专题练习38 光的波动性 电磁波 相对论简介

光的波动性和干涉现象光是一种电磁波，它具有波动性。

波动性使光能够传播，而干涉现象则展示了光的波动性的一些特殊特征。

本文将探讨光的波动性以及干涉现象，并解释它们在光学领域中的重要性。

第一部分：光的波动性光的波动性指的是光作为一个波动现象的性质。

光波的特点可以通过它的频率、波长和速度来描述。

频率表示波在单位时间内重复的次数，波长表示波的震动周期，速度表示波传播的速度。

这些特性与其他波动现象类似，例如声波和水波。

1.1 光的频率和波长在电磁波谱中，可见光是一种人眼能够感知的波段。

根据不同的频率和波长，可见光可以分为七种颜色，即红、橙、黄、绿、青、蓝和紫。

这些颜色在光学领域中起着重要的作用，例如，在光谱分析中，通过研究不同颜色的光波，可以确定物质的成分和结构。

1.2 光的传播速度光的传播速度在真空中大约为每秒30万千米，这是一个较快的速度。

根据相对论的原理，光在真空中的速度是一个常数，即光速。

这一特性对于测量时间和空间以及解释星际距离等问题都起着重要的作用。

第二部分：干涉现象干涉是指两个或多个波动系统相互作用和叠加的现象。

在光学领域中，干涉现象是指光波之间发生的相互作用和干涉。

干涉现象表现出明暗相间的条纹和颜色变化，这些现象可以通过光的波动性来解释。

2.1 干涉的类型干涉现象可以分为两种类型：构成干涉和破坏干涉。

构成干涉基于波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的原理，从而增强了光的强度。

破坏干涉则基于波峰与波谷相遇的原理，从而减弱了光的强度。

2.2 干涉实验干涉现象可以通过干涉实验来观察和研究。

例如，杨氏双缝实验是一个经典的干涉实验。

在该实验中，一束光被一个屏幕阻挡，只留下两个小孔，光通过小孔后形成两束波，再次叠加时产生干涉条纹。

这些条纹展示了光波的干涉特性，并为研究光的波长和频率提供了重要的实验依据。

第三部分：光的波动性与干涉的应用光的波动性和干涉现象在光学领域的应用非常广泛。

3.1 干涉仪器干涉仪器是一类利用干涉现象进行测量和分析的设备。

2020高考物理光的波动性、电磁波、相对论简介（含答案）1．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．红外线比红光波长长，它的热作用很强B．X射线就是伦琴射线C．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的长，它的显著作用是荧光作用答案ABD2．结合电磁波传播速度表达式v＝λf，下述结论正确的是()A．波长越大，传播速度就越大B．频率越高，传播速度就越大C．发射能量越大，传播速度就越大D．电磁波的传播速度与传播介质有关答案D3．某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是图中的()答案D4．理论联系实际是物理学科特点之一。

以下给出的几组表述中，实际应用与相应的物理理论相符合的是()①干涉法检查平面的平整度应用了光双缝干涉原理②伦琴射线管应用了光电效应原理③光纤通信应用了光的折射原理④光谱分析应用了原子光谱理论⑤立体电影应用了光的偏振理论A．①②B．②③C．③④D．④⑤答案D5．光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能。

如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是()A．光的直线传播B．光的粒子性C．光的干涉D．光的衍射答案C6．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。

以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A.λ8 B.λ4C.λ2D．λ答案B7．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。

听课手册第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【辨别明理】(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.()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.【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=n+1λ(n=0,1,2,…).22.条纹间距:Δx=Lλ,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.d例1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3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°;(sin 37°=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变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=dΔx.l2.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=|a1-a2|.n-1④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.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.变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”)■要点总结(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例3[2015·全国卷Ⅰ]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.变式题在“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.■要点总结光波波长很小,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(n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹.Δx=(2n+1)λ22.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14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()图38-10A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ4D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ22.(增透膜的应用)(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.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D.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E.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3.(薄膜干涉的应用)(多选)把一个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38-11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是()图38-11A.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,条纹变疏B.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,条纹变疏C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动D.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动4.(多选)如图38-12甲所示,在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()图38-12A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的考点四光的衍射及偏振现象1.对光的衍射的理解(1)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,光才可以看作是沿直线传播的.2.自然光与偏振光的比较自然光(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,且沿各个方向光振动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3.偏振光的应用:照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.1.(光的偏振)(多选)如图38-13所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()图38-13A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮2.(光的衍射现象)让太阳光垂直照射一块大的遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现()A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失B.由大变小的三角形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的黑白色条纹,直至黑白色条纹消失D.由大变小的三角形光斑,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失3.(干涉与衍射)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象()A.都是光的衍射现象B.都是光的干涉现象C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象D.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象4.(干涉与衍射)如图38-14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(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.图38-14考点五电磁场和电磁波相对论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38-15所示.图38-15(2)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=3×108 m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340m/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.(对电磁波的理解)(多选)下列说法正确的是 ( )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产生干涉和衍射现象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2.(电磁波谱)(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出明显衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,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3.(多选)[2016·全国卷Ⅱ]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4.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是()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5.[2016·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■要点总结(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、明显的衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ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γ射线都有重叠,但它们产生的机理不同.完成课时作业(三十八)。

电磁波与光的波动性（物理知识点）电磁波是一种由电场与磁场相互作用而产生的能量传播现象。

光是电磁波的一种，而电磁波又是一种由多种频率组成的波动现象。

本文将介绍电磁波的特性，探讨光的波动性以及与物理学相关的知识点。

一、电磁波的特性电磁波由电场和磁场构成，这两个场是相互垂直且相互作用的。

电磁波的特性包括频率、波长和速度三个方面。

频率是指电磁波的振动次数，通常用赫兹（Hz）表示。

不同频率的电磁波具有不同的特性，如射频电磁波、微波、可见光、紫外线、X 射线等。

波长是指电磁波的一周期内的空间距离，通常用米（m）表示。

波长与频率之间有一个恒定的关系，即波速等于频率乘以波长。

波速是光在真空中的速度，约为300,000 km/s。

速度是电磁波的传播速度，通常是指在真空中的速度，即光速。

光速是普朗克常数和真空中的电磁介质常数之积的倒数，其约等于299792458 m/s。

二、光的波动性光的波动性是指光在传播过程中表现出的波动特性，包括折射、反射、干涉、衍射等现象。

1. 折射：当光从一种介质传播到另一种介质中时，会发生折射现象。

根据斯涅尔定律，入射角与折射角之间满足一定的关系。

2. 反射：光线遇到界面时，一部分光线会按照入射角等于反射角的规律返回原来的介质，这种现象称为反射。

3. 干涉：当两束光线相遇时，它们会发生干涉现象。

根据干涉现象的不同，干涉可以分为构成干涉和破坏干涉两种情况。

4. 衍射：当光通过一个小孔或绕过一个障碍物时，光的波动性会体现出衍射现象。

衍射会使光线发生弯曲和扩散。

三、与物理学相关的知识点电磁波与光的波动性是物理学中的重要知识点，与很多其他的物理现象相关。

1. 光的粒子性：光既表现出波动性，也表现出粒子性。

爱因斯坦的光量子假设认为光以粒子形式存在，粒子被称为光子，具有能量和动量。

2. 光的色散：光的色散是指由于不同频率的光在介质中传播速度不同而引起的波长的分离现象。

色散使得光在经过透镜等光学仪器时会发生色差。

第4讲光的波动性电磁波相对论第一章光的波动性光是一种电磁波，它具有波动性。

早期的光学中，人们认为光是一种粒子，直到19世纪时，经过波动理论和实验，人们逐渐意识到光的波动性。

光的波长和频率是它波动特征的表现，这种特殊的波动特征使得光能在空气、水、玻璃等媒介中传播。

第二章电磁波电磁波是由电场和磁场相互作用产生的波动。

当电子在某一方向上振动时，周围便会形成电场，并且在垂直方向上产生磁场。

这样，电磁波就在空间中传播。

第三章相对论相对论是20世纪爱因斯坦提出的物理学理论。

它描绘了质量、能量、时间和空间之间的相互关系。

相对论的基本原则是相对性原理，即任何物理定律在所有惯性参考系中都是相同的。

这一原则提出后，引起了人们对空间和时间的理解的深刻思考。

第四章光的相对论相对论揭示了质量、能量、时间和空间的相互关系，同时它也揭示了光的波动性。

在相对论中，光的速度被认为是不变的。

这是因为不论在哪个参照系中，光的速度都是相同的，并且是一个定值，即光速。

这种特殊的速度让光在空间和时间上产生了一些奇妙的效应，如时间膨胀和长度收缩等。

第五章光的波粒二象性光既有波动性，也有粒子性。

这种二象性表现在静止的粒子（光子）和传播的波动（电磁波）之间的转化。

在相对论中，光的波动特征受到粒子运动速度的影响，因此光的波动特性受到了一定程度的限制。

这种限制使得光的波动特性变得更加复杂，增加了人们对光的理解的挑战。

总结光的波动特性和电磁波密不可分，光的波动性使得光能够在不同媒介中传播，而相对论则揭示了光的速度不变。

光的波粒二象性，更是让我们对光的本质有了更深刻的认识。

总之，光是一个充满着神奇和未知的物理现象，它的研究将一直是科学家和爱好者探索的方向。

第2讲光的波动性电磁波相对论简介一、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。

二、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。

三、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。

四、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：使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程。

3．LC振荡电路(1)振动过程：LC电路在振荡过程中，电路中的电流、电容器两极板上的电荷量都做周期性的变化，从能量角度看，LC电路的振荡过程又是电能和磁能的相互转化过程。