高考物理大一輪復習第15單元光學電磁波相對論第38講光的波動性電磁波相對論課件.ppt

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教材知識梳理 考點互動探究 教師備用習題 一 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)條紋 某些區(qū)域相互減弱 出現(xiàn)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 中央為條紋 其余為條紋 亮 暗 相等 白色亮 彩色 二 光的衍射1 定義 光在傳播的過程中遇到障礙物時 直線傳播繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象 2 發(fā)生明顯衍射的條件 障礙物或小孔的尺寸跟光的波長 甚至比光的波長時 衍射現(xiàn)象明顯 偏離 差不多 還小 3 衍射圖樣特點 1 單縫衍射 單色光的衍射圖樣為中間寬且亮的單色條紋 兩側(cè)是明暗相間的條紋 條紋寬度比中央窄且暗 白光的衍射圖樣為中間寬且亮的白條紋 兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋 2 圓孔衍射 明暗相間的不等距圓環(huán) 3 圓盤衍射 明暗相間的不等距圓環(huán) 中心有一亮斑稱為亮斑 證實光的波動性 泊松 三 光的偏振1 自然光 包含著在垂直于傳播方向上沿振動的光 而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同 2 偏振光 在垂直于光的傳播方向的平面上 只沿著某個的方向振動的光 3 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種波 一切方向 特定 橫 四 電磁場與電磁波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 變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生 2 電磁波 由近及遠地傳播形成電磁波 電磁波是波 在空間傳播不需要依靠介質(zhì) 真空中電磁波的速度為m s 電磁波的傳播速度v等于波長 和頻率f的乘積 即v 3 電磁波譜 按照電磁波的或的大小順序把它們排列成譜叫作電磁波譜 按波長由長到短排列的電磁波譜為 無線電波 紅外線 紫外線 X射線 射線 電場 磁場 電磁場 橫 3 108 f 頻率 波長 可見光 五 相對論1 狹義相對性原理 在不同的慣性參考系中 一切物理規(guī)律都是的 2 光速不變原理 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是的 相同 相同 考點一光的雙縫干涉現(xiàn)象 考點二用雙縫干涉實驗測量光的波長 考向一實驗原理與實驗操作 2 實驗步驟 1 安裝儀器 將光源 遮光筒 毛玻璃屏依次安放在光具座上 如圖38 2所示 圖38 2 接好光源 打開開關(guān) 使白熾燈正常發(fā)光 調(diào)節(jié)各部件的高度 使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏 安裝單縫和雙縫 中心位于遮光筒的軸線上 使雙縫和單縫相互平行 注意事項 1 光源燈絲最好是線狀燈絲 并與單縫平行且靠近 2 實驗時應調(diào)整光源 單縫 雙縫和光屏 測量頭共軸 單縫和雙縫安裝時應豎直且相互平行 遮光筒的軸線要與光具座導軌平行 若不共軸或單縫與雙縫不平行 則會引起干涉條紋亮度小 不清晰 不便于觀察和測量 3 白光干涉觀察到的是彩色條紋 中央亮條紋的中間部分是白色 邊緣是紅色 考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析 注意事項 光波波長很小 x L的測量對波長 的影響很大 L用毫米刻度尺測量 x用測量頭上的游標尺測量 實驗時可測多條亮條紋間距求 x及采用多次測量求 的平均值法減小誤差 應注意 1 干涉條紋應調(diào)整到最清晰的程度 2 x不是亮 暗 條紋的寬度 3 分劃板刻線應與干涉條紋平行 中心刻線應恰好位于條紋中心 4 測量多條亮條紋間的距離時 此間距中的條紋數(shù)應準確 考點三薄膜干涉的理解及應用 1 薄膜干涉如圖38 7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 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 圖38 7 2 薄膜干涉的應用 1 檢查精密零件的表面是否平整如圖38 8所示 將被檢查平面和放在上面的透明標準樣板的一端之間墊一薄片 使標準樣板的平面與被檢查平面間形成一個楔形空氣薄層 單色光從上面照射 入射光在空氣層的上表面a和下表面b反射出兩列光波疊加 從反射光中看到干涉條紋 根據(jù)干涉條紋的形狀來確定工件表面的情況 圖38 8 若被檢查平面平整則干涉圖樣是等間距明暗相間的平行直條紋 若某處凹下 則對應亮 暗 條紋提前出現(xiàn) 如圖38 9甲所示 若某處凸起 則對應亮 暗 條紋延后出現(xiàn) 如圖乙所示 圖38 9 2 增透膜在光學元件 透鏡 棱鏡 的表面涂上一層薄膜 如氟化鎂 當薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的時 在薄膜的兩個面上的反射光的光程差恰好等于半個波長 因而相互抵消 達到減小反射光 增大透射光強度的目的 考點四光的衍射及偏振現(xiàn)象 1 對光的衍射的理解 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 自然光與偏振光的比較3 偏振光的應用 照相機鏡頭 液晶顯示器 立體電影 消除車燈眩光等 考點五電磁場和電磁波相對論 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 磁場 傳播方向兩兩垂直 如圖38 15所示 圖38 15 2 電磁波與機械波的比較 注意事項 1 波長不同的電磁波 表現(xiàn)出不同的特性 其中波長較長的無線電波和紅外線等 易發(fā)生干涉 明顯的衍射現(xiàn)象 波長較短的紫外線 X射線 射線等 穿透能力較強 2 電磁波譜中 相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線 如紫外線和X射線 X射線和 射線都有重疊 但它們產(chǎn)生的機理不同