3-4 光的电磁性

2019-2020年粤教版高中物理选修3-4第四章光第07节激光练习题第六十篇➢第1题【单选题】一张光盘可记录几亿个字节，其信息量相当于数千本十多万字的书，其中一个重要原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1mm的宽度至少可以容纳650条轨道．这是应用了激光的哪个特性？( )A、相干性好B、平行度好C、亮度高D、频率高【答案】：【解析】：➢第2题【单选题】关于光和波的相关知识及其应用，皋城高中高二学生提出以下四种观点，其中正确的是( )A、激光能像无线电波那样用来传递信息B、全息照相利用了激光方向性好的特点C、声波和光波均为横波D、同一声波在不同介质中传播速度不同，同一光波在不同介质中传播速度相同【答案】：【解析】：➢第3题【单选题】关于激光的产生下列说法正确的是( )A、激光不是从原子中发出的B、激光也是从原子中发出的C、激光是原子核激发产生的D、激光是自然界原有的【答案】：【解析】：➢第4题【单选题】雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )A、紫光、黄光、蓝光和红光B、紫光、蓝光、黄光和红光C、红光、蓝光、黄光和紫光D、红光、黄光、蓝光和紫光【答案】：【解析】：➢第5题【单选题】下列应用激光的事例中错误的是( )A、利用激光进行长距离精确测量B、利用激光进行通信C、利用激光进行室内照明D、利用激光加工坚硬材料【答案】：【解析】：➢第6题【单选题】让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用光的( )A、平行度好，可以会聚到很小的一点上B、相干性好，可以很容易形成干涉图样C、亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D、波长短，很容易发生明显的衍射现象【答案】：【解析】：➢第7题【单选题】下列说法正确的是( )A、自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能获得偏振光B、只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高C、全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的高相干性D、将两个固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一个音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听到未被敲击的音叉发出声音，这是声波的干涉现象【答案】：【解析】：➢第8题【单选题】下列说法不正确的是( )A、天空呈蓝色是因为波长大的光容易被大气色散B、傍晚阳光比较红是因为红光和橙光不容易被大气吸收C、微波炉的原理是电磁感应D、利用激光加工坚硬材料【答案】：【解析】：➢第9题【单选题】关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A、只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B、只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C、厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D、观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧【答案】：【解析】：➢第10题【单选题】如图所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则( )A、红光最先消失，紫光最后消失B、紫光最先消失，红光最后消失C、紫光最先消失，黄光最后消失D、红光最先消失，黄光最后消失【答案】：【解析】：➢第11题【单选题】激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点( )A、激光具有高度的相干性B、激光的平行度非常好C、激光的亮度高D、激光的单色性好【答案】：【解析】：➢第12题【单选题】激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性( )A、亮度高B、方向性好C、相干性好D、抗电磁干扰能力强【答案】：【解析】：➢第13题【单选题】下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是( )①利用激光进行通信②利用激光加工坚硬的材料③利用激光进行室内照明④利用激光进行长距离精确测量．A、①②③B、①②④C、②③④D、①③④【答案】：【解析】：➢第14题【单选题】下列说法中正确的是( )A、在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象B、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉现象C、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的高亮度性D、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【答案】：【解析】：➢第15题【单选题】下列说法中正确的是( )A、在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象B、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射现象C、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性D、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【答案】：【解析】：➢第16题【单选题】在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重．激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤，一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明，激光对眼睛的危害如此之大的原因是( )A、单色性好B、高能量C、相干性好D、平行度好【答案】：【解析】：➢第17题【多选题】以下说法正确的是( )A、光纤通信利用了激光相干性好的特点B、激光测距利用了激光平行度好的特点C、激光写、读利用了激光亮度高的特点D、激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点【答案】：【解析】：➢第18题【多选题】激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A、该光在真空中的波长为nλB、该光在真空中的波长为C、该光的频率为D、该光的频率为【答案】：【解析】：➢第19题【多选题】下列说法中正确的是( )A、做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B、全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D、医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E、机械波和电磁波都可以在真空中传播【答案】：【解析】：➢第20题【填空题】医学上将激光束的宽度聚集到纳米的范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，除去癌症、遗传疾病等，这是利用了激光的______．【答案】：【解析】：➢第21题【填空题】激光具有的最主要特点是：（1）______；（2）______；（3）______．应用：（1）______；（2）______．【答案】：【解析】：➢第22题【填空题】如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度．如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点，由此可知液面降低了______．【答案】：【解析】：➢第23题【填空题】任何一项重大技术都需要经过长期的酝酿，在理论和实验上取得突破，继而才转化为技术成果．如激光技术的应用：1917年______提出光的受激理论，至1960年才制成第一台激光器，迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要而显著的作用．激光被誉为20世纪的“______”．A、爱因斯坦B、世纪之光【答案】：【解析】：➢第24题【填空题】某脉冲激光器的耗电功率为，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为，携带的能量为0.6J，则每个脉冲的功率为______W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为______。

高中物理选修3-4电磁波知识点总结第二章第一节机械波的形成和传播1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波(1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__.1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 .2.横波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.(2)标识性物理量①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处)②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处)3.纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.波动过程中介质中各质点的运动规律（1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。

（2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。

（3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。

一、波长1.定义:在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。

通常用“λ”表示。

2.特征:在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。

在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。

注意:"相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键要素，二者缺一不可。

“相位总是相同”的含义是:任何时刻质点相对平衡位置的位移的大小和方向总是相等。

2.对波长的理解(1)波长在数值上等于一个周期内振动在介质中传播的距离，波源振动-个周期，能且仅能产生一个波长的波形。

(2)相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动状态相同。

相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的;相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。

(3)物理意义:表示波在空间上的周期性。

二、周期和频率1.定义:波上各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期或频率。

3.决定因素:波的周期或频率由波源决定，与介质无关。

.3.关系:周期T和频率f互为倒数，即f=1/T。

4.物理意义:振动周期(或频率)是描述波的“时间周期性”的物理量。

即每经历一个周期的时间，当前的波形图与原有的波形图相同。

5.时空关系:在一个周期的时间内振动在介质中传播的距离等于一个波长即每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。

Eg关于波的周期，下列说法错误的是( C )A.波的周期与质点的振动周期相同B.波的周期是由波源驱动力的频率决定的C.波的周期与形成波的介质有关D.经历整数个周期波形图重复出现，只是波向前移动了一段距离三、波速1.定义:波在介质中传播的距离跟所用时间的比值叫做波速。

V=ΔX/Δt即波在介质中传播的速度。

2.物理意义描述振动或波形在介质中传播的快慢。

3.波长、频率和波速之间的关系v=λ/T，V=λ/f(适用于一切波)这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波(电磁波)也成立波速,波长和频率4.关于波长、频率或周期和波速的几点说明(1)波的频率或周期由波源决定，波由一种介质进入另一种介质时波的频率或周期不发生变化。

题组层级快练(六十) 光的波动性 电磁波一、选择题1．(2016·上海)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是( )A ．γ射线、紫外线、可见光、红外线B ．γ射线、红外线、紫外线、可见光C ．紫外线、可见光、红外线、γ射线D ．红外线、可见光、紫外线、γ射线答案 A解析 在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A 正确．2．(2016·北京)下列说法正确的是( )A ．电磁波在真空中以光速c 传播B ．在空气中传播的声波是横波C ．声波只能在空气中传播D ．光需要介质才能传播答案 A解析 光波属于电磁波，光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度，选项A 正确．空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的，它存在密部和疏部，属于纵波，选项B 不正确．声波不仅仅能在空气中传播，在固体、液体中都可以传播，选项C 不正确．光波属于电磁波，电磁波是通过电磁场的交替变化传递的，不需要介质，选项D 不正确．3．(2016·上海)在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则( )A ．中间条纹间距较两侧更宽B ．不同色光形成的条纹完全重合C ．双缝间距离越大条纹间距离也越大D ．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹答案 D解析 据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A 错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B 错误；据公式Δx ＝l dλ可知，双缝间距d 越大，干涉条纹间距越小，故选项C 错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D 正确．4．(2016·江苏)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答案 B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B.5．用卡尺两脚间的狭缝观察光的衍射现象时( )A．中央条纹宽而亮，两侧条纹窄而暗B．用紫光作光源时观察到的条纹比用红光作光源时观察到的条纹宽C．用白光作光源时，中央呈现白色条纹，两侧为彩色条纹D．若将狭缝宽度由0.5 mm缩小到0.2 mm，条纹间距变宽，亮度变暗答案ACD6.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．关于这个实验的下列说法正确的是( )A．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，将观察到干涉条纹同方向旋转B．将该实验装置移到绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”中做实验，将观察不到干涉条纹C．将该实验装置移到月球上做实验，仍可观察到干涉条纹D．增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，则干涉条纹间距要增大答案BC解析金属丝圈的转动，改变不了肥皂液薄膜上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹不会随金属丝圈在该竖直平面内转动，选项A错误；将该实验装置移到“天宫一号”中做实验，因为肥皂液薄膜处于完全失重状态，不存在上薄下厚的形状，所以观察不到干涉条纹，选项B正确；将该实验装置移到月球上做实验，肥皂液薄膜存在上薄下厚的形状，只是由薄到厚变化得较缓慢，因此仍可观察到干涉条纹，选项C正确；增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，但不能改变肥皂液薄膜的厚度变化情况，因此干涉条纹的间距不变，即选项D错误．7．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，与频率无关答案ABC解析 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，所以选项A 、B 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．8.如图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 ．将绿光换为紫光答案 C解析 由Δx ＝l dλ知，d 增大，Δx 减小，选项A 错误；l 减小，Δx 减小，选项B 错误；绿光波长小于红光波长，大于紫光波长，易判定选项C 正确，选项D 错误．9．(2015·北京)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 和电容器C 构成的LC 振荡电路，公交卡上的读卡机(刷卡时“滴”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，给电容器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 卡只能接受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答案 B解析 当读卡机发出特定频率的电磁波时，IC 卡中的线圈产生感应电流，向读卡机传输自身信息，IC 卡正常工作．所以B 项正确，D 项不正确．IC 卡内没有电池，它的能量来源于读卡机．所以A 项不正确．当读卡机发射的电磁波偏离特定频率时，IC 卡也能产生感应电流，但向读卡机传输自身的信息时，读卡机不能正常接收．所以C 项不正确．10．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时，能使被照射物品处灯光产生的热效应大大降低，从而广泛应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面镀上一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时从玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．用λ表示此红外线在膜中的波长，则所镀膜的厚度最小应为( )A.λ8B.λ4C.λ2D ．λ答案 B 解析 根据薄膜干涉原理，如果镀膜的厚度为红外线在薄膜介质中波长的14时，红外线在薄膜的两个表面上反射的光刚好相抵消，从而大大减小了红外线反射光的强度．11.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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．当黄光垂直入射后，从上往下可以看到干涉条纹，要使干涉条纹间隔增大，下面方法正确的是( )A ．抽去一张纸片B ．再垫一张纸片C ．改用红光照射D ．改用紫光照射答案 AC解析 相邻亮条纹的光程差为一个波长，设空气膜夹角为θ，则2l 2tan θ－2l 1tan θ＝λ，即Δx ＝l 2－l 1＝λ2tan θ，由于θ减小，或光的波长增大，Δx 增大，故选A 、C.12．奶粉的碳水化合物(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( )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 处光强度最大，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 处光强度最大，偏振片A 转过的角度等于α 答案 ACD解析 因为A 、B 的透振方向一致，故A 、B 间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A 后变成偏振光，通过B 后到O.当在A 、B 间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A 的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B 到达O 的光的强度不是最大，但当B 转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O 处光强又为最强，故B 的旋转角度即为糖溶液的旋光度；若偏振片B 不动而将A 旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B 的透振方向一致，则A 转过的角度也为α，选项A 、C 、D 正确．二、非选择题13．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，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________．(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，该读数为________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________实际值．(填“大于”“小于”或“等于”)答案 (1)D (2)0.697 (3)大于解析 (1)光源的形状、大小及放置方式对实验没有影响，选项A 错误；干涉条纹与双缝平行，选项B 错误；干涉条纹的疏密Δx ＝l dλ与单缝宽度无关，选项C 错误，选项D 正确． (2)手轮的读数为0.5 mm ＋19.7×0.01 mm ＝0.697 mm.(3)条纹与分划板不平行时，实际值Δx 实＝Δx 测cos θ，θ为条纹与分划板间的夹角，故Δx实<Δx测．14．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与卡尺游标相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标尺上的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与卡尺游标相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游标卡尺上的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm.答案0.3 9.6 6.2×10－4解析由游标卡尺读数规则读出x1＝0.3 mm，x2＝9.6 mmΔx＝x2－x1n－1＝9.34mmλ＝Δx·dL＝9.3×0.204×750mm＝6.2×10－4 mm.15.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，问在下面条件下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°；(3)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．答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2， 得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7m根据路程差Δr ＝2.1×10－6 m ，所以N 1＝Δr λ1＝2.1×10－66×10－7＝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．(2)根据临界角与折射率的关系sinC ＝1n 得n ＝1sin37°＝53由此可知， B 光在空气中波长λ3为：λ3＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 由路程差Δr 和波长λ的关系N 2＝Δr λ3＝2.1×10－65.25×10－7＝4，可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹．(3)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．。

高中物理选修3-4知识点总结1．波的特征量及其关系（1）波长：波动过程中，对平衡位置的位移总相等的两相邻质点的距离叫波长；（2）频率：波的频率由波源的振动频率决定，在任何介质中，频率保持不变；（3）机械振动在介质中的传播的距离和所用时间的比值叫波速，波速由介质本身的性质所决定（若光还和光的频率有关），在不同介质中波速是不同的。

（v =λ/T ）2．介质中质点运动的特征：（1）每个质点都在自己平衡位置附近作振动，并不随波迁移；（2）后振动的质点振动情况总是落后于相邻的先振动的质点的振动3．波动图象（1）规定用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质．．．点．偏离平衡位置的位移，连结各质点位移量末端得到的曲线叫做该时刻波的图象(2)用“同侧法”判断波动图像中质点的速度方向，用作切线判断振动图像中质点的速度方向（3）在一个周期内质点沿y轴振动通过路程4A，1/4个周期不一定是A；波沿x轴匀速传播λ，1/4个周期一定是λ/44、波长、波速和频率（周期）的关系：v =△x/△t=λf=λ/ T。

5、波绕过障碍物的现象叫做波的衍射，能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波．．长小．．，或者跟波长相差不多。

d≤λ(超声波（它是机械波非电磁波）定位原理：频率大，波长小不易衍射，直线传播性好)6、产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同，干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：（1）最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ；（2）最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍δ= ；，即。

根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强．．．．。

(振动加强的点还是做简谐运动，某．．．．；振动减弱点始终减弱时刻位移可能为零)7、声波是纵波，能在空气、液体、固体中传播．声波在固体中波速大于液体大于气体．现象叫多普勒效应。

当波源与观察者相互靠近．．．．。

5电磁波谱记一记电磁波谱知识体系1条谱线——波长由大到小依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线6种电磁波的应用——无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特性及应用辨一辨1.波在传播过程中,频率不变．(√)2．电磁波在真空中的速度最大,其值为3.0×108m/s.(√)3．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线．(×)4．红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用．(√)5．X射线的穿透本领比γ射线更强．(×)6．低温物体不能辐射红外线．(×)7．验钞机发出的是红外线．(×)想一想1.天空为什么是亮的,看起来是蓝色的,而傍晚的阳光却比较红？提示：由于大气把阳光向四面八方散射,所以看到天空是亮的．在没有大气的太空,即使太阳高悬在空中,它周围的天空也是黑暗的．由于波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射,所以天空看起来是蓝色的．大气对波长较短的光吸收能力比较强,傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光大部分被吸收掉了,剩下红光、橙光通过大气射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光比较红．2．哪些现象能说明电磁波具有能量？试举例说明．提示：例如,放在红外线区域的温度计升温很快；γ射线具有很强的贯穿能力等．3．我们根据什么说电磁波是一种物质？提示：从电磁波可以脱离电荷独立存在、不需借助介质传播、具有能量三个方面可知,电磁波和实物粒子一样,是一种物质,这是人们对于物质认识的一个重大发现．4．自从1888年赫兹通过一系列实验证实了电磁波的存在之后,时至今日,不仅证明了光波是电磁波,而且发现并证明了红外线、紫外线、X射线、γ射线等均是不同频率范围内的电磁波．科学研究证明电磁波是一个大家族．把它们按波长(或频率)顺序排列就构成了电磁波谱．试按照波长从长到短的顺序写出电磁波谱并说明各部分的特性．提示：①无线电波——波长从30千米到10－3米左右,用于导航和无线电广播；②微波——波长从10米到10－3米,多用于雷达或其他通讯系统；③红外线——波长从10－3米到7.7×10－7米,红外线的热效应特别显著；④可见光——波长440～770纳米,人眼能感光的一个极狭窄的波段；⑤紫外线——波长从4×10－7米到5×10－9米,有显著的荧光效应和杀菌作用；⑥X射线——有较强的穿透能力；⑦γ射线——它们有很强的穿透能力．思考感悟：练一练1.电磁波在真空中传播的速度v＝3.00×108 m/s,有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz,这个台发射的电磁波的波长λ为( )A ．2.70 mB ．270 mC ．3.00 mD ．3.33 m解析：根据λ＝c f 得,λ＝3.00×10890.0×106 m ＝3.33 m. 答案：D2．(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )A ．波长不同的电磁波在本质上完全相同B ．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C ．电磁波谱的频带很宽D ．电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄解析：电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍．答案：AC3．关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( )A ．红外线和X 射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体B ．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C ．电磁波频率最大的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象D ．紫外线和X 射线都可以使感光底片感光解析：X 射线有很高的穿透本领,常用于医学透视人体,红外线没有,A 项错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B 项错误；电磁波中频率最大的是γ射线,其波长最短,最不容易发生衍射现象,C 项错误．答案：D4．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射线有很强的贯穿力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光机是用来透视人体内部器官的,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X射线,故D项正确．(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,故C项正确．(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,故E项正确．答案：(1)D (2)C (3)E要点一电磁波谱1.遥控式电视机是通过接收到遥控器的电磁波信号来进行更换频道、改变音量等操作的,遥控器发出的电磁波是( )A．紫外线 B．红外线C．X射线 D．γ射线答案：B2．下列各组电磁波,按衍射能力由强到弱正确排列是( )A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线答案：B3．(多选)下列关于电磁波谱各成员说法正确的是( )A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强D．晴朗的天空看起来是蓝色的是光散射的结果解析：波长越长越易衍射,故A项正确；有明显热效应的是红外线,故B项错误；X射线穿透能力较强,故C项正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射,故D项正确．答案：ACD4．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱中的( ) A．可见光 B．γ射线C．无线电波 D．紫外线解析：一种波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长范围是10－3～104m,红外线波长范围是10－7～10－3m,可见光、紫外线、γ射线的波长更短,所以只有无线电波才符合条件．答案：C要点二电磁波的应用5.(多选)下面关于红外线说法中正确的是( )A．红外烤箱中的红光就是红外线B．红外线比可见光更容易发生衍射C．高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线D．红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振解析：红外线是看不见的,红外线比可见光的波长长,更容易发生衍射；一切物体,包括高温物体和低温物体都在辐射红外线,物体温度越高,它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的固有频率,也就更容易使固体物质分子发生共振．答案：BD6．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”,能用来控制电风扇、电视机、空调等电器的开启与关闭．对于它们发出的“光”,下列说法中正确的是( )A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线B．验钞机发出的“光”是紫外线,遥控器发出的“光”是红外线C．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线D．验钞机发出的“光”是红外线,遥控器发出的“光”是紫外线解析：紫外线可以使钞票上的荧光物质发光,所以可以做成验钞机,红外线可以用在遥控器上,遥控器发出红外线,实现了无线控制家中的用电器,方便人们的生活．答案：B7．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图象如图,A是发射时的雷达探索波的脉冲波形,B是敌机反射回来的脉冲波形,则敌机距雷达站的距离是( )A．9×105 m B．4.5×105 mC．3×105 m D．无法确定解析：由题图知两波形相差3×10－3 s,即敌机与雷达站距离为s＝vt＝3×108×12×3×10－3 m＝4.5×105 m,故B项正确．答案：B基础达标1.(多选)电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱,如图所示,由电磁波谱可知( )A．微波是不可见光B．红外线可以灭菌消毒C．紫外线的波长比红外线长D．X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构解析：微波是不可见光,A项正确；红外线有热效应,紫外线可以灭菌消毒,B项错误；紫外线的波长比红外线短,C项错误；X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构,D项正确．答案：AD2．在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率大小关系是( )A．红外线的频率最大,可见光的频率最小B．伦琴射线的频率最大,红外线的频率最小C．可见光的频率最大,红外线的频率最小D．伦琴射线的频率最大,可见光的频率最小解析：在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从大到小的排列顺序是：伦琴射线(X射线)、可见光、红外线．答案：B3．下列说法中正确的是( )A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线解析：干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易产生,而γ射线波长最短,故A项错误；频率越高,穿透本领越强,故C项错误；一切物体都能辐射红外线,故D项错误,B项正确．答案：B4．(多选)许多光学现象在科学技术上得到了应用,以下对一些应用的解释,正确的是( )A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用B．X光透视利用的是光的衍射现象C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强穿透能力D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的现象解析：紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字,发出可见光,使这些文字能被肉眼看到,利用了紫外线的荧光效应,A项错误；X射线具有较强的穿透能力,在医学上用它来透视人体,检查病变和骨折情况,B项错误；γ射线具有极强的穿透能力,工业上的金属探伤就是利用这个原理,C项正确；一切物体都在不停地辐射红外线,红外遥感技术就是利用这个原理,D项正确．答案：CD5．太阳风暴袭击地球时,太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场,产生了强磁暴．不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层．臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线解析：臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地保护地球上的动植物,故C 项正确．答案：C6．(多选)关于紫外线的作用和特性,下列说法正确的是( )A．一切物体都在不停地辐射紫外线B．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高能量,可以穿透细胞膜C．紫外线具有较强的穿透能力,可以穿透人的皮肤,破坏内脏器官D．紫外线具有荧光作用解析：一切物体都在不停地辐射红外线,而不是紫外线,A项错误；γ射线具有较强的穿透能力,可以穿透人的皮肤,破坏内脏器官,故C项错误．答案：BD7．(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )A．X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线解析：X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,故A项正确；γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,故B项正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越长,越容易发生干涉、衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象,无线电波最容易发生衍射现象,故C、D两项错误．答案：AB8．关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( )A．电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析：声波、电磁波都能传递能量和信息,A项错误；在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,B 项正确；可见光属于电磁波,B超中的超声波是声波,波速不同,C项错误；红外线波长较X射线波长长,故D项错误．答案：B9．下列关于X射线的叙述正确的是( )①X射线可用来为食用水消毒②X射线由高速移动的中子组成③X射线可使照相胶卷感光④X 射线可用于电视广播⑤X射线可用于消灭害虫⑥X射线可用于探测隐藏在行李中的武器⑦X射线可用于搜索在泥石流中被埋的生还者A．只有①和③ B．只有③、⑥和⑦C．只有①和④ D．只有②和③解析：X射线具有很强的穿透能力,主要应用于医学检查、工业探伤等领域．答案：B10．我国进行第三次大熊猫普查时,首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术,详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等,红外遥感利用了红外线的( ) A．热效应 B．相干性C．反射性能好 D．波长较长,易衍射解析：红外线的波长较长,衍射现象明显,容易穿透云雾、烟尘,因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影,故D项正确．答案：D能力达标11.近来军事行动中,士兵都配戴“红外夜视仪”,以便在夜间也能清楚地看清目标,这主要是因为( )A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体B．一切物体均不停地辐射红外线C．一切高温物体不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线,放射性物体受到激发而发出红外线解析：一切物体都不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同．采用红外线接收器,可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,而且不受白天和夜晚的影响．故B项正确．答案：B12．如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太阳光的照射下,地面呈现的是圆形黑影,在黑影中放一支温度计,可发现温度计显示的温度明显上升,则由此可断定( )A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的解析：地面呈现的是圆形黑影,说明可见光不能穿透；在黑影中放一支温度计,发现温度计显示的温度明显上升,说明红外线能够穿透．答案：C13．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为( )A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μmC．5～7 μm D．8～13 μm解析：由题图可知,8～13 μm 波段的红外线,水和CO 2几乎均不吸收,故D 项正确,A 、B 、C 三项错误． 答案：D14．波长为50 m ～100 m 的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播,这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km 的远处至少需要多长时间？解析：由c ＝λf 得,f 1＝c λ1＝3×10850Hz ＝6×106 Hz, f 2＝c λ2＝3×108100Hz ＝3×106 Hz, 所以频率范围为3×106 Hz ～6×106 Hz由x ＝ct 可得t ＝x c ＝1 500×1033×108 s ＝5×10－3 s 答案：3×106 Hz ～6×106 Hz 5×10－3 s15．家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m,它的频率是多少？解析：微波炉的微波频率是2 450 MHz,即f ＝2 450×106 Hz,由c ＝λf 得λ＝c f ＝3×1082 450×106 m≈0.122 m. f′＝c λ′＝3×108500Hz ＝6×105 Hz. 答案：0.122 m 6×105 Hz。