【物理】2018届人教版第11章第2节　光的波动性　电磁波教案

【物理】2018届人教版第11章第2节　光的波动性　电磁波教案

第2节　光的波动性　电磁波 考点一| 光的干涉　光的衍射　偏振 ‎1．光的干涉 ‎(1)条件 两列光的频率相同，相位和振动情况都完全相同的光相遇．‎ ‎(2)双缝干涉 条纹间距公式：Δx＝λ，其中λ为波长，d为双缝间距，l为双缝到屏的距离．‎ ‎(3)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉．‎ ‎2．光的衍射 ‎(1)光发生明显衍射的条件 当障碍物的尺寸跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还小的时候，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宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白色条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．‎ ‎3．光的偏振 ‎(1)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强度都相同，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，只沿着一个特定的方向振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．‎ ‎4．激光的特点及其应用 特点(与普通光相比)‎ 特点内容 应用 相干性好 频率单一，相差恒定，易发生干涉现象，可像无线电波一样调制 光纤通信 光的干涉 激光全息照相 平行度好 激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上 测距和跟踪目标、DVD、CD唱片、计算机光盘 亮度高 激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量 ‎“光刀”、激发核反应 ‎1．杨氏双缝干涉 图1121‎ ‎(1)原理(如图1121所示)‎ ‎(2)明、暗条纹的条件：‎ ‎①单色光 a．光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．‎ b．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．‎ ‎②白光：光屏上出现彩色条纹．‎ ‎(3)条纹间距公式：Δx＝λ.‎ ‎2．薄膜干涉 ‎(1)薄膜特点：如图1122所示，由于重力作用，薄膜上薄下厚．‎ 图1122‎ ‎(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．‎ ‎3．单缝衍射与双缝干涉的比较 单缝衍射 双缝干涉 不同点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 ‎4.自然光和偏振光的比较 自然光(非偏振光)‎ 偏振光 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光 光的振动方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向 ‎1．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 B　[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，因此光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据，D正确．]‎ ‎2．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是(　　)‎ A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．上述说法都不正确 A　[白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，A正确．]‎ ‎3．(多选)如图1123甲、乙所示，是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：81370390】‎ ‎ ‎ 图1123‎ A．甲为单缝衍射的图样 B．乙为双缝干涉的图样 C．甲为双缝干涉的图样 D．乙为单缝衍射的图样 AB　[甲图中的条纹宽度不等，中央宽，两侧窄，应为单缝衍射图样．乙图中的条纹等宽等距，应为双缝干涉图样，故A、B正确，C、D错误．]‎ ‎4．对于激光，下列说法正确的是(　　)‎ A．激光是自然光被放大而产生的 B．激光的单色性好、相干性好 C．激光的能量一定大于其他光的能量 D．激光的传播速度比普通光的大 B　[激光是由人工产生的光，它具有平行度好、相干性强和亮度高的特点，其传播速度仍然是光速．]‎ ‎5．如图1124所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　　)‎ 图1124‎ A．A、B均不变 B．A、B均有变化 C．A不变，B有变化 D．A有变化，B不变 C　[白炽灯光包含各个方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光的强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，只有与Q的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．]‎ ‎6．(多选)(2016·10月浙江选考)用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则(　　) ‎ ‎【导学号：81370391】‎ A．a光的波长大于b光的波长 B．a光的频率大于b光的频率 C．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度 D．从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角 AD　[由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ知，a光波长大于b光波长，故A正确；a光波长大，频率小，故B错误；a光波长大，折射率小，故在玻璃中速度比b光大，C错误；a光折射率小，由临界角sin C＝知，a 光的临界角大，故D正确．]‎ 考点二| 电磁波和电磁振荡 ‎1．电磁波的产生 ‎(1)麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场，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3.0×108 m/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 红外线 热效应 红外线遥感 紫外线 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 贯穿性强 检查、医用透视 γ射线 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 ‎1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 ‎2．对电磁波的理解 ‎(1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直．‎ ‎(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．‎ ‎3．电磁振荡 ‎(1)LC振荡电路及其电流、电荷随时间变化的图象(如图1125所示)：‎ 图1125‎ ‎(2)线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能E磁与电流i的变化规律相同；电容器极板间的电压U、电场强度E、电场能E电、线圈自感电动势E线的变化规律与电荷量q的变化规律相同．‎ ‎(3)LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝.‎ ‎1．关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是(　　)‎ A．稳定的电场产生稳定的磁场 B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 C．变化的电场产生的磁场一定是变化的 D．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的 D　[麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D项．]‎ ‎2．(多选)关于电磁波的下列说法正确的是(　　)‎ A．T射线是指频率在0.3～10 THz(1 THz＝1012 Hz)、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光短 B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，其中光缆传递的信息量最大．电磁波频率越高，传递的信息量越大 C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域 D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快 BC　[T射线波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间，它的波长比可见光长，A错；调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播速度不会变快，D错．]‎ ‎3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)‎ A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 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 B　[电磁波和声波都能传递信息，比如人们之间的语言交流，选项A错误；太阳光中的可见光属于电磁波，而“B超”中的超声波属于机械波，它们的传播速度不同，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，正确选项为B.]‎ ‎4．(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是(　　)‎ A．无线电波、可见光、红外线 B．无线电波、可见光、γ射线 C．红光、黄光、绿光 D．紫外线、X射线、γ射线 BCD　[电磁波谱按波长从长到短排列的顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确．]‎ ‎5．(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图1126所示，则(　　) ‎ ‎【导学号：81370392】‎ 图1126‎ A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电 C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电 D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b ABC　[若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电．故选项C正确，D错误．]‎