《高考浙江选考物理一轮课件：第27讲 光的波动性 电磁波 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考浙江选考物理一轮课件：第27讲 光的波动性 电磁波 .pptx（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第27讲光的波动性电磁波 突破一光的干涉和衍射 突破二光的偏振 突破三电磁场和电磁波 重难突破 教材研读 1 判断下列说法的正误 1 麦克斯韦预言了电磁波的存在 2 赫兹用实验证实了电磁波的存在 3 电场周围一定存在磁场 磁场周围一定存在电场 4 无线电波不能发生干涉和衍射现象 5 波长不同的电磁波在本质上完全不同 6 与红外线相比紫外线更容易发生衍射现象 2 多选 在杨氏双缝干涉实验中 如果 BD A 用白光作为光源 屏上将呈现黑白相间的条纹B 用红光作为光源 屏上将呈现红黑相间的条纹C 用红光照射一条狭缝 用紫光照射另一条狭缝 屏上将呈现彩色干涉条纹D 用紫光作为光源 遮住其中一条狭缝 屏
2、上将呈现间距不等的条纹 3 多选 在电磁波中 波长按从长到短排列的是 BCD A 无线电波 可见光 红外线B 无线电波 可见光 射线C 红光 黄光 绿光D 紫外线 X射线 射线 4 如图所示的LC振荡电路中 已知某时刻电流i的方向指向A板 且正在增大 则此时 D A A板带正电B 线圈L两端电压在增大C 电容器C正在充电D 电场能正在转化为磁场能 突破一光的干涉和衍射 重难突破 1 单缝衍射与双缝干涉的比较 1 干涉和衍射的比较 注 表中图样特点的不同点是针对单色光而言的 2 对光的衍射的理解 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
3、显的差别 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的 2 单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 典例1 2017浙江4月选考 16 2分 多选 图中给出了 用双缝干涉测量光的波长 实验示意图 双缝S1和S2间距为0 80mm 双缝到屏的距离为0 80m 波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上 在屏上形成干涉条纹 中心轴线OO 上方第1条亮纹中心位置在P1处 第3条亮纹中心位置在P2处 现在1号 2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行 1号虫子到达屏后 沿屏直线爬行到P1 2号虫子到达屏后 沿屏直线爬行到P2
4、假定两只虫子爬行速率均为10 3m s 正确的是 A 1号虫子运动路程比2号短B 两只虫子运动的时间差为0 2sC 两只虫子运动的时间差为1 0sD 已知条件不够 两只虫子运动时间差无法计算 解析相邻亮纹间距 x 5 10 4m1号虫子的路程为M1 L 2号虫子的路程为M2 L M2 M1 2 x d 2 10 4m 所以选项A对 t 0 2s 选项B正确 C D错误 方法规律区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 1 根据条纹的宽度区分 双缝干涉条纹的宽度相同 而单缝衍射条纹的中央亮条纹最宽 两侧的亮条纹逐渐变窄 2 根据条纹的间距区分 双缝干涉条纹的间距是相等的 而单缝衍射的条纹越向两侧条纹
5、间距越窄 3 根据亮条纹的亮度区分 双缝干涉条纹 从中央亮条纹往两侧亮度变化很小 而单缝衍射条纹的中央亮条纹最亮 两侧的亮条纹逐渐变暗 1 1如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 黑色部分表示亮纹 在下面的4幅图中从左往右排列 亮条纹的颜色依次是 B A 红 黄 蓝 紫B 红 紫 蓝 黄C 蓝 紫 红 黄D 蓝 黄 红 紫 解析双缝干涉条纹是等间距的 而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽最亮之外 两侧条纹亮度 宽度都逐渐减小 因此a c为双缝干涉条纹 b d为单缝衍射条纹 双缝干涉条纹的宽度 即相邻明 暗条
6、纹间距 x 红光波长比蓝光波长长 则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距 即a c分别对应红光和蓝光 而在单缝衍射中 当单缝宽度一定时 波长越长 衍射越明显 即中央条纹越宽越亮 b d分别对应紫光和黄光 综上所述 a b c d四个图中亮条纹的颜色依次是 红 紫 蓝 黄 B正确 1 2 多选 把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上 让单色光从上方射入 如图甲 这时可以看到亮暗相间的同心圆如图乙 这个现象是牛顿首先发现的 这些同心圆叫做牛顿环 为了使同一级圆环的半径变大 例如从中心数起的第二道圆环 则应 AC A 将凸透镜的曲率半径变大B 将凸透镜的曲率半径变小C 改用波长更长
7、的单色光照射D 改用波长更短的单色光照射 解析当光程差为波长的整数倍时是亮条纹 当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹 换一个表面曲率半径更小的凸透镜 出现同一级亮条纹的厚度向中心偏移 可知圆环的半径变小 用波长变短的光照射 则出现同一级亮条纹的厚度向中心偏移 则圆环的半径变小 因此要使半径变大 则可以将凸透镜的曲率半径变大 或者改用波长更长的单色光照射 故A C正确 B D错误 突破二光的偏振 1 自然光 太阳 电灯等普通光源发出的光 包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光 而且沿各个方向振动的光波的强度都相同 这种光叫做自然光 2 偏振光 在垂直于传播方向的平面上 只沿某个特定方向振动的光
8、 光的偏振证明光是横波 自然光通过偏振片后 就得到了偏振光 典例2 多选 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中能反映光的偏振特性的是 ABC A 一束自然光相继通过两个偏振片 以光束为轴旋转其中一个偏振片 透射光的强度发生变化B 一束自然光入射到两种介质的分界面上 当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90 时 反射光是偏振光C 日落时分 拍摄水面下的景物 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹 2 1 多选 假奶粉事件 发生后 国家加强了对奶粉的质量检查 奶粉中的碳水化合物 糖 的含量是一个重要指标 可以用 旋光法 来测量糖溶液的浓度 从而
9、鉴定含糖量 偏振光通过糖的水溶液后 偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度 这一角度 称为 旋光度 的值只与糖溶液的浓度有关 将 的测量值与标准值相比较 就能确定被测样品的含糖量了 如图所示 S是自然光源 A B是偏振片 转动B 使到达O处的光最强 然后将被测样品P置于A B之间 则下列说法中正确的是 A 到达O处光的强度不会明显减弱B 到达O处光的强度会明显减弱C 将偏振片B转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片B转过的角度小于 D 将偏振片A转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片A转过的角度等于 解析偏振光通过糖的水溶液后 若迎着射来的光线看 偏振方向会以传播方向为轴线 旋
10、转一个角度 所以到达O处光的强度会明显减弱 故A错误 B正确 将偏振片B转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片B转过的角度等于 故C错误 同理 将偏振片A转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片A转过的角度等于 故D正确 突破三电磁场和电磁波 1 电磁场和电磁波 1 麦克斯韦电磁场理论 2 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 电磁波是横波 在空间传播不需要介质 真空中电磁波的速度为3 0 108m s v f对电磁波同样适用 电磁波能产生反射 折射 干涉和衍射等现象 3 电磁波谱分析及应用 2 电磁振荡 1 电磁振荡的实质在电磁振荡过程中 电容器极板上的电荷量 电路中
11、的电流 与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性地变化 电场能和磁场能周期性地转化 2 LC电路的周期 频率公式 T 2 f 其中 周期T 频率f 自感系数L 电容C的单位分别是秒 s 赫兹 Hz 亨利 H 法拉 F 3 电磁波的发射和接收 1 有效发射电磁波的条件 高频 开放电路 发射电磁波时需要对传输信号进行调制 2 调制方式 调幅 使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变 调频 使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变 3 电磁波的接收 电谐振 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时 接 收电路中产生的振荡电流最强 这种现象叫做电谐振 调谐 调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变 将
12、调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同 即使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐 解调 从接收到的高频电流中分离出所携带的信号的过程叫做解调 解调是调制的逆过程 4 电磁波与信息化社会 电磁波谱 1 电磁波的传播 可通过电缆 光缆进行有线传播 也可以实现无线传 播 电磁波的频率越高 相同时间传播信息量越大 光的频率比无线电波的频率高得多 因此光缆可以传递大量信息 2 在现代电视发射系统中 摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换成电信号 显像管的作用是还原出与摄像管屏上相同的图像 3 雷达利用微波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置 根据发射无线电波到接收反射波的时间t 确定障碍物的距离
13、s 再根据发射无线电波的方向和仰角 可以确定障碍物的位置 典例3 多选 下列关于电磁波的说法正确的是 BD A 麦克斯韦预言了电磁波的存在 并用实验得到了证实B 使电磁波随信号而改变的技术叫调制C 使接收电路产生电谐振的过程叫解调D 寒冷的冬天坐在火炉边 可以享受红外线带来的温暖 解析麦克斯韦预言了电磁波的存在 赫兹用实验得到了证实 选项A错误 使电磁波随信号而改变的技术叫调制 选项B正确 使接收电路产生电谐振的过程叫调谐 选项C错误 红外线具有热效应 则寒冷的冬天坐在火炉边 可以享受红外线带来的温暖 选项D正确 3 1 多选 关于电磁波 下列说法正确的是 ABC A 电磁波在真空中的传播速度
14、与电磁波的频率无关B 周期性变化的电场和磁场可以相互激发 形成电磁波C 电磁波在真空中自由传播时 其传播方向与电场强度 磁感应强度均垂直D 利用电磁波传递信号可以实现无线通信 但电磁波不能通过电缆 光缆传输 解析电磁波在真空中的传播速度为3 108m s 与频率无关 选项A正确 由麦克斯韦电磁场理论可知 选项B正确 变化的电场和磁场相互激发 且电场强度与磁感应强度相互垂直 形成的电磁波的传播方向与电场强度和磁感应强度均垂直 选项C正确 电磁波可以通过电缆 光缆传输 选项D错误 典例4 多选 如图所示的LC振荡回路 当开关S转向右边发生振荡后 下列说法中正确的是 ABD A 振荡电流达到最大值时 电容器上的带电荷量为零B 振荡电流达到最大值时 磁场能最大C 振荡电流为零时 电场能为零D 振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 解析当电流达到最大值时 此时磁场能最大 电场能最小 电容器上的带电荷量为零 故A B正确 当电流为零时 充电完成 此时磁场能为零 电场能最大 故C错误 解析由C 可知 当液面上升时 r增大 C增大 A错误 B正确 由T 2 可知 T增大 频率减小 C正确 D错误
