（全國通用版）2019版高考物理大一輪復習 第十四章 振動和波 光 相對論 第40講 光的波動性電磁波和相對論學案

《（全國通用版）2019版高考物理大一輪復習 第十四章 振動和波 光 相對論 第40講 光的波動性電磁波和相對論學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2019版高考物理大一輪復習 第十四章 振動和波 光 相對論 第40講 光的波動性電磁波和相對論學案（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第40講　光的波動性　電磁波和相對論 考綱要求 考情分析 命題趨勢 1.光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象(Ⅰ) 2．變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波的形成(Ⅰ) 3．電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收(Ⅰ) 4．電磁波譜(Ⅰ) 5．狹義相對論的基本假設(shè)(Ⅰ) 6．相對論質(zhì)能關(guān)系式(Ⅰ) 2017·全國卷Ⅱ，34(1) 2017·江蘇卷，12B(1) 2016·全國卷Ⅱ，34(1) 高考試題可能考查光的干涉和衍射的條件、干涉條紋和衍射條紋的區(qū)別、干涉條紋寬度的計算、電磁波的理解、電磁波和機械波的區(qū)別；簡單考查對狹義相對論的了解 1．光的干涉 (1)定

2、義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)__亮__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． 2．光的衍射 (1)發(fā)生明顯衍射的條件 只有當障礙物的尺寸與光的波長__相差不多__，甚至比光的波長__還小__的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯． (2)衍射條紋的特點 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

3、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)．如圖所示． ③泊松亮斑(圓盤衍射)：當光照到__不透明__(選填“透明”或“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))．如圖所示． 3．光的偏振 (1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿__一切方向__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__特定__的方向振動的光． (3)偏振光的形成： ①讓自然光通過__偏振片__形成偏振光．

4、 ②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． (4)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種__橫__波． 4．電磁波的產(chǎn)生 (1)麥克斯韋電磁場理論 變化的磁場產(chǎn)生__電場__，變化的電場產(chǎn)生__磁場__． (2)電磁場 變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個完整的整體，這就是電磁場． (3)電磁波 電磁場(電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波． ①電磁波是橫波，在空間傳播__不需要__介質(zhì)； ②真空中電磁波的速度為__3.0×108__m/s； ③v＝λf對電磁波__同樣適用__； ④電磁波能產(chǎn)生反射、折射、__干涉_

5、_和衍射等現(xiàn)象． 5．電磁波的發(fā)射和接收 (1)發(fā)射電磁波的條件 ①要有足夠高的__振蕩頻率__； ②電路必須__開放__，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間． (2)調(diào)制有__調(diào)幅__和調(diào)頻兩種方式，解調(diào)是調(diào)制的逆過程． (3)電磁波譜 ①定義：按電磁波的波長從長到短分布是__無線電波__、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線，形成電磁波譜；遞變規(guī)律：直線傳播能力增強，衍射能力減弱． ②電磁波譜的特性、應(yīng)用 電磁波譜 特性 應(yīng)用 紅外線 __熱效應(yīng)__ 紅外線遙感 紫外線 化學效應(yīng)、__熒光效應(yīng)__、 能殺菌 醫(yī)用消毒、防偽 X射線 貫穿性強

6、 檢查、醫(yī)用透視 γ射線 貫穿本領(lǐng)最強 工業(yè)探傷、醫(yī)用治療 6.狹義相對論 (1)狹義相對論的兩個基本假設(shè) 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__相同__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__相同__的，光速與光源、觀測者間的相對運動沒有關(guān)系． (2)相對論的質(zhì)速關(guān)系 ①物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m＝?。?！　　###． ②物體運動時的質(zhì)量m總要__大于__靜止時的質(zhì)量m0． 7．相對論質(zhì)能關(guān)系 用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：

7、E＝__mc2__． 1．判斷正誤 (1)光的顏色由光的頻率決定．(　√　) (2)只有頻率相同的兩列光波才有可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉．(　√　) (3)在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光．(　×　) (4)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．(　×　) (5)自然光是偏振光．(　×　) (6)電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場．(　×　) (7)無線電波不能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象．(　×　) (8)波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全不同．(　×　) (9)真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的．(　×　) 2．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．下列現(xiàn)象中

8、不能反映光的偏振特性的是(　D　) A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化 B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時，反射光是偏振光 C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰 D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋 一　光的干涉、衍射和偏振 1．光的雙縫干涉現(xiàn)象 (1)明暗條紋的判斷方法 ①如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P點的路程差r2－r1＝kλ (k＝0,1,2，…)時，光屏上出現(xiàn)明條紋． ②光的路程差r2－r1＝(2

9、k＋1) (k＝0,1,2，…)時，光屏上出現(xiàn)暗條紋． (2)條紋間距：Δx＝λ，其中L是雙縫到光屏的距離，d是雙縫間的距離，λ是光波的波長． 2．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，光才可以看做是沿直線傳播的． 3．單縫衍射與雙縫干涉的比較 　　　兩種現(xiàn)象 比較項目　　　 單縫衍射 雙縫干涉 不 同 點 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等 條紋間距 各相鄰條紋間距不

10、等 各相鄰條紋等間距 亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等 相同點 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 4.干涉與衍射的本質(zhì) 光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理．在衍射現(xiàn)象中，可以認為從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，它們在屏上疊加形成單縫衍射條紋． 5．光的偏振 (1)自然光與偏振光的比較 類別 自然光(非偏振光) 偏振光 光的來源 從普通光源發(fā)出的光 自然光通過起偏器后的光 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

11、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 (2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。 [例1]如圖所示為條紋總寬度相同的4種明暗相間的條紋，其中有兩種是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣，還有兩種是黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(灰黑色部分表示亮紋)．則圖中從左向右排列，亮條紋的顏色依次是(　B　) A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃 C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫 解析　由于雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，

12、2、4為單縫衍射條紋．雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰明、暗條紋間距)Δx＝λ，紅光波長比藍光波長長，則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應(yīng)于紅光和藍光．而在單縫衍射中，當單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，2、4分別對應(yīng)于紫光和黃光．綜上所述，1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃，選項B正確． 　二　薄膜干涉現(xiàn)象的理解 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′分別反射出來，相互疊加，發(fā)生干涉． 3．原理分析 (1)單色光 ①在P1、P2處，兩

13、個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于薄膜中波長的整數(shù)倍． Δr＝nλ (n＝1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋． ②在Q處，兩列反射回來的光波的路程差Δr等于半波長的奇數(shù)倍．Δr＝(2n＋1) (n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋． (2)白光：薄膜上出現(xiàn)水平彩色條紋． 4．薄膜干涉的應(yīng)用 干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲． [例2](多選)把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射

14、入，如圖所示．這時可以看到明暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說法中正確的是(　AC　) A．干涉條紋是光在空氣劈尖膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果 B．干涉條紋中的暗條紋是上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果 C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動 D．觀察薄膜干涉條紋時，應(yīng)在入射光的另一側(cè) 解析　根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生原理，上述現(xiàn)象是由空氣劈尖膜前后表面反射的兩列光疊加而成，當波峰與波峰、波谷與波谷相遇疊加時，振動加強，形成亮條紋，所以選項A正確，B錯誤．因相干光是反射光，故觀察薄膜干涉時，應(yīng)在入射光的同一側(cè)，故選項D錯誤．條紋的位置與空氣劈尖膜的厚度是對應(yīng)的，當上玻璃板平

15、行上移時，同一厚度的空氣劈尖膜向劈尖移動，故條紋向著劈尖移動，故選項C正確． 　三　電磁場和電磁波 1．電磁場 如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場，那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場；這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場……變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場． 2．電磁波的波速、波長與頻率的關(guān)系：c＝λf，λ＝． ①同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變(頻率由波源決定)，波速、波長發(fā)生改變．在介質(zhì)中的速度都比在真空中速度?。? ②不同電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時，傳播速度不同，頻率越高波速越小，頻率越低波速越

16、大． 3．電磁波與機械波的比較 機械波 電磁波 研究對象 研究力學現(xiàn)象 研究電磁現(xiàn)象 周期性變化的物理量 位移隨時間和空間做周期性變化 電場E和磁感應(yīng)強度B隨時間和空間做周期性變化 傳播 傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān) 傳播無需介質(zhì)，在真空中波速總是c，在介質(zhì)中傳播時，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系 產(chǎn)生 由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生 由周期性變化的電流(電磁振蕩)激發(fā) 縱波還是橫波 可以是縱波也可以是橫波 橫波 聯(lián)系 都具有波的一切特性，例如干涉、衍射、反射、折射等性質(zhì)，它們的波速、波長與頻率的關(guān)系都是v＝λf，都能傳播能量 [例3](多選)關(guān)于

17、電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是(　CD　) A．恒定的電場能夠產(chǎn)生電磁波 B．電磁波的傳播需要介質(zhì) C．電磁波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，頻率不變 D．電磁波在傳播過程中也傳遞了能量 解析　由麥克斯韋電磁場理論可知，只有非均勻變化的電場、磁場能產(chǎn)生電磁波，選項A錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，選項B錯誤；電磁波與機械波一樣，在傳播過程中頻率不變，選項C正確；電磁波傳播電磁振蕩的運動形式和能量，選項D正確． 　四　狹義相對論 1．對“同時”的相對性的理解：“同時”具有相對性，即在同一個慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中觀察就不一定是同時發(fā)生的． 2．對“長度的相

18、對性”的理解：狹義相對論中的長度公式：l＝l0中，l0是相對于桿靜止的觀察者測出的桿的長度，而l可認為桿沿桿的長度方向以速度v運動時，靜止的觀察者測量的長度，或觀察者沿桿的長度方向以速度v運動時測出的桿的長度． 3．對“時間間隔的相對性”的理解：時間間隔的相對性公式：Δt＝中Δτ是相對事件發(fā)生地靜止的觀察者測量同一地點的兩個事件發(fā)生的時間間隔，而Δt則是相對于事件發(fā)生地以速度v運動的觀察者測量同一地點的同樣兩個事件發(fā)生的時間間隔．也就是說：在相對運動的參考系中觀測，事件變化過程的時間間隔變大了，這叫做狹義相對論中的時間膨脹．(動鐘變慢) 4．對相對論速度變換公式的理解：速度變換公式u＝.式

19、中u是物體相對靜止參考系的速度，v是運動參考系相對靜止參考系的速度，u′是物體相對運動參考系的速度．(u′與v同向取正值，反之取負值) [例4]—艘太空飛船靜止時的長度為30m，他以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行經(jīng)過地球，下列說法正確的是(　B　) A．飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m B．地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m C．飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于c D．地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c 解析　飛船上的觀察者相對飛船是靜止的，測得飛船長度為靜止長度30 m，選項A錯誤；地球上的觀察者相對飛船的速度為0.6 c，測得

20、飛船的長度l＝l0＝0.8 l0＝24 m，選項B正確；由光速不變原理知光信號的速度與參考系無關(guān)，選項C、D皆錯誤． 狹義相對論問題的求解技巧 (1)解決“同時”的相對性問題，可從三個方面入手： ①令觀察者靜止，判斷被觀察者因相對運動而引起的位置變化． ②結(jié)合光速不變原理，分析光傳播到兩個事件所用的時間． ③光先傳播到的事件先發(fā)生，光后傳播到的事件后發(fā)生． (2)“動尺縮短”是沿運動方向上的長度比其相對靜止時測量的長度要短一些，在垂直于運動方向上的長度沒有變化． (3)“動鐘變慢”是兩個不同慣性系進行時間比較的結(jié)果，也是相對的，即兩個慣性系中的觀察者都發(fā)現(xiàn)對方的鐘變慢了．

21、 1．(多選)下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是(　BC　) 解析　圖A屬于單縫衍射，圖B屬于薄膜干涉，圖C屬于薄膜干涉，圖D屬于白光的色散，故屬于光的干涉現(xiàn)象的是選項B、C． 2．(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(　AD　) 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

22、的衍射現(xiàn)象，當抽制的絲變細的時候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距就大，選項A、D正確． 3．奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量．偏振光通過糖的水溶液后，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的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了．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． (1)偏振片A的作用是__把自然光變成偏振光__． (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種__橫波__． (3)(多選)

23、以下說法中正確的是(　ACD　) 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處光強度最強，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于α D．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最強，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α 解析　(1)自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但當自然光經(jīng)過偏振片后就變成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光變成偏振光． (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波． (3)因為A、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時，自然光通過偏振片A后變成偏振光，通過B后到O.當在A、B間加上糖溶液時，由于糖溶液的旋光作用，使通過A的偏振光的振動方向轉(zhuǎn)動了

24、一定角度，使通過B到達O的光的強度不是最大，但當B轉(zhuǎn)過了一個角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光的振動方向一致時，O處光強又為最強，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度．若偏振片B不動而將A旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動方向恰與B的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過的角度也為a，故選項A、C、D正確． [例1](5分)從兩只相同的手電筒射出的光，當它們在某一區(qū)域疊加后，看不到干涉圖樣，這是因為(　　) A．手電筒射出的光不是單色光 B．干涉圖樣太細小看不清楚 C．周圍環(huán)境的光太強 D．這兩束光為非相干光源 [答題送檢]來自閱卷名師報告 錯誤 致錯原因 扣分 B 生活

25、中任何兩個獨立發(fā)光的光源產(chǎn)生的光在空間相疊加都不會產(chǎn)生干涉，這是由物體的發(fā)光機理決定的，即任何兩個獨立的光源都不是相干光源．光的相干條件中，中學主要考查的是頻率，頻率相同是光發(fā)生干涉的必要條件，要注意從題目中挖掘. －5 [解析]　本題雖然強調(diào)兩只相同的手電筒，但它們發(fā)出的光仍然頻率不同．不滿足干涉產(chǎn)生的條件，看不到干涉圖樣，所以選項D正確，A、B、C都是錯誤的． [答案]　D 1．用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖甲是點燃的酒精燈(在燈芯上撒些食鹽)，圖乙是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是(　D　) A．當

26、金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B．當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° C．當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 解析　在轉(zhuǎn)動金屬絲圈的過程中，由于肥皂液薄膜的厚度不變，故反射形成的光的路程差不會發(fā)生變化，故產(chǎn)生的干涉條紋仍保持原來狀態(tài)不變．選項D正確． 2．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是(　AC　) A．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表

27、面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 B．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的 D．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的 解析　由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面，故選項A正確，B錯誤；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋，故選項C正確，D錯誤． 3．(2017·全國卷Ⅱ)(多選)在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣．若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選

28、用的方法是(　ACD　) A．改用紅色激光 B．改用藍色激光 C．減小雙縫間距 D．將屏幕向遠離雙縫的位置移動 E．將光源向遠離雙縫的位置移動 解析　由相鄰兩亮條紋間距Δx＝λ可知，若要增大兩相鄰亮條紋的間距，應(yīng)增大雙縫與光屏間距離L、減小雙縫間距d或增大照射光波長λ，而λ紅＞λ綠＞λ藍，故選項A、C、D正確． 1．(2017·江蘇卷)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有(　AC　) A．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快 B．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢 C．地球上的人觀測到地球上的鐘較快 D．

29、地球上的人觀測到地球上的鐘較慢 解析　(1)由狹義相對論的“鐘慢效應(yīng)”原理可知，飛船上的人觀測到地球上的鐘較慢，地球上的人觀測到飛船上的鐘較慢，故選項A、C正確，選項B、D錯誤． 2．(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　ABC　) A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波 C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應(yīng)強度均垂直 D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 解析　電磁波在真空中的傳播速度為

30、3×108 m/s，與電磁波的頻率無關(guān)，選項A正確；周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場又產(chǎn)生周期性變化的電場，它們相互激發(fā)向周圍傳播，就形成了電磁波，選項B正確；電磁波是橫波，因此其電場強度和磁感應(yīng)強度均與傳播方向垂直，選項C正確；光是電磁波，利用光纖對光的全反射可以傳播信息，選項D錯誤；波源的電磁振蕩停止后，已發(fā)出的電磁波不會立即消失，還要繼續(xù)傳播，選項E錯誤． 3．某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到甲圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如乙圖所示．他改變的實驗條件可能是(　B　) A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離 C．減小

31、雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源 解析　由甲和乙兩圖可知改變條件以后條紋變寬，由Δx＝λ可知，只有選項B正確． 4．(多選)關(guān)于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是(　CD　) A．水中藍光的傳播速度比紅光快 B．光從空氣射人玻璃時可能發(fā)生全反射 C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深 D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬 解析　因為頻率f藍>f紅，則n藍>n紅，又因為在水中v＝，得到v藍

32、x＝λ，λ紅>λ藍，同一裝置相同，所以用紅光時條紋間距更寬，選項D正確． 5．我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究有創(chuàng)新的里程碑．米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10 m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是(　C　) A．米波的頻率比厘米波頻率高 B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象 D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 解析　無線電波與光波均為電磁波，均能發(fā)生反射、干涉、衍射現(xiàn)象，故選項C正確、D錯誤．電磁波在真空中傳播速度最快，故選項B錯誤．由c＝λf可知，頻率與波長成反比，故選項A錯誤． 6．(2017·天津卷)明代學者

33、方以智在《陽燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象．如圖所示，一束復色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是(　D　) A．若增大入射角i，則b光先消失 B．在該三棱鏡中a光波長小于b光 C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生 D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低 解析　當增大入射角i時，兩單色光在左側(cè)界面的折射角增大，但在右側(cè)界面的入射角均減小，故不會引起全反射，選項A錯誤；由圖知三棱鏡對a光的折射率小于對b光的折射率，而同種介質(zhì)對頻率越大的光折射率越大，故νa＜νb

34、，光在三棱鏡中的波長λ＝＝，na＜nb，則λa＞λb，選項B錯誤．偏振是橫波所特有的現(xiàn)象，故a、b兩光都能發(fā)生偏振，選項C錯誤．由eUc＝Ek＝hν－W可知，在照射同一光電管即W相同的條件下，a光波長長、頻率低、故a光的遏止電壓Uc也低，選項D正確． 課時達標　第40講 [解密考綱]考查光的干涉、衍射條件、干涉條紋和衍射條紋的區(qū)別、干涉條紋寬度的計算、電磁波的理解、狹義相對論的簡單了解． 1．關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(　B　) A．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 C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相

35、同 D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同 解析　聲波也能傳遞信息，選項A錯誤；手機通話過程中，手機之間通過電磁波傳遞信息，人和手機之間通過聲波傳遞信息，選項B正確；太陽中的可見光傳播速度為光速，即為3×108 m/s，而超聲波的傳播速度等于聲音在空氣中(15 ℃下)的傳播速度，即為340 m/s，選項C錯誤；紅外線的頻率小于X射線的頻率，故紅外線的波長大于X射線的波長，選項D錯誤． 2．下列說法正確的是(　B　) A．麥克斯韋證明了光的電磁說的正確性 B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學作用 C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強 D．X射線與γ

36、射線的產(chǎn)生機理不同，因此它們的頻率范圍界線分明，不可能重疊 解析　麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性．X射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的，γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)生機理確實不同，但X射線和γ射線都有一個較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊．綜上所述，選項A、D錯誤，選項B與事實一致，選項C與事實相反．所以只有選項B正確． 3．驗鈔機發(fā)出的電磁波能使鈔票上用于防偽的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機的遙控器用它發(fā)出的電磁波來控制電視機．對于它們發(fā)出的電磁波，下列判斷正確的是(　D　) A．它們發(fā)出的都是紅外線 B．

37、它們發(fā)出的都是紫外線 C．驗鈔機發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線 D．驗鈔機發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線 解析　激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)出熒光的是紫外線，用來控制電視機的遙控器發(fā)出的電磁波屬于紅外線，選項D正確． 4．太陽表面的溫度約為6 000 K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在可見光波段；人體的溫度約為310 K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在紅外線波段；宇宙空間內(nèi)的電磁輻射相當于溫度為3 K的物體發(fā)出的，這種輻射稱為“3 K背景輻射”．若要對“3 K背景輻射”進行觀測研究，則應(yīng)選擇的觀測波段為(　D　) A．X射線 B．γ射線 C．紫外線 D．無線電波 解析　無

38、線電波用于通信、廣播及其他信號傳輸．天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波，進行天體物理研究．選項D正確． 5．慣性系S中有一邊長為l的正方形，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象可能是(　C　) 解析　由相對論知識易得運動方向上的邊長變短，垂直運動方向的邊長不變，故選項C正確． 6．(多選)電子的電荷量為1.6×10－19 C，質(zhì)量為9.1×10－31 kg，一個電子被電壓為106 V的電場加速后，關(guān)于該電子的質(zhì)量和速度，以下說法正確的是(　BD　) A．電子的質(zhì)量不變 B．電子的質(zhì)量增大 C．電子的速度可以達到1.9c D．電子的速度不可能達到

39、c 解析　電子被電場加速后，根據(jù)相對論效應(yīng)m＝可知，隨電子速度的增大，其質(zhì)量也增大，故選項A錯誤，選項B正確；此時不能根據(jù)qU＝m0v2求速度，任何物體的速度都不可能超過光速c，故選項C錯誤，D正確． 7．(多選)某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認為正確的是(　ACD　) A．若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行 B．若狹縫與線狀白熾燈垂直，衍射條紋與狹縫垂直 C．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān) D．衍射條紋的間距與光的波長有關(guān) 解析　若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯；衍射條紋的疏密程度與縫

40、寬有關(guān)，狹縫越小，條紋越疏；條紋間距與波長有關(guān)，波長越長，間距越大． 8．(多選)在雙縫干涉實驗中，某同學用黃光作為入射光．為了增大干涉條紋的間距，該同學可以采用的方法有(　AC　) A．改用紅光作為入射光 B．改用藍光作為入射光 C．增大雙縫到屏的距離 D．增大雙縫之間的距離 解析　根據(jù)條紋間距Δx＝λ可知要增大干涉條紋的間距，可增大λ，λ紅>λ黃，選項A正確；λ黃>λ藍，選項B錯誤；增大到屏的距離l，Δx增大，選項C正確；增大雙縫間距d，Δx減小，選項D錯誤． 9．(多選)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為Δx，且Δx甲>Δ

41、x乙，則下列說法正確的是(　BD　) A．甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，乙光則不能發(fā)生 B．真空中甲光的波長一定大于乙光的波長 C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光 解析　偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，甲、乙都可以有偏振現(xiàn)象發(fā)生，選項A錯誤；由Δx甲>Δx乙和Δx＝λ可知甲光的波長大于乙光，選項B正確；光子能量取決于光子的頻率，而光子頻率與波長成反比，選項C錯誤；波長短的光頻率大，在介質(zhì)中的傳播速度慢，選項D正確． 10．(多選)在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如圖所示的干涉實驗法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個透明的平行板B，B與A上

42、表面平行，在它們間形成一個厚度均勻的空氣膜．現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照射，同時對A緩慢加熱，A均勻膨脹，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性的變化．當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，則(　BD　) A．出現(xiàn)最亮時，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強 B．出現(xiàn)最亮時，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強 C．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加 D．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加 解析　出現(xiàn)最亮時，為B的下表面反射光與A上表面的反射光疊加后加強，選項A錯誤，選項B正確；薄膜干涉中，當薄膜厚度為光在薄膜中半波長的整數(shù)

43、倍，反射光加強，為最亮，因此溫度由t1升至t2時，A的高度變化為波長，選項C錯誤，D正確． 11．在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介．光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的．若激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進方向，如圖所示．下列相關(guān)說法正確的是(　D　) A．圖中①光是紅光，②光是藍光 B．在光盤的透明介質(zhì)中，①光比②光傳播更快 C．若①光、②光先后通過同一雙縫干涉裝置，前者得到的條紋比后者的寬 D．若①光、②光先后通過同一單縫衍射裝置，前者得到的中央亮紋比后者的中央亮紋窄 解析　同種介質(zhì)對藍光的折射率比對紅光的折射率大

44、，故以相同入射角入射時，折射角較小的①是藍光，折射角較大的②是紅光，選項A錯誤；根據(jù)折射率n＝可知，②光速度較大，選項B錯誤；通過同一干涉裝置，紅光的波長大于藍光的波長，由Δx＝λ可知，紅光干涉條紋較寬，選項C錯誤；通過同一單縫衍射裝置，藍光的中央條紋較窄，選項D正確． 12．1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì).1834年洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃利鏡實驗)．如圖為洛埃利鏡實驗的原理圖，S為單色光源，M為平面鏡，光源S到平面鏡的距離和到屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋．則相鄰的兩條亮紋間距離Δx為(　C　) A．λ

45、B．λ C．λ D．λ 解析　由于反射光線過像點，作出光路圖，如圖，S和S′相當雙縫，其間距離d＝2a，而光源s到光屏的距離可看作雙孔屏到像屏距離L，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間距離公式，則Δx＝λ＝λ.故選項C正確． 13．下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置圖大都來源于課本，則下列判斷錯誤的是(　B　) A．甲圖是薄膜干涉的圖樣，照相機、望遠鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用 B．乙圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑” C．丙圖是在平靜無風的海面上出現(xiàn)的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物 D．丁圖是衍射圖樣，其最明顯的特征是條紋間距不等 解析　照相機、望遠鏡的鏡頭

46、鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用，選項A正確；乙圖是小圓盤衍射的圖樣，不是小孔衍射的圖樣，選項B錯誤；海面上的下層空氣的溫度比上層低，則下層空氣的密度比上層要大，故下層空氣的折射率比上層空氣的折射率要大，由于人眼認為光線是沿直線傳播的，故上方是蜃景，下方是景物，選項C正確；衍射圖樣最明顯的特征是條紋間距不等，選項D正確． 14．登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力，有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.1×1014 Hz，那么他設(shè)計的這

47、種“增反膜”的厚度至少是(　C　) A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 m C．1.24×10－7 m D．6.18×10－8 m 解析　為了減少進入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強，則光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2…)因此，薄膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的.紫外線在真空中的波長是λ＝＝3.7×10－7 m，在膜中的波長是λ′＝＝2.47×10－7 m，故膜的厚度至少是1.24×10－7 m． 15．如圖所示，豎直墻上掛著一面時鐘，地面上的靜止的觀察者A觀測

48、到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運動，觀測到鐘的面積為S′.則S和S′的大小關(guān)系是！?。A__.(選填寫選項前的字母) A．S>S′ B．S＝S′ C．S