選修3-4 第4講

1、高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 選修選修34 選考部分選考部分高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 第第4講光的波動性電磁波相對論講光的波動性電磁波相對論高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 一、光的干涉、衍射和偏振一、光的干涉、衍射和偏振1光的干涉光的干涉(1)條件和方法條件和方法兩列光的兩列光的_相同，相位和振動方向相同，才能產(chǎn)生相同，相位和振動方向相同，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象將同一列光分為兩列光，可以獲得相干光源雙縫干涉將同一列光分為兩列光，可以獲得相干光源雙縫干涉和薄膜干涉都是

2、用此種方法獲得相干光源和薄膜干涉都是用此種方法獲得相干光源頻率頻率高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 b光的路程差光的路程差|r2r1|(2k1)(k0,1,2)光屏上出現(xiàn)暗光屏上出現(xiàn)暗條紋條紋條紋間距公式：條紋間距公式：_.(3)薄膜干涉薄膜干涉原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位置，來自前后兩個面的反射光置，來自前后兩個面的反射光_不同，疊加后出現(xiàn)明暗相不同，疊加后出現(xiàn)明暗相間的條紋間的條紋應(yīng)用應(yīng)用a增透膜增透膜b利用光的干涉檢查平整度

3、利用光的干涉檢查平整度路程差路程差高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 2光的衍射光的衍射(1)概念：光離開直線路徑而繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象概念：光離開直線路徑而繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象(2)條件：在障礙物條件：在障礙物(或孔或孔)的尺寸可以跟的尺寸可以跟_相比，相比，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯(3)各種衍射圖樣：各種衍射圖樣：中央為中央為_，兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮，兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同，白光衍射時，中央仍為白光，最靠近中央的是紫光，度不同，白光衍射時，中央仍為白光，最靠近中央

4、的是紫光，最遠離中央的是紅光最遠離中央的是紅光圓孔衍射：明暗相間的不等距圓孔衍射：明暗相間的不等距_泊松亮斑：光照射到一個半徑很小的圓板后，在圓板的泊松亮斑：光照射到一個半徑很小的圓板后，在圓板的_出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一光的波長光的波長亮條紋亮條紋圓環(huán)圓環(huán)陰影中心陰影中心高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 3光的偏振光的偏振(1)偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，只沿某個偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，只沿某個_振動的光振動的光(2)產(chǎn)生途徑：產(chǎn)生途徑：光通過偏振片；光通過偏振片；一定條件下光通

5、過介質(zhì)一定條件下光通過介質(zhì)表面形成的反射光和折射光表面形成的反射光和折射光(3)應(yīng)用：拍攝景物照片時鏡頭加偏振片可使景像清晰，拍應(yīng)用：拍攝景物照片時鏡頭加偏振片可使景像清晰，拍攝或觀看立體電影等攝或觀看立體電影等特定方向特定方向高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 【跟蹤訓(xùn)練】【跟蹤訓(xùn)練】1(多選多選)(2015年益陽檢測年益陽檢測)下列現(xiàn)象中由光的干涉產(chǎn)生的下列現(xiàn)象中由光的干涉產(chǎn)生的是是()A天空出現(xiàn)彩虹天空出現(xiàn)彩虹B肥皂泡在陽光照耀下呈現(xiàn)彩色條紋肥皂泡在陽光照耀下呈現(xiàn)彩色條紋C陽光通過三棱鏡形成彩色光帶陽光通過三棱鏡形成彩色光帶D光線通過一條很窄的縫后在光屏上

6、呈現(xiàn)明暗相間的條光線通過一條很窄的縫后在光屏上呈現(xiàn)明暗相間的條紋紋E照相機的鏡頭成藍紫色照相機的鏡頭成藍紫色【答案】【答案】BE高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 【解析】【解析】天空出現(xiàn)彩虹，是光的折射現(xiàn)象，陽光通過三棱天空出現(xiàn)彩虹，是光的折射現(xiàn)象，陽光通過三棱鏡折射形成彩色光帶，選項鏡折射形成彩色光帶，選項A、C錯誤；肥皂泡在陽光照射下錯誤；肥皂泡在陽光照射下呈現(xiàn)彩色條紋是由光的干涉產(chǎn)生的，選項呈現(xiàn)彩色條紋是由光的干涉產(chǎn)生的，選項B正確；光線通過一正確；光線通過一條很窄的縫后在光屏上呈現(xiàn)明暗相間的條紋，是由光的衍射產(chǎn)條很窄的縫后在光屏上呈現(xiàn)明暗相間的條紋，是

7、由光的衍射產(chǎn)生的，選項生的，選項D錯誤照相機的鏡頭前涂上增透膜，光線在膜上錯誤照相機的鏡頭前涂上增透膜，光線在膜上產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，鏡頭成藍紫色，選項產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，鏡頭成藍紫色，選項E正確正確高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 2(單選單選)(2015年安徽聯(lián)考年安徽聯(lián)考)在光的單縫衍射實驗中可觀察在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列四幅圖片中屬于單色光的單縫到清晰的亮暗相間的圖樣，下列四幅圖片中屬于單色光的單縫衍射圖樣的是衍射圖樣的是()【答案】【答案】B【解析】【解析】在在A圖條紋等間隔，是單色光干涉圖樣圖條紋等間隔，是單色光干涉圖樣B和和D圖

8、圖條紋中間是寬的亮條紋，兩側(cè)條紋變窄且對稱，屬于衍射圖條紋中間是寬的亮條紋，兩側(cè)條紋變窄且對稱，屬于衍射圖樣，樣，B圖為單色光衍射圖樣，圖為單色光衍射圖樣，D圖為白光衍射圖樣圖為白光衍射圖樣C圖是水波圖是水波通過小孔后的衍射圖樣通過小孔后的衍射圖樣高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 二、電磁場和電磁波二、電磁場和電磁波1麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論2電磁場電磁場變 化 的 電 場 和 變 化 的 磁 場 總 是 相 互 聯(lián) 系 成 為 一 個變 化 的 電 場 和 變 化 的 磁 場 總 是 相 互 聯(lián) 系 成 為 一 個_，這就是電磁場，這就是電磁場完

9、整的整體完整的整體高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 3電磁波電磁波(1)產(chǎn)生：電磁場產(chǎn)生：電磁場(電磁能量電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電由近及遠地向周圍傳播形成電磁波磁波(2)發(fā)射發(fā)射調(diào)制：調(diào)制：條件：足夠高的振蕩頻率和開放電路；條件：足夠高的振蕩頻率和開放電路；方法：調(diào)頻和調(diào)幅方法：調(diào)頻和調(diào)幅(3)接收：通過解調(diào)接收電磁波，再通過解調(diào)獲取信息接收：通過解調(diào)接收電磁波，再通過解調(diào)獲取信息高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 (4)特點：特點：電磁波是橫波，在空間傳播電磁波是橫波，在空間傳播_介質(zhì)介質(zhì)真空中電磁波的速度約為真空

10、中電磁波的速度約為3108 m/s.vf對電磁波也適用對電磁波也適用電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象4電磁波譜電磁波譜(1)定義：按電磁波的波長從長到短分布是定義：按電磁波的波長從長到短分布是_、紅、紅外線、可見光、紫外線、外線、可見光、紫外線、X射線和射線和射線，形成電磁波譜其波射線，形成電磁波譜其波長依次長依次_，頻率依次，頻率依次_不需要不需要無線電波無線電波變小變小變大變大高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 (2)電磁波譜的特性、應(yīng)用電磁波譜的特性、應(yīng)用高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考

11、部分選修34 3(單選單選)(2013年浙江卷年浙江卷)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是說法正確的是( )A電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C太陽光中的可見光和醫(yī)院太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超超”中的超聲波傳播速中的超聲波傳播速度相同度相同D遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的中的X射線波射線波長相同長相同高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 【答案】【答案】B【解析】【解析】無論

12、是電磁波還是聲波，都可以傳遞能量和信無論是電磁波還是聲波，都可以傳遞能量和信息，選項息，選項A錯誤；在手機通話過程中，既涉及電磁波又涉及聲錯誤；在手機通話過程中，既涉及電磁波又涉及聲波，選項波，選項B正確；太陽光中的可見光屬于電磁波，正確；太陽光中的可見光屬于電磁波，“B超超”中中的超聲波是聲波，兩者波速不同，選項的超聲波是聲波，兩者波速不同，選項C錯誤；紅外線波長較錯誤；紅外線波長較X射線波長，選項射線波長，選項D錯誤錯誤高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 【跟蹤訓(xùn)練】【跟蹤訓(xùn)練】4(單選單選

13、)(2010年北京卷年北京卷)屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中在不同的慣性系中()A真空中光速不變真空中光速不變B時間間隔具有相對性時間間隔具有相對性C物體的質(zhì)量不變物體的質(zhì)量不變D物體的能量與質(zhì)量成正比物體的能量與質(zhì)量成正比【答案】【答案】A高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 【解析】【解析】狹義相對論基本假設(shè)為：一是在不同的慣性參考狹義相對論基本假設(shè)為：一是在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；二是真空中的光速在不同的系中，一切物理規(guī)律都是相同的；二是真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，即光速不變原理，

14、由此可知慣性參考系中都是相同的，即光速不變原理，由此可知A屬于屬于狹義相對論基本假設(shè)，故狹義相對論基本假設(shè)，故A正確，其他的都只是推導(dǎo)出的基本正確，其他的都只是推導(dǎo)出的基本關(guān)系關(guān)系高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 1衍射和干涉的區(qū)別衍射和干涉的區(qū)別光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振單縫衍射單縫衍射雙縫干涉雙縫干涉光束光束一束一束兩束兩束條紋寬度條紋寬度寬度不等，中央最寬寬度不等，中央最寬寬度相等寬度相等條紋間距條紋間距相鄰條紋間距不等相鄰條紋間距不等相鄰條紋等間距相鄰條紋等間距實質(zhì)實質(zhì)波的特有現(xiàn)象，屬于波的疊加波的特有現(xiàn)象，屬于波的疊加高三一輪總復(fù)習(xí)高三

15、一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 2.自然光和偏振光的比較自然光和偏振光的比較自然光自然光(非偏振光非偏振光)偏振光偏振光光的光的來源來源直接從光源發(fā)出的光直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后自然光通過起偏器后的光的光光的振光的振動方向動方向在垂直于光的傳播方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向意方向，且沿各個方向振動的光的強度相同振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向沿特定方向高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 (單選單選)(2012年上

16、海卷年上海卷)如圖如圖1242為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則()圖圖1242A甲為紫光的干涉圖樣甲為紫光的干涉圖樣 B乙為紫光的干涉圖樣乙為紫光的干涉圖樣C丙為紅光的干涉圖樣丙為紅光的干涉圖樣 D丁為紅光的干涉圖樣丁為紅光的干涉圖樣高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考

17、部分選修選考部分選修34 【解析】【解析】因白熾燈光為自然光，含各個方向的偏振光，且因白熾燈光為自然光，含各個方向的偏振光，且各個方向的偏振光的強度都相同，偏振片各個方向的偏振光的強度都相同，偏振片P和和Q都只允許特定都只允許特定方向的偏振光通過，不管偏振片方向的偏振光通過，不管偏振片P旋轉(zhuǎn)到任何位置都有光線通旋轉(zhuǎn)到任何位置都有光線通過，而且強度不變，所以過，而且強度不變，所以A點的光的強度不變；當(dāng)自然光通過點的光的強度不變；當(dāng)自然光通過偏振片偏振片P后變?yōu)槠窆?，再通過偏振片后變?yōu)槠窆?，再通過偏振片Q.旋轉(zhuǎn)偏振片旋轉(zhuǎn)偏振片P，當(dāng)偏振，當(dāng)偏振片片P和和Q允許通過的方向相同時，則允許通過的方向

18、相同時，則B點最亮，當(dāng)偏振片點最亮，當(dāng)偏振片P和和Q允許通過的方向不同時，允許通過的方向不同時，B點為暗點，所以點為暗點，所以B點光的強度會發(fā)點光的強度會發(fā)生變化由此可知選項生變化由此可知選項C正確，正確，A、B、D錯誤錯誤高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 1電磁波的傳播及波長、頻率、波速電磁波的傳播及波長、頻率、波速(1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速都等于光速)(2)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同不

19、同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小的，頻率越高，波速越小(3)三者關(guān)系三者關(guān)系vf，f是電磁波的頻率是電磁波的頻率電磁場理論和電磁波的理解電磁場理論和電磁波的理解 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 2電磁波與機械波的比較電磁波與機械波的比較電磁波電磁波機械波機械波研究對象研究對象電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生產(chǎn)生由周期性變化的電場、由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生磁場產(chǎn)生由質(zhì)點由質(zhì)點(波源波源)的振動產(chǎn)生的振動產(chǎn)生波的特點波的特點橫波橫波縱波或橫波縱波或橫波波速波速在真空中等于光速在真空中等于光速(很很大大)(c3108 m

20、/s)在空氣中不大在空氣中不大(如聲波波如聲波波速一般為速一般為340 m/s)介質(zhì)需要介質(zhì)需要不需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(真空中仍真空中仍可傳播可傳播)必須有介質(zhì)必須有介質(zhì)(真空中不能真空中不能傳播傳播)能量傳播能量傳播電磁能電磁能機械能機械能高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 高三一輪總復(fù)習(xí)高三一輪總復(fù)習(xí) 物理物理選考部分選修選考部分選修34 (多選多選)(2015年焦作一模年焦作一模)下列說下列說法中正確的是法中正確的是()A光的衍射現(xiàn)象說明光的衍射現(xiàn)象說明“光的直線傳播光的直線傳播”是錯誤的是錯誤的B人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射C光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光從紅光改為紫光的雙縫