学思维知识点一光的干涉、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．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的时候,衍射现象才会明显．(2)衍射条纹的特点(如图所示)直观情景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.直观情景知识点二 电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁场理论与电磁场如图所示:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场；变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场．2．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)电磁波的性质①电磁波是横波(选填“纵波”或“横波”),在空间传播不需要介质． ②真空中电磁波的速度为光速． ③公式v ＝λf 对电磁波同样适用．④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．知识点三 相对论1．狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对论原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的．(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速和光源、观测者间的相对运动没有关系．2．质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大,物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系:m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.(2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量m 0.3．质能关系用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为:E＝mc2.1．思考判断(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)无线电波不能发生干涉和衍射现象．( ×)(6)波长不同的电磁波在本质上完全不同．( ×)(7)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的．( ×)2.(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是( AD )A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干涉现象C．如果屏上条纹变窄,表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细解析:由于是激光束越过细丝即绕过障碍物,所以是光的衍射现象,当抽制的丝变细的时候,丝的直径较接近激光的波长,条纹间距就大,A、D正确．3．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( ABE )A．麦克斯韦提出了电磁场理论,赫兹用实验证实了电磁波的存在B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样C．经过调幅后的电磁波是横波,经过调频后的电磁波是纵波D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波,常用于医院和食品消毒E．电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变解析:麦克斯韦提出了电磁场理论,赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项A正确；各种电磁波在真空中的传播速度为c＝3×108 m/s,与光速相同,选项B正确；电磁波是横波,调频或调幅后的电磁波仍是横波,选项C错误；医院和食品消毒常用的是紫外线,选项D错误；电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变,选项E正确．4．(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是( ABC )A．一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B．质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的C．惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些D．大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速解析:根据狭义相对论的速度变换公式可知,光速是物体的极限速度,选项A正确；由质量相对性、长度相对性和时间间隔的相对性可知,选项B、C均正确；光速为极限速度,任何速度都不能超过真空中的光速,选项D错误．5．一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是( B )A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析:根据狭义相对论,在静止的观察者看来,沿自身长度方向运动的杆缩短．而光速相对于任何惯性系来说总是不变,故选项B正确．考点1 光的干涉题型1 双缝干涉(1)条纹间距公式:Δx＝ldλ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法:如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr ＝kλ(k ＝0,1,2,…)时,光屏上P ′处出现明条纹． 当Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)时,光屏上P ′处出现暗条纹．1．(多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是( ACD )A ．改用红色激光B ．改用蓝色激光C ．减小双缝间距D ．将屏幕向远离双缝的位置移动E ．将光源向远离双缝的位置移动解析:双缝干涉的条纹间距公式为Δx ＝L dλ,其中L 是双缝到屏幕的距离,d 是双缝间距,λ是入射光的波长,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可以改用波长更长的红色激光,或仅减小d 或仅增大L ,故A 、C 、D 正确．2.如图所示,用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P 点出现第3条暗条纹,已知光速为c ,则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( D )A.c 2fB.3c 2fC.3cfD.5c 2f解析:出现第3条暗条纹,说明S 1、S 2到P 点距离之差为λ2×(2n －1)＝λ2(2×3－1)＝52λ,而λ＝c f ,所以|r 1－r 2|＝52λ＝5c2f,故D 项正确．题型2 薄膜干涉(1)形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形．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．(2)明暗条纹的判断方法:两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr ,等于薄膜厚度的2倍． 在P 1、P 2处,Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…),薄膜上出现明条纹． 在Q 处,Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹．3．劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； (2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲的装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( A )A ．变疏B ．变密C ．不变D ．消失解析:如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,则干涉条纹变疏,A 正确．4.一个半径较大的透明玻璃球体,截取其下面的一部分,然后将这一部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图所示,在反射光中看到的是( B )A ．平行的明暗相间的直干涉条纹B ．环形的明暗相间的干涉条纹C ．只能看到同颜色的平行反射光D ．一片黑暗考点2 用双缝干涉实验测量光的波长1．实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx 与双缝间的距离d 、双缝到屏的距离l 、单色光的波长λ之间满足λ＝d Δxl. 2．实验步骤 (1)安装仪器①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示．②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光．调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行． (2)观察与记录①调整单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹． ②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹．③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的示数a 1；转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n 条亮条纹中心对齐时,记下手轮上的示数a 2,则相邻两亮条纹间的距离Δx ＝|a 1－a 2|n －1.④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长．1．(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时,接通电源使光源正常发光；调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可B ； A ．将单缝向双缝靠近 B ．将屏向靠近双缝的方向移动 C ．将屏向远离双缝的方向移动 D ．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ,屏与双缝间的距离为l ,测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ,则单色光的波长λ＝d ·Δxn －1l；(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为630 nm(结果保留3位有效数字)．解析:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由公式Δx ＝ldλ可知,需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ,故B 项正确,A 、C 、D 项错误．(2)由题意可知,Δx n －1＝l d λ⇒λ＝d ·Δxn －1l.(3)将已知条件代入公式解得λ＝630 nm. 2．在“用双缝干涉测光的波长”实验中,实验装置如图所示．(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A ．灯丝与单缝和双缝必须平行放置B ．干涉条纹与双缝垂直C ．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是AD.(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图甲所示,其读数为0.700 mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值大于(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．解析:(1)为了获得清晰的干涉条纹,A正确．由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行,B错误．干涉条纹的间距Δx＝ldλ与单缝宽度无关,C错误,D正确．(2)手轮的读数为0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm.(3)条纹与分划板不平行时,实际值Δx实＝Δx测cosθ,θ为条纹与分划板间的夹角,故Δx实<Δx测．名师点睛光波波长很小,Δx、L的测量对波长λ的影响很大.L用毫米刻度尺测量,Δx用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求Δx及采用多次测量求λ的平均值法减小误差.应注意:1干涉条纹应调整到最清晰的程度；2Δx不是亮暗条纹的宽度；3分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心；4测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.考点3 光的衍射和偏振题型1 光的衍射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．3．光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加,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．1.如图所示,当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的衍射(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象,这一实验支持了光的波动说(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)．2．如图所示,A、B两幅图是由同一束单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A是光的衍射(选填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的半径小于(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．解析:A中出现明暗相间的条纹,B中出现圆形亮斑．只有孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象．图A是光的衍射图样,所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小．图B的形成可以用光的直线传播解释．名师点睛单缝衍射与双缝干涉的比较题型2 光的偏振1．自然光与偏振光的比较类别自然光(非偏振光)偏振光光的来源从普通光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向,且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿特定方向等．3．(多选)光的偏振现象说明光是横波．下列现象中能反映光的偏振特性的是( ABC ) A．一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C．日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹解析:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,选项A、B反映了光的偏振特征,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象．4．(多选)关于光的偏振,下列说法正确的是( ABD )A．自然光通过偏振片后,就得到了偏振光B．拍摄水面下的景物时,加偏振片可使像更清晰C．所有的波都具有偏振现象D．立体电影是应用光的偏振的一个实例E．自然光射到两种介质的界面上,折射光是偏振光,反射光不是偏振光解析:自然光通过偏振片后,从而得到在某一方向振动的光,这就是偏振光,故A项正确；拍摄水面下的景物时,为防止反射光,所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,故B项正确；只有横波才能发生光的偏振现象,故C项错误；立体电影的制作利用了光的偏振现象,放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图象,故D项正确；自然光是在垂直于传播方向上的沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同,透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光,故E项错误．考点4 电磁场和电磁波1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．对电磁波的理解(1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图所示．(2)电磁波谱的特性及应用3.电磁波与机械波的比较电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大),c＝3×108m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340 m/s)是否需要介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能1．(多选)下列说法正确的是( BCD )A．根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场B．发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路C．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象D．机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播E．电磁波只能在真空中传播,因此当电磁波遇到介质时,会被介质挡住解析:在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,选项A错误；发射电磁波时必须采用高能量且要有尽可能大的空间传播电磁波,所以选项B正确；干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,选项C正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质,而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,选项D正确；电磁波既可以在真空中传播,也可以在介质中传播,选项E错误．2．(多选)关于电磁波谱,下列说法不正确的是( BDE )A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．紫外线的频率比可见光的低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C．X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D．红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线E．频率越高的电磁波在真空中传播的速度越快解析:无线电波的波长长,易发生衍射现象,A正确；紫外线的频率比可见光的高,B错误；X射线和γ射线的波长比较短,其穿透力强,常用于人体拍片和检查金属零件缺陷,故C正确；任何物体都能辐射红外线,D错误；不同频率的电磁波在真空中传播速度相同,E错误．3．(多选)关于电磁波,下列说法正确的是( ABC )A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失解析:电磁波在真空中传播速度不变,与频率无关,选项A正确；电磁波由周期性变化的电场和变化的磁场互相激发得到,选项B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直,选项C正确；光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播,选项D错误；电磁波具有能量,电磁振荡停止后,已形成的电磁波仍会在介质或真空中继续传播,选项E错误．名师点睛电磁波的四大特点1电磁波是横波，在空间传播不需要介质.2在真空中电磁波的传播速度为3×108 m/s.3v＝λf对电磁波同样适用.4电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射等现象.。
