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2022-2023年高考物理一轮复习 第14章第4讲光的波动性电磁波课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 第14章第4讲光的波动性电磁波课件，共60页。PPT课件主要包含了随堂巩固练，过好双基关，研透命题点，课时精练，衍射和偏振，白色亮，相差不多，一切方向，偏振片，电磁波等内容，欢迎下载使用。
1.光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现 条纹，某些区域相互减弱，出现 条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件：两束光的频率 、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为 条纹，其余为 条纹.2.光的衍射发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长 ，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显.
3.光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿 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：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个 的方向振动的光.(3)偏振光的形成①让自然光通过 形成偏振光.②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ，反射光和折射光可以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 波.
自测1 (多选)下列属于光的干涉现象的是
解析 图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C.
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 ，变化的电场能够在周围空间产生 .2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成 .(2)电磁波的传播不需要 ，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度 (都等于光速).(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越 .(4)v＝λf，f是电磁波的频率.
3.电磁波的发射(1)发射条件： 电路和 信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频).(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而变.②调频：使高频电磁波的 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率跟接收到的无线电波的频率 时，激起的振荡电流 ，这就是电谐振现象.(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做 ，能够调谐的接收电路叫做 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 .检波是_____的逆过程，也叫做 .5.电磁波谱：按照电磁波的 或 的大小顺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、 、紫外线、X射线、γ射线.
自测2 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
解析 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；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B正确；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.
(2)明暗条纹的判断方法：如图1所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现明条纹.
2.薄膜干涉(1)形成原因：如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加.
(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹.
例1 杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光的________相同.如图3所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹.
在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.
答案 1.178×10－2 m
解析 从两狭缝发出的光，它们的频率相同，在波峰与波谷相遇的区域中，振动相互抵消，会出现暗条纹，即在C点出现暗条纹.
由题意知，亮条纹的数目n＝10
变式1 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D.照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
解析 单缝的作用是获得一束细光，故A错误；双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源，故B正确；光屏上出现暗条纹处距两缝的路程差等于半个波长的奇数倍，故C错误；
例1 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹A.变疏 B.变密C.不变 D.消失
解析 如图所示，若抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，则干涉条纹变疏，A正确.
变式2 一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图5所示，在反射光中看到的是A.平行的明暗相间的直干涉条纹B.环形的明暗相间的干涉条纹C.只能看到同颜色的平行反射光D.一片黑暗
1.实验原理如图6所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝ λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ.
拓展点 实验：用双缝干涉实验测量光的波长
两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图7所示.
2.实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图8所示.
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光.③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏.④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm.⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.
(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图9所示，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹，测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两亮条纹间距Δx＝ .
③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的).④重复测量、计算，求出波长的平均值.
(3)测量时需测量多组数据，求λ的平均值.
4.注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.(3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.(4)不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差.(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层.
例3 某同学利用图10所示装置测量某种单色光的波长.实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字).
解析 将已知条件代入公式解得λ＝630 nm.
变式3 (多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动
变式4 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图11丁中游标卡尺的读数；双缝到毛玻璃屏间的距离的大小是图丙中的毫米刻度尺的读数；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划板中心刻线对准靠近最左边的一条亮条纹中心(如图乙所示)，并记下手轮上的读数x1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划板中心刻线向右移动，直到对准第7条亮条纹中心并记下手轮上的读数x2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长.(结果保留两位有效数字)
答案 8.0×10－7 m
1.对光的衍射的理解(1)波长越长，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，光才可以看成是沿直线传播的.
2.单缝衍射与双缝干涉的比较
3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的.
4.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较
(2)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.
例4 如图12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(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
例5 奶粉中碳水化合物(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α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α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13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.
(1)偏振片A的作用是_____________________.(2)偏振现象证明了光是一种________.(3)(多选)以下说法中正确的是A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
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，如图14所示.
(2)电磁波与机械波的比较
例6 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度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 电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误.
变式5 (多选)电磁波与声波比较，下列说法中正确的是A.电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B.由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与频率无关D.电磁波能产生干涉和衍射现象，声波不能
解析 电磁波在介质中的传播速度与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，声波的传播速度是由介质决定的，电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象，故A、B正确.
1.(波的干涉现象)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波A.是横波 B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
解析 电磁波是横波，传播方向与振动方向垂直，既能在真空中传播，也能在介质中传播.电磁波在空气中的传播速度约为3×108 m/s，故选项A、D正确.
(2)两束单色光A、B的波长分别为λA、λB，且λA>λB，则________(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到________(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大.
2.(光的衍射和偏振动现象)(多选)下列说法正确的是A.单反相机的增透膜利用了光的偏振B.用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉C.障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象D.人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样
3.(电磁波的理解)(多选)超声波是一种频率高于20 000赫兹的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用.关于超声波，下列说法中正确的有A.由于高频率超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够沿直线传播B.空气中超声波的传播速度远大于普通声波的传播速度C.当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率D.用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器 接收到的反射回波的频率越低
解析 波长越短的波衍射现象越不明显，故高频率超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够沿直线传播，故A正确；不同机械波在同一介质中的传播速度是相同的，故空气中超声波的传播速度与普通声波的传播速度相等，故B错误；波在介质中传播时，频率由振源决定，故当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率，故C正确；用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器接收到的反射回波的频率越高，故D错误.
4.(实验：用双缝干涉实验测量光的波长)(多选)利用图15所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B.将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大
解析 滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确；
将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，故D错误.
5.(光的本性的理解)(多选)如图16所示，从点光源S发出的一束复色光，以一定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光.下列说法中正确的有A.在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率B.a光频率大于b光频率C.若改变复色光的入射角，可在第一个入射面发生全反射D.a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＜Δxb
a光频率大于b光频率，选项B正确；发生全反射的条件之一就是光从光密介质到光疏介质，即使改变复色光的入射角，也不可能在第一个入射面发生全反射，选项C错误；
1.关于电磁波的说法中正确的是A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波B.电磁波会发生偏振现象，是纵波C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.紫外线的频率比红外线的频率小
2. 小朋友吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都有彩色花纹.这是下列哪种原因形成的A.光的色散 B.光的干涉C.光的直线传播 D.光的衍射
3.下列说法正确的是A.雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的B.紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C.红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大D.观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同
4.(多选)下列说法正确的是A.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象D.泊松亮斑是光的衍射现象
5.(多选)下列有关光学现象的说法正确的是A.光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变大C.光的偏振现象表明光是横波D.在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小
6.(多选)下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即 消失C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间 距更宽
解析 电磁波在真空中传播的速度等于光速，和频率无关，A正确；电磁波可由电磁振荡产生，若波源停止振动，已经产生的电磁波会继续向前传播，不会消失，B错误；光由水中射入空气中进入人的眼睛，折射角比入射角大，因此人眼看见的鱼的深度比鱼的实际深度浅，C正确；
7.(多选)下列关于波的叙述正确的是A.频率小于20 Hz的声波称为次声波B.声波是机械波，而超声波是电磁波C.光波是电磁波，在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度D.光的偏振现象说明光波是横波
解析 频率小于20 Hz的声波称为次声波，选项A正确；声波是机械波，超声波也是机械波，选项B错误；光波是电磁波，在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，选项C正确；光的偏振现象说明光是横波，选项D正确.
8.(多选)下列说法正确的是A.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象B.海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦躁不安，这是 因为次声波传播速度比超声波大C.一质点做简谐运动，质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速 度一定相同D.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
解析 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，故A正确；海啸发生时，发出很强的次声波，狗能听到次声波，但人无法听到次声波，故B错误；做简谐运动的质点每次通过同一位置时，位移一定，速度有两种可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确.
9.1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).(1)洛埃镜实验的基本装置如图1所示，S为单色光源，M为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与S直接发出的光在光屏上相交的区域.
1.光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现 条纹，某些区域相互减弱，出现 条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件：两束光的频率 、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为 条纹，其余为 条纹.2.光的衍射发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长 ，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显.
3.光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿 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：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个 的方向振动的光.(3)偏振光的形成①让自然光通过 形成偏振光.②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ，反射光和折射光可以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 波.
自测1 (多选)下列属于光的干涉现象的是
解析 图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C.
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 ，变化的电场能够在周围空间产生 .2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成 .(2)电磁波的传播不需要 ，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度 (都等于光速).(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越 .(4)v＝λf，f是电磁波的频率.
3.电磁波的发射(1)发射条件： 电路和 信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频).(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而变.②调频：使高频电磁波的 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率跟接收到的无线电波的频率 时，激起的振荡电流 ，这就是电谐振现象.(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做 ，能够调谐的接收电路叫做 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 .检波是_____的逆过程，也叫做 .5.电磁波谱：按照电磁波的 或 的大小顺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、 、紫外线、X射线、γ射线.
自测2 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
解析 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；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B正确；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.
(2)明暗条纹的判断方法：如图1所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现明条纹.
2.薄膜干涉(1)形成原因：如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加.
(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹.
例1 杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光的________相同.如图3所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹.
在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.
答案 1.178×10－2 m
解析 从两狭缝发出的光，它们的频率相同，在波峰与波谷相遇的区域中，振动相互抵消，会出现暗条纹，即在C点出现暗条纹.
由题意知，亮条纹的数目n＝10
变式1 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D.照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
解析 单缝的作用是获得一束细光，故A错误；双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源，故B正确；光屏上出现暗条纹处距两缝的路程差等于半个波长的奇数倍，故C错误；
例1 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹A.变疏 B.变密C.不变 D.消失
解析 如图所示，若抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，则干涉条纹变疏，A正确.
变式2 一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图5所示，在反射光中看到的是A.平行的明暗相间的直干涉条纹B.环形的明暗相间的干涉条纹C.只能看到同颜色的平行反射光D.一片黑暗
1.实验原理如图6所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝ λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ.
拓展点 实验：用双缝干涉实验测量光的波长
两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图7所示.
2.实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图8所示.
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光.③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏.④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm.⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.
(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图9所示，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹，测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两亮条纹间距Δx＝ .
③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的).④重复测量、计算，求出波长的平均值.
(3)测量时需测量多组数据，求λ的平均值.
4.注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.(3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.(4)不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差.(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层.
例3 某同学利用图10所示装置测量某种单色光的波长.实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字).
解析 将已知条件代入公式解得λ＝630 nm.
变式3 (多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动
变式4 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图11丁中游标卡尺的读数；双缝到毛玻璃屏间的距离的大小是图丙中的毫米刻度尺的读数；实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划板中心刻线对准靠近最左边的一条亮条纹中心(如图乙所示)，并记下手轮上的读数x1(如图戊所示)，然后转动手轮，把分划板中心刻线向右移动，直到对准第7条亮条纹中心并记下手轮上的读数x2(如图己所示)，由以上测量数据求该单色光的波长.(结果保留两位有效数字)
答案 8.0×10－7 m
1.对光的衍射的理解(1)波长越长，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，光才可以看成是沿直线传播的.
2.单缝衍射与双缝干涉的比较
3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的.
4.光的偏振(1)自然光与偏振光的比较
(2)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.
例4 如图12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(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
例5 奶粉中碳水化合物(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α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α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13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.
(1)偏振片A的作用是_____________________.(2)偏振现象证明了光是一种________.(3)(多选)以下说法中正确的是A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
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，如图14所示.
(2)电磁波与机械波的比较
例6 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度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 电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误.
变式5 (多选)电磁波与声波比较，下列说法中正确的是A.电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B.由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与频率无关D.电磁波能产生干涉和衍射现象，声波不能
解析 电磁波在介质中的传播速度与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，声波的传播速度是由介质决定的，电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象，故A、B正确.
1.(波的干涉现象)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波A.是横波 B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
解析 电磁波是横波，传播方向与振动方向垂直，既能在真空中传播，也能在介质中传播.电磁波在空气中的传播速度约为3×108 m/s，故选项A、D正确.
(2)两束单色光A、B的波长分别为λA、λB，且λA>λB，则________(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到________(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大.
2.(光的衍射和偏振动现象)(多选)下列说法正确的是A.单反相机的增透膜利用了光的偏振B.用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉C.障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象D.人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样
3.(电磁波的理解)(多选)超声波是一种频率高于20 000赫兹的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用.关于超声波，下列说法中正确的有A.由于高频率超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够沿直线传播B.空气中超声波的传播速度远大于普通声波的传播速度C.当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率D.用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器 接收到的反射回波的频率越低
解析 波长越短的波衍射现象越不明显，故高频率超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够沿直线传播，故A正确；不同机械波在同一介质中的传播速度是相同的，故空气中超声波的传播速度与普通声波的传播速度相等，故B错误；波在介质中传播时，频率由振源决定，故当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率，故C正确；用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器接收到的反射回波的频率越高，故D错误.
4.(实验：用双缝干涉实验测量光的波长)(多选)利用图15所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B.将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大
解析 滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确；
将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，故D错误.
5.(光的本性的理解)(多选)如图16所示，从点光源S发出的一束复色光，以一定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光.下列说法中正确的有A.在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率B.a光频率大于b光频率C.若改变复色光的入射角，可在第一个入射面发生全反射D.a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＜Δxb
a光频率大于b光频率，选项B正确；发生全反射的条件之一就是光从光密介质到光疏介质，即使改变复色光的入射角，也不可能在第一个入射面发生全反射，选项C错误；
1.关于电磁波的说法中正确的是A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波B.电磁波会发生偏振现象，是纵波C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.紫外线的频率比红外线的频率小
2. 小朋友吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都有彩色花纹.这是下列哪种原因形成的A.光的色散 B.光的干涉C.光的直线传播 D.光的衍射
3.下列说法正确的是A.雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的B.紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C.红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大D.观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同
4.(多选)下列说法正确的是A.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象D.泊松亮斑是光的衍射现象
5.(多选)下列有关光学现象的说法正确的是A.光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变大C.光的偏振现象表明光是横波D.在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小
6.(多选)下列说法正确的是A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即 消失C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间 距更宽
解析 电磁波在真空中传播的速度等于光速，和频率无关，A正确；电磁波可由电磁振荡产生，若波源停止振动，已经产生的电磁波会继续向前传播，不会消失，B错误；光由水中射入空气中进入人的眼睛，折射角比入射角大，因此人眼看见的鱼的深度比鱼的实际深度浅，C正确；
7.(多选)下列关于波的叙述正确的是A.频率小于20 Hz的声波称为次声波B.声波是机械波，而超声波是电磁波C.光波是电磁波，在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度D.光的偏振现象说明光波是横波
解析 频率小于20 Hz的声波称为次声波，选项A正确；声波是机械波，超声波也是机械波，选项B错误；光波是电磁波，在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，选项C正确；光的偏振现象说明光是横波，选项D正确.
8.(多选)下列说法正确的是A.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象B.海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦躁不安，这是 因为次声波传播速度比超声波大C.一质点做简谐运动，质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速 度一定相同D.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
解析 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，故A正确；海啸发生时，发出很强的次声波，狗能听到次声波，但人无法听到次声波，故B错误；做简谐运动的质点每次通过同一位置时，位移一定，速度有两种可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确.
9.1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).(1)洛埃镜实验的基本装置如图1所示，S为单色光源，M为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与S直接发出的光在光屏上相交的区域.
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