高中物理【光的波动性 电磁波 相对论】知识点、规律总结

2025高考物理波动与光学知识点总结物理作为一门基础学科，在高考中占据着重要的地位。

其中，波动与光学部分是一个重点和难点，涵盖了丰富的概念、原理和应用。

为了帮助同学们更好地掌握这部分知识，下面对 2025 高考物理中波动与光学的知识点进行全面总结。

一、机械波1、机械波的产生和传播机械波是由机械振动在介质中传播而形成的。

要产生机械波，需要有波源和介质。

介质中的质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动。

2、横波和纵波横波的振动方向与波的传播方向垂直，如绳波。

纵波的振动方向与波的传播方向平行，如声波。

3、波长、频率和波速波长是相邻两个振动相位相同的质点间的距离。

频率是波源的振动频率，由波源决定。

波速由介质决定，公式为 v ＝λf ，其中 v 是波速，λ 是波长，f 是频率。

4、波的图象波的图象直观地反映了某一时刻各个质点的位移情况。

通过波的图象，可以判断质点的振动方向、波长、振幅等。

5、波的叠加和干涉两列波相遇时会相互叠加，在某些区域振动加强，某些区域振动减弱，这种现象叫波的干涉。

产生干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定。

6、多普勒效应由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应。

当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率增大；相互远离时，频率减小。

二、电磁波1、电磁波的产生变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播形成电磁波。

电磁波可以在真空中传播，速度等于光速。

2、电磁波的特性电磁波具有波动性和粒子性。

电磁波在传播过程中，频率不变，波长和波速会根据介质的不同而变化。

3、电磁波谱电磁波按照波长或频率的大小顺序排列，形成电磁波谱。

包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。

三、光的折射和全反射1、光的折射定律折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即 n ＝ sin i ／ sin r ，其中 n 是折射率。

高中物理光学知识点总结高中物理光学知识点总结光学是高中物理中的一个重要分支，主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象，并通过这些现象解释各种光学现象。

本文将对高中物理光学中的重点知识点进行总结，以供学生备考。

光的特性光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。

光的波动性体现在它的干涉、衍射等现象中，粒子性体现在它在某些情况下表现为光子的形式。

光的速度：光在真空中的速度是恒定的，约为3×108m/s。

光的色散：光在介质中传播时，由于不同波长的光在介质中的折射率不同，会发生色散现象。

著名的光谱元素定律就是基于这个现象得出的。

光的偏振：光是一种纵波，具有偏振性。

普通光不是偏振光，只有经过偏振器后才能变成偏振光。

光的相干性：如果两个光源发出的光是相干的，它们的波峰和波谷可以重合，形成干涉现象。

光的反射光线在与界面垂直的方向上反射时，反射角等于入射角。

根据光线的传播方向可以分为水平入射和斜入射两种情况。

判断反射光的方向可以使用“入离法”，即入射光线向界面法线方向距离离界面较近的一侧，反射光线向法线方向距离离界面较远的一侧。

光的折射光线从一种介质进入另一种介质中时，会发生折射。

根据两种介质的折射率可以得到入射角和折射角的关系：$n1\sin{\theta1}=n2\sin{\theta2}$，其中$n1$和$n2$分别代表两种介质的折射率，$\theta1$和$\theta2$分别代表入射角和折射角。

在垂直入射的情况下，入射角为0，折射角也为0。

在到达一定角度时，光线会发生全反射，这个角度称为临界角，也可以用折射率的比值计算：$\sin{\theta c}=\frac{n2}{n1}$。

光的干涉干涉是两个或多个光波相遇而产生的波的叠加效应。

干涉可以分为同相干干涉和异相干干涉两种。

在同相干干涉中，两束光的相位差为整数个波长，两波相加会增强干涉条纹。

在异相干干涉中，两束光的相位差为半波长，两波相加会减弱干涉条纹。

物理高三考点总结电磁波与光的波动性质物理高三考点总结-电磁波与光的波动性质电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的一种波动现象，它具有许多特性，其中包括波长、频率、速度和传播模式等。

而光波作为一种电磁波，也具备了这些波动性质。

本文将总结电磁波与光的波动性质，以帮助高三物理考生更好地掌握这一知识点。

一、电磁波的特性1. 波长：电磁波的波长（λ）是指在空间中一个完整波动周期所占据的长度。

波长越长，波动的频率就越低。

通常用单位“米”表示。

在电磁波的不同频段中，波长有较大的差异，如无线电波的波长通常在几米到几十米之间，而可见光的波长则在几百纳米到几百微米之间。

2. 频率：电磁波的频率（ν）是指电磁波在单位时间内的波动周期数。

频率与波长是倒数关系，即ν = c / λ（c为光速）。

频率越高，波长越短。

频率通常用单位“赫兹”表示。

3. 光速：电磁波在真空中的传播速度近似为光速（c），约等于3.00 × 10^8米/秒。

光速在不同介质中会有不同的传播速度，如在空气中略小于真空中的光速。

4. 传播模式：电磁波可以按照传播模式的不同分为平面波、球面波和柱面波。

其中，平面波是指波前面是一组平行的、充满整个空间的波峰或波谷，并向特定方向传播。

球面波是指波前面是一组以波源为中心向外扩散的球面波，它的能量在空间中逐渐减弱。

柱面波是指波前面是一组圆环状的波峰或波谷，并向某一特定方向传播。

二、光的波动性质1. 干涉：当光波由于传播路径的不同而发生干涉时，其在空间中的波峰和波谷会相互叠加或抵消，形成干涉条纹。

干涉现象可以用来证明光的波动性，并解释许多光学现象，如干涉仪、干涉滤光片等。

2. 衍射：当光波通过一个尺寸与波长相当的障碍物或孔径时，光波会发生衍射现象。

衍射现象使光在背后的屏幕上显示出一些特定的衍射图案，如夫琅禾费衍射、单缝衍射和双缝干涉等。

3. 极化：光波的振动方向决定光的极化状态。

当光波振动方向限制在一个特定平面上时，被称为偏振光。

光物理知识点总结1.光的波动性光在传播过程中会表现出波动性和粒子性。

光的波动性表现在它具有波长和频率，可以形成干涉、衍射等现象。

而光的粒子性则表现为光子，它是光的基本粒子。

这一概念是物理学家爱因斯坦提出的，并且解释了光的光电效应和光的能量量子化。

2.光的反射和折射光的反射和折射是光学中最基本的现象。

根据菲涅尔定律，光在与介质界面相交时会发生一定的反射和折射。

反射是光在介质界面上的反射，而折射是光在介质中传播时的偏折现象。

这两种现象在日常生活和工程应用中有着广泛的应用。

3.光的干涉和衍射干涉和衍射是光的波动性的典型表现。

干涉是指光的两束或多束波相互叠加形成交替明暗条纹的现象，可以通过干涉仪进行实验验证。

在干涉实验中，我们可以观察到干涉环、干涉条纹等现象。

而衍射则是波通过物体缝隙或物体边缘时出现的波动现象，衍射的特点是波在经过障碍物之后，形成特定的衍射图样。

这两种现象对于光的相干性和相位关系有着重要的影响。

4.光的偏振光是一种横波，可以存在不同的偏振状态。

偏振是指电矢量或磁矢量沿特定方向振动的现象。

线偏振、圆偏振和椭圆偏振是光的三种基本偏振状态。

偏振光在光学仪器和光学器件中有着重要的应用，例如在偏振片、波片、偏振器等方面。

5.光的散射光在传播过程中会发生散射现象。

散射分为光的弹性散射和非弹性散射。

弹性散射是指光在与物质相互作用时，改变了传播方向但不改变频率和能量的现象。

非弹性散射则会导致光的频率和能量发生变化。

散射现象在大气光学和气溶胶研究中有着重要的应用。

6.光的吸收和发射光在物质中传播时，会被物质吸收或者激发物质发射新的光。

这些过程有着重要的应用，例如在激光技术、光谱分析和光学通讯中。

7.光的光学器件光学器件是利用光的特性来实现特定功能的设备。

例如透镜、反射镜、棱镜、光栅、偏振片、光纤等，它们在光学成像、激光器、光通讯等方面发挥着重要的作用。

8.光的相干性光的相干性是指光波振幅和相位之间的关联性。

科普物理光学知识点光学是物理学的一个分支，研究光的产生、传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。

本文将对高中物理光学知识点进行全面整理。

一、光的本质1. 光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。

这一概念最早由爱因斯坦提出，被称为光的波粒二象性。

2. 光的电磁本质：光是一种电磁波，具有电场和磁场的交替变化。

3. 光速不变原理：光在真空中的速度是恒定不变的，即光速不变原理。

4. 光的能量：光的能量与其频率成正比，与其波长成反比。

二、光的传播1. 光的直线传播：光在同一介质中沿直线传播，遇到界面时会发生反射、折射等现象。

2. 光的衍射：光通过狭缝或物体边缘时，会出现衍射现象，即光的波前会扩散。

3. 光的干涉：两束相干光相遇时，会出现干涉现象，即光的波峰和波谷相遇时会相互加强或抵消。

三、光的反射1. 光的反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射角等于反射角。

2. 光的反射现象：光在界面上发生反射时，会产生镜面反射和漫反射两种现象。

3. 光的全反射：当光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，光将全部反射回去，这种现象称为全反射。

四、光的折射1. 光的折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射角和折射角的正弦之比等于两介质的折射率之比。

2. 光的折射现象：光从一种介质射向另一种介质时，会发生折射现象。

3. 光的色散：不同频率的光在介质中的折射率不同，导致光的色散现象。

五、光的透射1. 光的透射现象：当光从一种介质射向另一种介质时，一部分光被反射，另一部分光被透射。

2. 光的透射定律：入射光线、透射光线和法线在同一平面内，入射角和透射角的正弦之比等于两介质的折射率之比。

3. 透明介质和不透明介质：透明介质能够让光通过，不透明介质则不能。

六、光的偏振1. 光的偏振现象：光的电场矢量在某一方向上振动，称为光的偏振。

2. 偏振光的产生：偏振光可以通过偏振片、布儒斯特角、菲涅尔公式等方法产生。

高中物理光的波动性知识点总结参考高中物理光的波动性知识点总结参考一.教学内容：光的波动性二.要点扫描：（一）光的干涉1.产生相干光源的方法（必须保证r相同）。

⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。

2.双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ＝r2－r1。

条纹间距△x＝λ。

上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。

结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生。

当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即kδ＝∝d。

由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。

若：ΔT＝2d＝nλ（n＝1，2，?）则出现明纹。

ΔT＝2d＝（2n－1）λ/2（n＝1，2，?）则出现暗纹。

应注意：干涉条纹出现在被照射面。

薄膜干涉应用（1）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。

使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，（ΔT＝2d＝λ，得d＝λ），故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析E入＝E反＋E透＋E吸。

在介质膜吸收能量不变的前提下，若E反＝0，则E透最大。

增强透射光的强度。

（2）“用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。

如果某处凸起来，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。

（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。

）4.光的波长、波速和频率的关系V＝λf。

光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长λ与光在介质中的波速V成正比。

色光的颜色由频率决定，频率不变则色光的颜色也不变。

（二）光的衍射。

1.光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象。

2.泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。

第4讲光的波动性电磁波和相对论一、光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象．2．条件：两列光的频率相等，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相同的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．相邻的亮条纹(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Δx＝ldλ. 4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面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相同．二、光的衍射1．光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象．2．光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．(2)圆孔衍射：出现明暗相间的不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．三、光的偏振1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是横波．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光的产生通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做起偏振器，第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做检偏振器．自测1(多选)下列属于光的干涉现象的是()答案BC解析图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C.四、电磁场和电磁波1．电磁波的产生(1)麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．(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整体，这就是电磁场．(3)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，在空间传播不需要介质．②真空中电磁波的速度为3×108 m/s.③v＝λf对电磁波适用．④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．2．电磁波的发射与接收(1)发射电磁波的条件：①要有足够高的振荡频率．②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．(2)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程．(3)电磁波谱：①定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱．②电磁波谱的特性、应用.自测2 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了．下面说法正确的是( )A ．雷达是利用声波的反射来测定物体位置的B ．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线C ．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应D ．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X 射线的穿透本领答案 D五、相对论1．狭义相对论的两个基本假设(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．时间和空间的相对性(1)时间间隔的相对性：Δt ＝Δτ1－(v c )2. (2)长度的相对性：l ＝l 01－(v c)2. 3．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 0.4．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 ＝mc 2.命题点一 光的干涉现象1．双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝l dλ. (3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹．2．亮暗条纹的判断方法(1)如图1所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上某点的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹．图1(2)光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹． 3．条纹间距：Δx ＝l dλ，其中l 是双缝到光屏的距离，d 是双缝间的距离，λ是光波的波长． 4．薄膜干涉(1)形成：如图2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2(2)亮、暗条纹的判断①在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍，即Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…)，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Δr 等于半波长的奇数倍，即Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．(3)薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图3所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．图3例1 (2016·江苏单科·12B(2)、(3))(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光的________相同．如图4所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A ”“B ”或“C ”)点会出现暗条纹．图4(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m ，双缝间的距离d ＝1 mm ，双缝到屏的距离l ＝2 m ．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．答案 (1)频率 C (2)1.178×10－2 m 解析 (1)产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同；A 、B 两点为振动加强点，出现亮条纹，C 点为波峰与波谷相遇，振动减弱，为暗条纹．(2)相邻亮条纹的中心间距Δx ＝l dλ 由题意知，亮条纹的数目n ＝10解得x ＝nlλd，代入数据得x ＝1.178×10－2 m. 变式1 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图5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：图5(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．变疏B．变密C．不变D．消失答案 A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．命题点二光的衍射1．对光的衍射的理解(1)衍射是波的特征，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．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．例2如图6所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()图6A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽、越亮，2、4分别对应于紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．变式2(2017·扬州市5月考前调研)如图7所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖后形成复合光束c，则穿过玻璃砖的过程中________光所用时间较长；在相同的条件下，________光更容易发生衍射．图7答案b a命题点三光的偏振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 (2018·启东中学模拟)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α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α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8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．图8(1)偏振片A 的作用是_________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．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αD ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α 答案 (1)把自然光变成偏振光 (2)横波 (3)ACD命题点四 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、传播方向三者两两垂直，如图9所示．图9(2)电磁波与机械波的比较例4(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、光缆传输答案ABC解析电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，可在光缆中传输，D错误．变式3(多选)(2018·南阳中学月考)关于可见光，下列说法正确的是()A．可见光中的红光比紫光的频率低B．可见光不能在真空中传播C．可见光波长越长，越容易发生衍射D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波答案AC命题点五相对论例5(多选)(2017·江苏单科·12B(1))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答案 AC解析 由相对论知识Δt ＝Δτ1－(v c )2知，Δt ＞Δτ.则地球上的人观察飞船上的时间进程比地面上慢，即地球上的人观测到地球上的钟较快，同理可知，飞船上的人观测到飞船上的钟较快，A 、C 正确，B 、D 错误．变式4 (2017·苏锡常镇四市调研)如图10所示，一列火车以速度v 相对地面运动．如果地面上的人测得：地面上一只光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，则火车上的人测得此闪光先到达________(选填“前壁”或“后壁”)，这两束闪光的传播速度________(选填“相等”或“不相等”)．图10答案 前壁 相等1．(多选)(2017·南通市第一次调研)下列说法中正确的有( )A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽B ．地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离地球C ．拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前可以加装一个偏振片以减弱反射光的强度D ．真空中的光速在不同的惯性系中不相同答案 BC2．(多选)(2017·徐州市考前模拟)下列说法正确的有( )A ．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性B ．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关C ．声波频率的大小取决于某种介质中传播的速度和波长的大小D ．在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄答案AD3．(2014·江苏单科·12B(1))某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图11甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是()图11A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源答案 B解析在双缝干涉中，相邻亮条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．4．(2018·如皋市调研)如图12所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，右侧AA′为光屏，A与S2的距离与A与S1的距离之差为1.5×10－6 m，S1、S2连线的中垂线与光屏的交点为O，A′点与A点关于O点对称．用波长为600 nm的黄色激光照双缝，则A点为________(“亮条纹”或“暗条纹”)，点A′与A点之间共有______条亮条纹．图12答案暗条纹 5解析单色光的波长为：λ＝600 nm＝6.0×10－7 m,1.5×10－6 m＝2.5λ＝5×λ2，可知A点到双缝的距离之差是半波长的奇数倍，该点出现暗条纹；令2.5λ＝λ2(2k－1)，可得k＝3，这是第3条暗条纹，那么A′点与A点之间共有5条亮条纹．1．(多选)关于光学镜头增透膜，以下说法中正确的是()A ．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度B ．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C ．涂有增透膜的镜头，进入的光线全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好D ．因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色答案 AD2．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1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( )图1A ．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，条纹逆向劈尖移动D ．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧答案 A3．(多选)(2018·盐城中学模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图2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( )图2A ．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 ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细答案 AD4．下列现象中，属于光的衍射的是( )A ．雨后天空出现彩虹B ．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C ．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答案 B解析雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是光的色散现象，A错误．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，B正确．海市蜃楼现象属于光的折射，C错误．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉，D错误．5．如图3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()图3A．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不变答案 C6．(多选)(2017·南京外国语学校等四模)下列说法正确的有()A．波在两种介质界面处发生折射，除传播方向发生改变，波长、波速、频率都不变B．牛顿环是由一个玻璃球面与平面玻璃之间空气膜发生的干涉造成的C．光从一种介质进入另一种介质传播，频率不变，所以光的颜色不变D．自然光被玻璃反射后，反射光依然是自然光答案BC7．(2017·扬州市5月考前调研)下列说法中正确的是()A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官C．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变小D．第四代移动通信系统(4G)采用1 880～2 690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的答案 B8．(多选)(2017·扬州中学高三初考)甲乘客乘坐在接近光速的火车上，乙观察者站在铁轨附近的地面上，甲、乙两人手中各持一把沿火车前进方向放置的米尺．则下列说法正确的是() A．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要长B．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要短C．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要长D．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要短答案 BD9．(2016·江苏单科·12B(1))一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，他以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答案 B解析 飞船上的观测者测得飞船的长度不变，仍为30 m ，由l ＝l 01－(v c)2<l 0可知，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m ，A 错误，B 正确；由光速不变原理可知，C 、D 错误．10．如图4所示A 、B 两架高速太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，A 向B 发出一条无线电指令，B 经过t 0时间接受到指令，已知真空中光速为c ，则在A 、B 看来，A 、B 之间距离为l 0＝________；地面指挥中心观测到此刻A 、B 之间的距离为l ，则l ____l 0(选填>、＝、<)．图4答案 ct 0 <11．(2017·江苏七校模拟)已知双缝到光屏之间的距离L ＝500 mm ，双缝之间的距离d ＝0.50 mm ，单缝到双缝的距离s ＝100 mm ，测量单色光的波长实验中，测得第1条亮条纹与第8条亮条纹的中心之间的距离为4.48 mm ，则相邻亮条纹之间的距离Δx ＝________mm ；入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．答案 0.64 6.4×10－7 解析 干涉条纹的宽度为：Δx ＝x 8－x 18－1＝4.487 mm ＝0.64 mm ＝6.4×10－4 m 根据公式：Δx ＝L dλ，代入数据得： λ＝d Δx L ＝0.50×10－3×6.4×10－4500×10－3 m ＝6.4×10－7 m.。

第2讲 光的波动性 电磁波 相对论简介对应学生用书P191(1)相干光来自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回来的两列反射光． (2)薄膜干涉的应用：增透膜；检查工件的平整度．1．明、暗条纹的条件 (1)单色光①光的路程差r 2－r 1＝k λ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．②光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．(2)白光：光屏上出现彩色条纹． (3)条纹间距公式：Δx ＝l dλ2．观察薄膜干涉条纹时，应该与光源处在薄膜的同一侧观察测量头的构造及使用如图2－2－1甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图2－2－1乙，记下此时手轮上的读数．图2－2－1两次读数之差就表示这两条条纹间的距离．实际测量时，要测出n条明纹(暗纹)的宽度，设为a，那么Δx＝an－1.注意事项(1)保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴．Ⅰ(考纲要求)1．电磁振荡的规律(1)产生原因：电容器的充、放电作用和线圈的自感作用．(2)实质：电场能与磁场能的相互转化．(3)具体表现：两组物理量的此消彼长，周期性变化，循环往复．①电容器的电荷量q，电势差U，场强E，线圈的自感电动势E自．图2－2－2②电路中的电流i，线圈内的磁感应强度B.分别如图2－2－2甲、乙．放电过程：q减小、i增大充电过程：q增大、i减小．放电完毕：q＝0、i最大充电完毕：q最大、i＝0.2．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．3．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，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场．4．电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．(2)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)．(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，波速越小．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．5．电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调频和调幅)．①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．6．无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．能够调谐的接收电路叫做调谐电路．(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调.1．狭义相对论的两个基本假设(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，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．2．时间和空间的相对性(1)时间间隔的相对性：Δt ＝Δt ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2(2)长度的相对性：l ＝l 0 1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2.3．相对论的三个结论(1)速度变换公式：u ＝u ′＋v1＋u ′v c2(2)相对论质量(质速关系)：m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2(3)质能方程(质能关系)：E ＝mc 2. ●特别提醒 由相对论质量m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2知回旋加速器中被加速的粒子速度增大，粒子的质量增大，从而使它做圆周运动的周期发生变化，不再与D 形盒上的交变电压同步．这样不会使粒子的速度无限增大．图2－2－31．如图2－2－3是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2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解析 由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L dλ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．答案 B图2－2－42．(2012·成都一模)用如图2－2－4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 解析 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．答案 D3．声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为( )． A ．声波是纵波，光波是横波 B ．声波振幅大，光波振幅小 C ．声波波长较长，光波波长很短 D ．声波波速较小，光波波速很大解析 意在考查考生对产生明显波的衍射条件的理解．根据波产生明显衍射现象的条件——障碍物或孔的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小可知，声波有明显的衍射而光波的衍射不明显是因为声波的波长较长，C 正确．答案 C4．(2011·广东梅州二模)电磁波与机械波相比较有( )．A ．电磁波传播不需要介质，机械波传播也不需要介质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解析 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 、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．答案 D5．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，可以看到彩色条纹解析 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.答案 D6．如图2－2－5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 (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 (填“大于”或“小于”)图B 所对应的圆孔的孔径．图2－2－5解析 A 中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，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．答案 衍射 小于7．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X 光机，________. (2)紫外线灯，________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．A ．光的全反射B ．紫外线具有很强的荧光作用C ．紫外线具有杀菌消毒作用D ．X 射线的很强的贯穿力E ．红外线具有显著的热效应F ．红外线波长较长，易发生衍射解析 (1)X 光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X 射线，选择D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E.答案 (1)D (2)C (3)E8．如图2－2－6所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、② 、③ 、④ 、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取 或 的方法．图2－2－6解析 做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx ＝L dλ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．答案 滤光片 单缝屏 双缝屏 增大双缝屏到光屏的距离 减小两缝间距离对应学生用书P193考点一 光的干涉、衍射及偏振图2－2－7【典例1】(1)在研究材料A 的热膨胀特性时，可采用如图2－2－7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t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t 2时，亮度再一次回到最亮．①在B 板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？ ②温度由t 1升高到t 2时，A 的高度升高多少？(2)①肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．②凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是________．要使光产生明显的衍射，条件是_______________________________________________________________．③当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________________________________________________________________________．④如图2－2－8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________________________________________________________________________.图2－2－8解析 (1)①A 、B 间为空气薄膜，在B 板上方观察到的亮暗变化，是由B 的下表面反射的光和A 的上表面反射的光叠加产生的．②当温度为t 1时，设空气薄膜厚度为d 1，此时最亮说明：2d 1＝k λ当温度为t 2时，设空气薄膜厚度为d 2，此时再一次最亮说明：2d 2＝(k －1)λ得d 1－d 2＝λ2故温度由t 1升高到t 2，A 的高度升高λ2.(2)①肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．②障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看做沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．③红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远． ④这个实验说明了光是一种横波． 答案 见解析 【变式1】下列说法或现象正确的是( )．A ．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的B ．为了使牛顿环的直径大些，应选用表面不太弯曲的凸透镜C ．照相机镜头上涂有一层增透膜的厚度应为绿光在真空中波长的14D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 解析 泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A 项错．凸透镜表面不太弯曲时空气薄膜厚度小，牛顿环的直径大些，B 项正确．照相机镜头上涂有一层增透膜的厚度应为绿光在该介质中波长的14，C 项错．加偏振片的作用是减弱反射光．答案 B考点二 用双缝干涉测光的波长 【典例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，要把它们放在图2－2－9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．(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 .图2－2－9(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，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理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用米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)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意_________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2－2－10甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2－2－10乙中手轮上的示数 mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为 mm.图2－2－10(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝ ，求得所测红光波长为 nm.解析 (1)滤光片E 是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏．所以排列顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm ；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度， 然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为2.320 m m ，所以相邻条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm.(4)由条纹间距离公式Δx ＝l dλ得： λ＝d Δxl，代入数值得： λ＝6.6×10－7m ＝6.6×102nm. 答案 (1)E 、D 、B(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm ；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上(3)13.870 2.310 (4)d Δx l6.6×102【变式2】(1)备有下列仪器：A ．白炽灯B ．双缝C ．单缝D ．滤光片E ．白色光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号)． (2)已知双缝到光屏之间的距离L ＝500 mm ，双缝之间的距离d ＝0.50 mm ，单缝到双缝之间的距离s ＝100 mm ，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A 条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B 条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图2－2－11所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．图2－2－11(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________． A ．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B ．增大双缝到屏的距离C ．增大双缝到单缝的距离D ．增大双缝间距解析 (1)课本知识，需熟练掌握基础知识．(2)游标卡尺读数精确度为0.1 mm ，A 位置主尺读数为11 mm ，游标尺读数为1，读数为x 1＝11 mm ＋1×0.1 mm＝11.1 mm ，同理B 位置读数为x 2＝15.6 mm ，则条纹间距Δx ＝x 2－x 17＝0.64 mm.利用λ＝d L Δx ＝6.4×10－7 m.(3)由Δx ＝L d λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故选项A 、B 正确．答案 (1)ADCBE (2)6.4×10－7 (3)AB考点三 电磁场和电磁波【典例3】(1)麦克斯韦电磁理论的内容是： ________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是________的，并和该处电磁波的传播方向________，这就说明电磁波是________波．(3)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题．①雷达发射电磁波的波长范围是多少？②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？解析 (1)麦克斯韦电磁理论的内容是：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．(2)电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是垂直的，并和该处电磁波的传播方向垂直，这说明电磁波是横波．(3)①由c ＝λf 可得：λ1＝c f 1＝3.0×108200×106m ＝1.5 m ， λ2＝c f 2＝3.0×1081 000×106m ＝0.3 m. ②电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以可根据x ＝12vt 确定和目标间的距离．答案 见解析【变式3】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波说法错误的是( )．A ．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m 至1.5 m 之间B ．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C ．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D ．波长越短的电磁波，反射性能越强解析 据λ＝c f，电磁波频率在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内，则电磁波的波长范围在0.3 m 至1.5 m 之间，故A 正确．雷达是利用电磁波的反射原理，电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故B 错误，C 正确．答案 B考点四 狭义相对论的简单应用【典例4】如图2－2－12所示，考虑几个问题：图2－2－12(1)如图所示，参考系O ′相对于参考系O 静止时，人看到的光速应是多少？(2)参考系O ′相对于参考系O 以速度v 向右运动，人看到的光速应是多少？(3)参考系O 相对于参考系O ′以速度v 向左运动，人看到的光速又是多少？解析 根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c ，第二种情况应是c ＋v ，第三种情况应是c －v ，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，都应是c .答案 (1)c (2)c (3)c【变式4】据报导，欧洲大型强子对撞机(LHC)已于2008年9月10日开启，并加速第一批质子，该对撞机“开足马力”后能把数以百万计的粒子加速至每秒钟30万公里，相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11 245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏特．下列说法正确的是( )．A ．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够达到光速B ．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够超过光速C ．粒子高速运动时的质量将大于静止时的质量D ．粒子高速运动时的质量将小于静止时的质量解析 根据公式u ＝u ′＋v 1＋u ′v c 2可知物体的速度u 不可能等于或大于光速，所以A 、B 错误． 根据公式m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知高速运动的物体的质量m 大于静止时的质量m 0，所以C 正确、D 错误；本题答案为C.答案 C对应学生用书P195一、光的干涉和衍射(中频考查)图2－2－131．(2009·上海高考)如图2－2－13所示为双缝干涉的实验装置示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更________(填“长”或“短”)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)．解析 依据双缝干涉条纹间距规律Δx ＝l dλ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，或增大双缝与屏之间的距离l .答案 长 增大2．下列说法正确的是( )．A ．雨后路面的油膜出现彩色条纹，这是光的色散现象B ．太阳光斜射在铁栅栏上，地面出现明暗相同条纹，这是光的干涉现象C ．对着日光灯从两铅笔的狭缝中看到的彩色条纹，这是光的衍射现象D ．从月亮光谱可以分析月亮的化学成份答案 C3．(2010·江苏高考)(1)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(2)如图2－2－14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S 1和S 2的路程差为7.95×10－7 m ．则在这里出现的应是________(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________(填“变宽”、变窄或“不变”)．图2－2－14解析 激光是一种光，是横波，A 错误；频率相同的激光在不同介质中的波长不同，B 错误；两束频率不同的激光不能产生干涉现象，C 错误；利用激光平行度好的特点可以测距，D 正确．(2)由Δx λ＝7.955.30＝1.5可知，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹．由Δx ＝l dλ可知，λ变大，Δx 变大，故屏上条纹间距变宽．答案 (1)D (2)暗条纹 变宽图2－2－154．(2011·北京卷，14)如图2－2－15所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )．A ．增大S 1与S 2的间距B ．减小双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光解析 在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx ＝L dλ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d ，或者增大双缝屏到光屏的距离L ，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．答案 C图2－2－165．(2011·上海单科，21)如图2－2－16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________(填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的________(填“波动说”、“微粒说”或“光子说”)．解析 激光束照射圆盘，中心形成的亮斑，说明激光绕过了圆盘，所以现象应是衍射，证实了激光具有波动性．答案 衍射 波动说二、电磁波(低频考查)6．(2009·天津，2)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解析 电磁波在真空中也能传播，A 错；衍射是一切波所特有的现象，B 对；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C 错；所有波都能传递信息，D 错．答案 B7．(2009·四川)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 ．使用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 ．变化的电场可以产生磁场解析 雷达是用无线电波来测定物体位置的设备，A 不正确；从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程叫做解调，B 不正确；使用紫外线照射时，钞票上用荧光物质印刷的文字发出可见光，C 项不正确．答案 D8．(2010·天津理综)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解析 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．答案 A9．(2010·上海单科，7)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )．A ．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B ．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C ．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D ．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析 在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等，所以A 项对．答案 A三、相对论(低频考查)10．(海南单科)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的k 倍，粒子运动速度是光速的________倍．解析 依据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍，则其运动时的质量等于其静止质量的k 倍；再由相对论质量公式m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2得v c ＝k 2－1k.答案k2－1 k11．(2009·江苏卷)如图2－2－17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)．图2－2－17A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c解析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．答案 D12．(2010·北京卷，13)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解析由光速不变原理可知A项正确．答案 A。

物理高三波和光的知识点波和光是物理学中的重要知识点，特别是在高三阶段，掌握波和光的相关内容对于理解光学、电磁学等领域具有重要意义。

本文将介绍高三物理中有关波和光的知识点。

一、光的本质和传播特性光是一种电磁波，具有波粒二象性。

在波动理论中，光的传播是通过电场和磁场的交替变化产生的。

光的传播速度是恒定的，即光速等于3×10^8米/秒。

根据光的传播特性，我们可以解释光的折射、反射和干涉等现象。

二、光的折射和反射当光由一种介质传播到另一种介质时，会出现折射现象。

根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间满足一个固定的关系。

光的折射现象可以解释为光在不同介质中传播速度不同导致的方向改变。

光的反射是指光在界面上的反射现象。

根据反射定律，入射角等于反射角。

反射现象在镜面、平面和曲面等不同情况下都有不同的表现形式。

三、光的干涉和衍射光的干涉是指两个或多个光波相遇时产生的明暗斑纹的现象。

干涉现象可以解释为两个波的叠加效应。

常见的干涉现象有杨氏双缝干涉和光的彩色条纹。

光的衍射是指光通过物体的边缘或孔径时发生的波的传播现象。

衍射现象可以解释为波的传播受到物体边缘或孔径的限制而改变方向和强度。

四、光的偏振和色散光的偏振是指光波中电场矢量振动方向的特性。

光可以是偏振光或非偏振光。

偏振光在特定方向上具有振动，而非偏振光在所有方向上的振动都是均匀的。

光的色散是指光通过介质时不同频率的光波速度不同的现象。

根据光的色散特性，我们可以解释为什么在折射光中会出现彩虹。

五、光的电磁波性质和光的粒子性质光既有波动性质，也有粒子性质。

根据光的电磁波动性质，我们可以解释光的折射、反射和干涉等现象。

根据光的粒子性质，我们可以解释光的光子模型和光电效应等现象。

总结：物理高三波和光的知识点包括光的本质和传播特性、光的折射和反射、光的干涉和衍射、光的偏振和色散，以及光的电磁波性质和粒子性质。

掌握这些知识点对于高三物理学习和理解光学领域的其他概念具有重要意义。

光学光的波动性知识点总结光学是研究光和光学现象的科学，涉及到光的本质、传播规律等方面的知识。

其中，光的波动性是光学中的重要概念之一。

本文将就光的波动性进行总结，主要包括以下几个知识点。

1. 光的波动性概述光的波动性是指光具有波动的性质，即光既可以表现为粒子的特性，也可以表现为波动的特性。

这一概念最早由英国科学家赫兹尔在19世纪提出，光的波动性进一步在物理学中得到深入研究和解释。

2. 光的波动方程光的波动性可以通过波动方程来描述。

波动方程是一个数学方程式，用来描述波动的传播和性质。

对于光来说，其波动方程一般可以表示为y(x,t)=Asin(kx-ωt+φ)，其中y表示波动的振幅，x表示空间坐标，t表示时间，A表示振幅大小，k表示波数，ω表示角频率，φ表示初始相位。

3. 光的干涉与衍射光的波动性使得光可以产生干涉与衍射现象。

干涉是指两个或多个波在空间中叠加形成干涉图样的现象，主要包括杨氏双缝干涉和牛顿环干涉等。

衍射是指光线通过一个窄缝或绕过障碍物后发生偏折的现象，常见的有单缝衍射和衍射光栅等。

4. 光的偏振性光的波动性还体现在其偏振性方面。

偏振是指光波在传播过程中振动方向的限制。

光可以是无偏振光、线偏振光或者圆偏振光。

通过偏振片等装置，可以实现对光的偏振性的调整和控制。

5. 光的相干性光的波动性还表现在其相干性方面。

相干性是指两束或多束光波之间存在特定的相位关系，可以是相长干涉或相消干涉。

相干性的研究对于光的干涉、衍射以及激光等领域有着重要的应用价值。

6. 光的色散光的颜色是光波长的表现，与光的传播速度和介质的折射率有关。

光在不同介质中传播时，会发生色散现象，即波长不同的光在传播过程中会发生不同的折射或偏折现象。

这一现象在光学通信、光谱分析等领域中有重要的应用。

综上所述，光的波动性是光学中的重要概念之一，涉及到光的波动方程、干涉与衍射、偏振性、相干性以及色散等多个方面的知识点。

对于理解光的性质和现象以及在实际应用中的应用具有重要意义。