（江苏专用）2020版高考物理总复习第十三章机械振动机械波光电磁波第4讲光的波动性电磁波相对论教案

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1、第4讲　光的波动性　电磁波　相对论知识排查光的干涉1.产生条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。图12.两种典型的干涉(1)杨氏双缝干涉。①原理如图1所示。②明、暗条纹的条件(ⅰ)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a.光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0、1、2，…)，光屏上出现明条纹。b.光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)(k＝0、1、2，…)，光屏上出现暗条纹。(ⅱ)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝λ。(2

2、)薄膜干涉。①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。光的衍射　偏振1.光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。2.光发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象。3.衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，

3、最远离中央的是红光。(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。4.光的偏振现象(1)偏振光波只沿某一特定的方向的振动。(2)自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。(3)偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。电磁波与相对论1.电磁波的产生(1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场

4、产生电场，变化的电场产生磁场。(2)电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。(3)电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。①电磁波是横波，在空间传播不需要介质；②真空中电磁波的速度为3.0×108m/s；③v＝λf对电磁波同样适用；④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。2.电磁波的发射和接收(1)发射电磁波的条件①要有足够高的振荡频率；②电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。(2)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程。(3)电磁波谱①定义：按电磁波的波长从长

5、到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱。②电磁波谱的特性、应用电磁波谱特性应用无线电波波动性强、易发生衍射无线电技术红外线热效应红外线遥感可见光引起视觉照明、摄影紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌消毒医用消毒、防伪X射线贯穿本领强检查、医用透视γ射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗3.狭义相对论(1)狭义相对论的两个基本假设①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。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相同的，光速与光源、观测者间的相

6、对运动没有关系。(2)相对论的质速关系①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：m＝。②物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。(3)长度的相对性沿相对运动方向上长度缩短(尺缩效应)l＝l0(4)时间间隔的相对性(钟慢效应)Δt＝4.相对论质能关系：用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2。小题速练思考判断(1)光的干涉和衍射现象说明了光是波，也能说明光是横波。(　　)(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

7、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)阳光在水面的反射光是偏振光。(　　)(7)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(　　)(8)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)×　光的干涉现象1.双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝λ。(3)用

8、白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹。2.薄膜干涉(1)如图2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。图2(2)光照射到薄膜上时，