幻灯片 1第4讲 光的波动性 电磁波 相对论
1.条件
两列光的 相同， 和 情况都完全相同的光相遇．
2．典型的干涉实验
(1)双缝干涉
①产生明暗条纹的条件：双缝处光振动情况完全相同，光屏上某点与两个狭缝的路程差是光波 的整数倍或是半波长的偶数倍处出现 ，与两个狭缝的路程差是半波长的
倍处出现暗条纹．
频率
相位
振动
波长
亮条纹
奇数
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幻灯片 2②条纹的特点：相邻亮条纹(或暗条纹)的间距 ，且Δx＝ ，其中λ为波长，d为双缝间距，l为缝到屏的距离．实验装置不变的条件下， 光干涉条纹的间距最大，紫光的干涉条纹间距最小；若换用白光，在屏上得到 条纹、且中央为白色．
(2)薄膜干涉
①薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜) 两表面的反射光波相遇而形成的干涉．
②图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜厚度 ．
单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状的 的条纹，白光入射时形成彩色条纹．
相等
红
彩色
前后
相等
明暗相间
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幻灯片 3【针对训练】
1．(2012·上海高考)如图12－4－1为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( )
A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样
C．丙为红光的干涉图样 D．丁为红光的干涉图样
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幻灯片 4【答案】 B
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幻灯片 51.光发生明显衍射的条件
当障碍物的 可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还 的时候，衍射现象才会明显．
2．衍射条纹的特点
单色光的衍射图样为中间 且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且 ；白光的衍射图样为中间 且亮的
，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．
3．泊松亮斑
当光照到不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).
尺寸
小
宽
暗
宽
白色条纹
亮斑
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幻灯片 61.自然光
包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的 都相同，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源发出的光．
2．偏振光
在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个 振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．
强度
特定的方向
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幻灯片 7【针对训练】
2．(2012·银川模拟)关于光的衍射，下列说法中错误的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象
B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射
C．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据
【解析】 由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据．
【答案】 B
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幻灯片 81.电磁波的特点
(1)电磁波是 ，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向 ．
(2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c＝
m/s.
(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量．
(4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象．
2．相对论的简单知识
(1)狭义相对论的基本假设
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
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
．
横波
垂直
3×108
相同
相同的
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幻灯片 9----
幻灯片 10【针对训练】
3．(2010·上海高考)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线，紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【解析】 在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线波长最短．A正确，B、C、D错误．
【答案】 A
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幻灯片 11----
幻灯片 122．薄膜干涉
(1)薄膜特点：如图12－4－3所示，由于
重力作用，皂膜上薄下厚．
(2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面
BB′的反射光线叠加．
(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2
倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹．
(4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹．
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幻灯片 13----
幻灯片 14 (2012·大纲版全国高考)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．增大双缝之间的距离
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幻灯片 15【答案】 AC
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幻灯片 161.对光的衍射的理解
(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．
(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播．
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幻灯片 172．单缝衍射与双缝干涉的比较
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幻灯片 18 (2012·汉中模拟)如图12－4－4所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A．a、b是光的干涉图样
B．c、d是光的干涉图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短
D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短
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幻灯片 19【答案】 A
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幻灯片 20----
幻灯片 21 (1)(2012·成都模拟)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．电磁波是横波
C．电磁波必须在介质中传播
D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
(2)某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs.
①该电磁波的频率为多少？
②该雷达的最大侦察距离是多少？
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幻灯片 22----
幻灯片 23【答案】 (1)B (2)①1.5×109 Hz ②30 km
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幻灯片 241.实验装置(如图12－4－5所示)
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幻灯片 253．实验步骤
(1)将光源、单缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上；
(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光；
(3)调节各器材的高度，使光源灯丝发出的一束光，能沿轴线到达光屏；
(4)安装双缝，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm～10 cm，观察白光的干涉条纹；
(5)在单缝和双缝间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹，安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹；
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幻灯片 26(6)使分划板中心刻线对齐某明(或暗)条纹的中央，记下手轮上的读数a1，转动手轮使分划板中心刻线移动，记下干涉条纹的条数n和移动后手轮的读数a2，a1与a2的差即为n条亮纹的间距；
(7)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)；
(8)重复测量、计算，求平均值作为波长的测量结果；
(9)换用不同的滤光片，重复实验．
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幻灯片 274．注意事项
(1)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量．
(2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差．
(3)双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则会影响测量结果．
(4)双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相当于游标卡尺，具体应用时要加以区别．
(5)测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动．
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幻灯片 28----
幻灯片 29(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图12－4－7，其示数为________mm.
【解析】 (1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．
(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.
【答案】 (1)A (2)1.970 mm
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幻灯片 31----
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