高考物理大一輪復(fù)習(xí)第15單元光學(xué)電磁波相對(duì)論第38講光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論課件.ppt

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教材知識(shí)梳理 考點(diǎn)互動(dòng)探究 教師備用習(xí)題 一 光的干涉1 定義 在兩列光波疊加的區(qū)域 某些區(qū)域相互加強(qiáng) 出現(xiàn)條紋 某些區(qū)域相互減弱 出現(xiàn)條紋 且加強(qiáng)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 相位差恒定 3 雙縫干涉圖樣特點(diǎn) 單色光照射時(shí)形成明暗相間的等間距的干涉條紋 白光照射時(shí) 中央為條紋 其余為條紋 亮 暗 相等 白色亮 彩色 二 光的衍射1 定義 光在傳播的過(guò)程中遇到障礙物時(shí) 直線(xiàn)傳播繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象 2 發(fā)生明顯衍射的條件 障礙物或小孔的尺寸跟光的波長(zhǎng) 甚至比光的波長(zhǎng)時(shí) 衍射現(xiàn)象明顯 偏離 差不多 還小 3 衍射圖樣特點(diǎn) 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) 3 圓盤(pán)衍射 明暗相間的不等距圓環(huán) 中心有一亮斑稱(chēng)為亮斑 證實(shí)光的波動(dòng)性 泊松 三 光的偏振1 自然光 包含著在垂直于傳播方向上沿振動(dòng)的光 而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)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(gè)的方向振動(dòng)的光 3 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種波 一切方向 特定 橫 四 電磁場(chǎng)與電磁波1 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生 變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生 2 電磁波 由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波 電磁波是波 在空間傳播不需要依靠介質(zhì) 真空中電磁波的速度為m s 電磁波的傳播速度v等于波長(zhǎng) 和頻率f的乘積 即v 3 電磁波譜 按照電磁波的或的大小順序把它們排列成譜叫作電磁波譜 按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為 無(wú)線(xiàn)電波 紅外線(xiàn) 紫外線(xiàn) X射線(xiàn) 射線(xiàn) 電場(chǎng) 磁場(chǎng) 電磁場(chǎng) 橫 3 108 f 頻率 波長(zhǎng) 可見(jiàn)光 五 相對(duì)論1 狹義相對(duì)性原理 在不同的慣性參考系中 一切物理規(guī)律都是的 2 光速不變?cè)?真空中的光速在不同的慣性參考系中都是的 相同 相同 考點(diǎn)一光的雙縫干涉現(xiàn)象 考點(diǎn)二用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng) 考向一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 安裝儀器 將光源 遮光筒 毛玻璃屏依次安放在光具座上 如圖38 2所示 圖38 2 接好光源 打開(kāi)開(kāi)關(guān) 使白熾燈正常發(fā)光 調(diào)節(jié)各部件的高度 使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線(xiàn)到達(dá)光屏 安裝單縫和雙縫 中心位于遮光筒的軸線(xiàn)上 使雙縫和單縫相互平行 注意事項(xiàng) 1 光源燈絲最好是線(xiàn)狀燈絲 并與單縫平行且靠近 2 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源 單縫 雙縫和光屏 測(cè)量頭共軸 單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)豎直且相互平行 遮光筒的軸線(xiàn)要與光具座導(dǎo)軌平行 若不共軸或單縫與雙縫不平行 則會(huì)引起干涉條紋亮度小 不清晰 不便于觀察和測(cè)量 3 白光干涉觀察到的是彩色條紋 中央亮條紋的中間部分是白色 邊緣是紅色 考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析 注意事項(xiàng) 光波波長(zhǎng)很小 x L的測(cè)量對(duì)波長(zhǎng) 的影響很大 L用毫米刻度尺測(cè)量 x用測(cè)量頭上的游標(biāo)尺測(cè)量 實(shí)驗(yàn)時(shí)可測(cè)多條亮條紋間距求 x及采用多次測(cè)量求 的平均值法減小誤差 應(yīng)注意 1 干涉條紋應(yīng)調(diào)整到最清晰的程度 2 x不是亮 暗 條紋的寬度 3 分劃板刻線(xiàn)應(yīng)與干涉條紋平行 中心刻線(xiàn)應(yīng)恰好位于條紋中心 4 測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí) 此間距中的條紋數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確 考點(diǎn)三薄膜干涉的理解及應(yīng)用 1 薄膜干涉如圖38 7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 光照射到薄膜上時(shí) 在膜的前表面AA 和后表面BB 分別反射回來(lái) 形成兩列頻率相同的光波 并且疊加 圖38 7 2 薄膜干涉的應(yīng)用 1 檢查精密零件的表面是否平整如圖38 8所示 將被檢查平面和放在上面的透明標(biāo)準(zhǔn)樣板的一端之間墊一薄片 使標(biāo)準(zhǔn)樣板的平面與被檢查平面間形成一個(gè)楔形空氣薄層 單色光從上面照射 入射光在空氣層的上表面a和下表面b反射出兩列光波疊加 從反射光中看到干涉條紋 根據(jù)干涉條紋的形狀來(lái)確定工件表面的情況 圖38 8 若被檢查平面平整則干涉圖樣是等間距明暗相間的平行直條紋 若某處凹下 則對(duì)應(yīng)亮 暗 條紋提前出現(xiàn) 如圖38 9甲所示 若某處凸起 則對(duì)應(yīng)亮 暗 條紋延后出現(xiàn) 如圖乙所示 圖38 9 2 增透膜在光學(xué)元件 透鏡 棱鏡 的表面涂上一層薄膜 如氟化鎂 當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的時(shí) 在薄膜的兩個(gè)面上的反射光的光程差恰好等于半個(gè)波長(zhǎng) 因而相互抵消 達(dá)到減小反射光 增大透射光強(qiáng)度的目的 考點(diǎn)四光的衍射及偏振現(xiàn)象 1 對(duì)光的衍射的理解 1 干涉和衍射是波的特征 波長(zhǎng)越長(zhǎng) 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(shuō)明 光沿直線(xiàn)傳播 只是一種特殊情況 只有在光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí) 光才可以看作是沿直線(xiàn)傳播的 2 自然光與偏振光的比較3 偏振光的應(yīng)用 照相機(jī)鏡頭 液晶顯示器 立體電影 消除車(chē)燈眩光等 考點(diǎn)五電磁場(chǎng)和電磁波相對(duì)論 1 對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解 2 對(duì)電磁波的理解 1 電磁波是橫波 電磁波的電場(chǎng) 磁場(chǎng) 傳播方向兩兩垂直 如圖38 15所示 圖38 15 2 電磁波與機(jī)械波的比較 注意事項(xiàng) 1 波長(zhǎng)不同的電磁波 表現(xiàn)出不同的特性 其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)電波和紅外線(xiàn)等 易發(fā)生干涉 明顯的衍射現(xiàn)象 波長(zhǎng)較短的紫外線(xiàn) X射線(xiàn) 射線(xiàn)等 穿透能力較強(qiáng) 2 電磁波譜中 相鄰兩波段的電磁波的波長(zhǎng)并沒(méi)有很明顯的界線(xiàn) 如紫外線(xiàn)和X射線(xiàn) X射線(xiàn)和 射線(xiàn)都有重疊 但它們產(chǎn)生的機(jī)理不同