光的波动性电磁波和相对论.docx

第4讲光的波动性电磁波和相对论 一、光的干预、衍射和偏振 1.光的干预 (1)定义：在两列光波叠加的地区，某些地区相互加强，出现亮条纹，某些地区相互减弱，出 现暗条纹，且加强地区和减弱地区相互间隔的现象. (2)条件：两束光的频次相同、相位差恒定. (3)双缝干预图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干预条纹；白光照射时，中 央为白色亮条纹，其余为彩色条纹. 2.光的衍射 发生显然衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时 候，衍射现象才会显然. 3.光的偏振 (1)自然光：包含着在垂直于流传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 的强度都相同. (2)偏振光：在垂直于光的流传方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光. (3)偏振光的形成 ①让自然光经过偏振片形成偏振光. ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光能够成为部分偏振光或完全 偏振光. (4)光的偏振现象说明光是一种横波. 自测1(多项选择)下列属于光的干预现象的是( ) 答案BC 解析图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干预，图C属于薄膜干预，图D属于白光的色散， 故属于光的干预现象的是B、C. 二、电磁波和相对论 1.电磁场、电磁波、电磁波谱 (1)麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场. (2)电磁波 ①电磁场在空间由近及远的流传，形成电磁波. ②电磁波的流传不需要介质，可在真空中流传，在真空中不同频次的电磁波流传速度相同(都 等于光速). ③不同频次的电磁波，在同一介质中流传，其速度是不同的，频次越高，波速越小. ④v＝λf，f是电磁波的频次. (3)电磁波的发射 ①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频). ②调制方式 a.调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变. b.调频：使高频电磁波的频次随信号的强弱而变. (4)无线电波的接收 ①当接收电路的固有频次跟接收到无线电波的频次相等时，激起的振荡电流最强，这就是电 谐振现象. ②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路. ③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫 做解调. (5)电磁波谱：按照电磁波的频次或波长的大小次序把它们排列成谱叫做电磁波谱. 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线. 2.相对论 (1)狭义相对论的两个基本假定 ①狭义相对性原理：在不同的惯性参照系中，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照系中都是相同的，光速和光源、观察者间 的相对运动没有关系. (2)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： m0 m＝. 1－v2 c ②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0. (3)质能关系 用m表示物体的质量，  E表示它拥有的能量，则爱因斯坦质能方程为：  E＝mc2. 自测  2  对于生活中碰到的各样波，下列说确的是  (  ) 电磁波能够传达信息，声波不能传达信息 手机在通话时波及的波既有电磁波又有声波 C.太中的可见光和医院“B超”中的超声波流传速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 答案B 解析  电磁波和声波都能传达信息，比方人们之间的语言沟通，选项  A错误；太中的可见光 属于电磁波，而“B超”中的超声波属于机械波，它们的流传速度不同，选项  C错误；遥控 器发出的红外线波长比X射线波长大得多，选项D错误；手机在通话时波及的波既有电磁波 又有声波，选项B正确. 自测3对于狭义相对论的说法，不正确的选项是( ) 狭义相对论认为在不同的惯性参照系中，一切物理规律都是相同的 B.狭义相对论认为在一切惯性参照系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关 C.狭义相对论只波及无加快运动的惯性系 D.狭义相对论在任何情况下都合用 答案D 命题点一光的干预现象 1.双干预 (1)条距公式：x＝dlλ，同一双干预装置，光的波越，干预条的距越大. (2)明暗条的判断方法： 如1所示，光源S1、S2出的光到屏上P′点的行程差 r＝r2－r1. 1 当r＝kλ(k＝0,1,2?)，光屏上P′出明条. 当r＝(2k＋1) λ (k＝0,1,2?)，光屏上P′出暗条. 2 2.薄膜干预 (1)形成原因：如 2所示，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，在膜的前表面AA′和后表面BB′分反射回来，形成两列率相同的光波，并且叠加. 2 (2)明暗条的判断方法： 两个表面反射