2025年高考物理復(fù)習(xí)講義第十三章第2講　光的波動性　電磁波　相對論（含解析）

eq\o(\s\up15(第2講光的波動性電磁波相對論))素養(yǎng)目標(biāo)1.觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用．會用雙縫干涉實驗測定光的波長．(物理觀念)2.了解電磁振蕩和電磁波．知道電磁波的發(fā)射、傳播和接收．認識電磁場的物質(zhì)性．(物理觀念)3.認識電磁波譜．知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用．知道光也是一種電磁波．(物理觀念)4.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想以及在物理學(xué)發(fā)展中的意義．(物理觀念)5.通過光的干涉和衍射的條件，判斷光的干涉、衍射．(科學(xué)思維)6.通過理解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁波的產(chǎn)生過程．(科學(xué)思維)一、光的干涉、衍射和偏振1．光的干涉(1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)明條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象．(2)條件：兩束光的頻率相同、相位差恒定．(3)雙縫干涉圖樣特點：單色光照射時形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋．直觀情境2.光的衍射(1)發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小時，衍射現(xiàn)象才會明顯．(2)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為明暗相間的條紋，且越靠近兩側(cè)，亮條紋的亮度減弱，寬度越小(如圖甲所示)①中央是大且亮的圓形斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度減小(如圖乙所示)．②亮環(huán)或者暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增加而減小白光中央為亮且寬的白色條紋，兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋，最外側(cè)的是紅光中央是大且亮的白色亮斑，周圍是不等間距的彩色同心圓環(huán)直觀情境(3)泊松亮斑(圓盤衍射)當(dāng)光照射到不透明的半徑很小的小圓盤上時，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)(如圖丙所示)．3．光的偏振(1)偏振現(xiàn)象：橫波只沿某一特定方向振動，稱為波的偏振現(xiàn)象．(2)自然光通過偏振片后，就得到了偏振光.直觀情境(3)光的偏振充分說明光是橫波，只有橫波才有偏振現(xiàn)象．除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常見到的大部分光都是偏振光．(4)讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光．二、電磁振蕩電磁波1．麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．2．電磁波及其傳播(1)電磁場在空間由近及遠的傳播，形成電磁波，電磁波是橫波．(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度都等于光速，但在同一介質(zhì)中，不同頻率的電磁波傳播速度是不同的，頻率越高，波速越?。?3)波速公式：v＝λf，f是電磁波的頻率．3．電磁波的發(fā)射與接收(1)發(fā)射電磁波需要開放的高頻振蕩電路，并對電磁波根據(jù)信號的強弱進行調(diào)制(兩種方式：調(diào)幅、調(diào)頻)．(2)接收電磁波需要能夠產(chǎn)生電諧振的調(diào)諧電路，再把信號從高頻電流中解調(diào)出來．調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波．4．電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長的大小順序把它們排列成的譜．按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．5．電磁振蕩(以LC振蕩電路為例)(1)產(chǎn)生：在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電和放電，就會使電容器極板上的電荷量q、電路中的電流i、電容器內(nèi)的電場強度E、線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強度B發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩．(2)周期和頻率周期：T＝2πeq\r(LC)(其中L指自感系數(shù)，C指電容)．頻率：f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).1．思維辨析(1)只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉.()(2)在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光．()(3)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的．()(4)自然光是偏振光.()(5)電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場．()2．(多選)對如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置，下列判斷準(zhǔn)確無誤的是()A．圖甲是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B．圖乙是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度C．圖丙是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是亮紋D．圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋3．如圖所示，兩光屏間放有兩個透振方向相互平行的偏振片，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通過偏振片Q.現(xiàn)以光的傳播方向為軸使偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90°，下列說法正確的是()A．MN間為偏振光B．PQ間為自然光C．PQ間的光線亮度逐漸變暗D．光屏N上的亮度逐漸變暗考點光的干涉1．雙縫干涉(1)光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同、相位差恒定、振動步調(diào)相同．(2)雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長成正比，即Δx＝eq\f(l,d)λ.(3)用白光照射雙縫時，形成的干涉條紋的特點：中央為白色條紋，兩側(cè)為彩色條紋．(4)亮暗條紋的判斷方法如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)時，光屏上出現(xiàn)亮條紋．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)時，光屏上出現(xiàn)暗條紋．2．薄膜干涉(1)如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加，兩列光波同相疊加，出現(xiàn)明紋；反相疊加，出現(xiàn)暗紋．(3)條紋特點①單色光：明暗相間的水平條紋；②白光：彩色水平條紋．典例1(2022·山東卷)(多選)某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L.同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣．下列描述正確的是()A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋1．[明暗條紋的判斷]在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的距離相等，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點．用波長為400nm的光實驗時，光屏中央P0處呈現(xiàn)中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處呈現(xiàn)第3條亮條紋．當(dāng)改用波長為600nm的光實驗時，P處將呈現(xiàn)()A．第2條亮條紋B．第3條亮條紋C．第2條暗條紋D．第3條暗條紋2．[對薄膜干涉的理解]劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，在一塊平板玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰兩條明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度恒定．現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密C．不變 D．消失考點實驗：用雙縫干涉測量光的波長1．實驗原理：單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長λ之間滿足λ＝eq\f(dΔx,l).2．實驗步驟(1)觀察干涉條紋①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達光屏．④安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5～10cm，這時，可觀察白光的干涉條紋．⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．(2)測定單色光的波長①安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．②使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮紋．③用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)．④改變雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量．3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)條紋間距Δx＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a2－a1,n－1))).(2)波長λ＝eq\f(d,l)Δx.(3)計算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值．4．注意事項(1)安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)．(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．(3)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)．1．[教材原型實驗]某同學(xué)在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中：(1)雙縫干涉實驗裝置如圖甲所示：下列說法中正確的是________．A．光源發(fā)出光要經(jīng)濾光片成為單色光，濾光片一般裝在單縫前B．實驗中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上觀察到清晰的干涉條紋C．為了減小測量誤差，最好測量相鄰條紋間的中心距離D．如果把普通光源換成激光光源，則光具座上透鏡、濾光片、單縫均可以撤去(2)該同學(xué)以某種單色光做實驗時，先將測量頭的分劃板中心刻度線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第一條亮紋，此時手輪上的刻度如圖乙所示，讀數(shù)為________mm；轉(zhuǎn)動手輪，當(dāng)分劃板中心刻度線與第6條亮紋中心對齊時，讀數(shù)是17.332mm，已知裝置中雙縫間距為0.2mm，雙縫到屏的距離是1.0m，則測得此單色光的波長為________m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．2．[實驗拓展創(chuàng)新]某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長．實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋．回答下列問題：(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可________．A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝________.(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm.則所測單色光的波長為________nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．考點光的衍射和偏振1．光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波長越長，干涉和衍射現(xiàn)象越明顯．在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別．(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的．2．自然光和偏振光的比較項目自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過偏振片后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向典例2如圖甲所示，讓激光束通過一個狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣．現(xiàn)保持激光器與狹縫的距離不變，將光屏向狹縫處適當(dāng)移動，下面關(guān)于本實驗說法正確的是()A．將會觀察到乙圖樣B．光屏上條紋更寬C．移動后，條紋變得模糊D．光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性1．[光的衍射現(xiàn)象](多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同．觀察光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是()A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細2．[光的偏振現(xiàn)象](多選)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測得糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量，偏振光通過糖溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)．將α的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品中的含糖量．如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是()A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α考點電磁場理論和電磁波1．對麥克斯韋電磁場理論的理解2．對電磁波的理解(1)電磁波是橫波．電磁波的電場E、磁場B、傳播方向三者兩兩垂直．(2)電磁波與機械波的比較項目電磁波機械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速，c＝3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(在真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能典例3(2021·福建卷)(多選)以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段.2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀(jì)錄．此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示．下列說法正確的是()A．“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波C．“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D．“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程1．[對電磁振蕩的理解]無線充電技術(shù)有電磁感應(yīng)式、磁共振耦合式、電磁諧振式等不同方式，不同方式各有千秋，但都使用了LC振蕩電路．一振蕩電路在t1和t2時刻自感線圈中磁感線方向和電容器中極板帶電情況如圖所示．若t2－t1＝eq\f(π,2)eq\r(LC)，選取時間微元Δt(Δt→0)，則下列說法正確的是()A．在t1時刻，電容器正在放電B．從t1→t1＋Δt，電路中電流增大C．從t2→t2＋Δt，自感線圈中磁場減弱D．從t2→t2＋Δt，電容器兩極板間電場減弱2．[電磁波的發(fā)射和接收](多選)現(xiàn)在的手機是“數(shù)碼通信”，也就是我們講話的聲音(連續(xù)的類比信號)先由手機轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的0與1兩種數(shù)碼信號，再經(jīng)由數(shù)碼調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波(類比信號載著數(shù)碼信號)，最后從天線傳送出去，原理如圖所示．下面的說法中正確的是()A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息B．手機在通話時發(fā)射出去的是電磁波C．?dāng)?shù)碼信號加載到高頻振動信號上是解調(diào)D．基地臺接收到的電磁波頻率很高，穿透能力強答案及解析1．思維辨析(1)只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉.(√)(2)在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光．(×)(3)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的．(×)(4)自然光是偏振光.(×)(5)電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場．(×)2．(多選)對如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置，下列判斷準(zhǔn)確無誤的是()A．圖甲是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B．圖乙是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度C．圖丙是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是亮紋D．圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋解析：題圖甲是小孔衍射的圖樣，不是“泊松亮斑”，A錯誤．題圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，但其干涉條紋應(yīng)為水平的，D錯誤，B、C正確．答案：BC3．如圖所示，兩光屏間放有兩個透振方向相互平行的偏振片，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通過偏振片Q.現(xiàn)以光的傳播方向為軸使偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90°，下列說法正確的是()A．MN間為偏振光B．PQ間為自然光C．PQ間的光線亮度逐漸變暗D．光屏N上的亮度逐漸變暗答案：D考點光的干涉典例1(2022·山東卷)(多選)某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L.同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣．下列描述正確的是()A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋解析：雙縫干涉圖樣是等間距的條紋，單縫衍射圖樣是中間寬兩邊窄的條紋，所以題圖乙是雙縫干涉圖樣，干涉中包含衍射，A正確；單縫越寬，衍射中央亮條紋寬度越窄，B錯誤；由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，其他條件不變時，雙縫與屏間距越大，雙縫干涉相鄰暗條紋間距越寬，C正確；同一單色光垂直照射狹縫，可理解為S1、S2兩波源振動情況完全相同(同一波面)，則與兩波源間光程差為半波長的奇數(shù)倍的點處為暗條紋，D正確．故選ACD．1．[明暗條紋的判斷]在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的距離相等，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點．用波長為400nm的光實驗時，光屏中央P0處呈現(xiàn)中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處呈現(xiàn)第3條亮條紋．當(dāng)改用波長為600nm的光實驗時，P處將呈現(xiàn)()A．第2條亮條紋B．第3條亮條紋C．第2條暗條紋D．第3條暗條紋解析：根據(jù)相鄰干涉條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λ可得，當(dāng)用波長為400nm的光實驗時，eq\f(PP0,3)＝eq\f(L,d)λ1，當(dāng)改用波長為600nm的光實驗時，有eq\f(PP0,k)＝eq\f(L,d)λ2，解得k＝2，k為整數(shù)，故P處將呈現(xiàn)第2條亮條紋，故A項正確，B、C、D項錯誤．答案：A2．[對薄膜干涉的理解]劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，在一塊平板玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰兩條明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度恒定．現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密C．不變 D．消失解析：撤去一張紙后劈形空氣的薄膜的劈度減緩，相同水平距離上，劈度厚度變化減小，以致波程變化減小，條紋變寬，條紋數(shù)量變少(變疏)，故A正確．答案：A考點實驗：用雙縫干涉測量光的波長1．[教材原型實驗]某同學(xué)在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中：(1)雙縫干涉實驗裝置如圖甲所示：下列說法中正確的是________．A．光源發(fā)出光要經(jīng)濾光片成為單色光，濾光片一般裝在單縫前B．實驗中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上觀察到清晰的干涉條紋C．為了減小測量誤差，最好測量相鄰條紋間的中心距離D．如果把普通光源換成激光光源，則光具座上透鏡、濾光片、單縫均可以撤去(2)該同學(xué)以某種單色光做實驗時，先將測量頭的分劃板中心刻度線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第一條亮紋，此時手輪上的刻度如圖乙所示，讀數(shù)為________mm；轉(zhuǎn)動手輪，當(dāng)分劃板中心刻度線與第6條亮紋中心對齊時，讀數(shù)是17.332mm，已知裝置中雙縫間距為0.2mm，雙縫到屏的距離是1.0m，則測得此單色光的波長為________m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．解析：(1)光源發(fā)出的光要經(jīng)濾光片成為單色光，濾光片一般裝在單縫前，A正確；實驗中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上觀察到清晰的干涉條紋，B正確；為了減小測量誤差，最好測出n條亮紋中心間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx＝eq\f(a,n－1)，C錯誤；如果把普通光源換成激光光源，由于激光相干性比較好，則光具座上透鏡、濾光片、單縫均可以撤去，D正確．(2)手輪上的讀數(shù)為2mm＋33.2×0.01mm＝2.332mm(2.331～2.333都正確)，雙縫間距Δx＝eq\f(L,d)λ，解得λ＝eq\f(d,L)·Δx＝eq\f(d,L)×eq\f(x6－x1,5)＝6.0×10－7m.答案：(1)ABD(2)2.332(2.331～2.333都正確)6.0×10－72．[實驗拓展創(chuàng)新]某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長．實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋．回答下列問題：(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可________．A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝________.(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm.則所測單色光的波長為________nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．解析：(1)相鄰明(暗)干涉條紋的寬度Δx＝eq\f(l,d)λ，要增加觀察到的條紋個數(shù)，即減小Δx，需增大d或減小l，因此應(yīng)將屏向靠近雙縫的方向移動或使用間距更大的雙縫，選項B正確．(2)第1條到第n條暗條紋間的距離為Δx，則相鄰暗條紋間的距離Δx′＝eq\f(Δx,n－1)，又Δx′＝eq\f(l,d)λ，解得λ＝eq\f(Δxd,n－1l).(3)由λ＝eq\f(Δxd,n－1l)，代入數(shù)據(jù)解得λ＝630nm.答案：(1)B(2)eq\f(Δxd,n－1l)(3)630考點光的衍射和偏振典例2如圖甲所示，讓激光束通過一個狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣．現(xiàn)保持激光器與狹縫的距離不變，將光屏向狹縫處適當(dāng)移動，下面關(guān)于本實驗說法正確的是()A．將會觀察到乙圖樣B．光屏上條紋更寬C．移動后，條紋變得模糊D．光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性解析：讓激光束通過一個狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)的單色條紋圖樣是光的衍射圖樣，衍射圖樣中，中央亮條紋最亮，寬度最大，從中央向兩側(cè)，亮條紋逐漸變窄、變暗，故將會觀察到丙圖樣，A錯誤；當(dāng)保持激光器與狹縫的距離不變，將光屏向狹縫處適當(dāng)移動時，光屏上條紋變窄，但條紋變得清晰，B、C錯誤；光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，D正確．故選D．1．[光的衍射現(xiàn)象](多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同．觀察光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是()A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細解析：由于是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象；當(dāng)抽制的絲變細時，即障礙物的尺寸變小，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距變寬，A、D正確．答案：AD2．[光的偏振現(xiàn)象](多選)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測得糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量，偏振光通過糖溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)．將α的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品中的含糖量．如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是()A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α解析：由題意知，轉(zhuǎn)動B使到達O處的光最強，則A、B的偏振方向必相同，若在A、B間放入待檢糖溶液，因糖溶液對偏振光有旋光效應(yīng)，使來自A的偏振光經(jīng)過樣品后，偏振方向發(fā)生改變，則到達O處的光強度會明顯減弱，若適當(dāng)把A或B旋轉(zhuǎn)一個角度，可以使偏振光恰好通過B后，到達O處的光強度最大，而旋轉(zhuǎn)的角度就是α，故選A、C、D．答案：ACD考點電磁場理論和電磁波典例3(2021·福建卷)(多選)以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段.2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀(jì)錄．此