光的波動(dòng)性 電磁波和相對(duì)論

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1、第4講　光的波動(dòng)性　電磁波和相對(duì)論 一、光的干涉、衍射和偏振 1.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)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象. (2)條件：兩束光的頻率相同、相位差恒定. (3)雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋. 2.光的衍射 發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相差不多，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯. 3.光的偏振 (1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振

2、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)特定的方向振動(dòng)的光. (3)偏振光的形成 ①讓自然光通過(guò)偏振片形成偏振光. ②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光. (4)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波. 自測(cè)1　(多選)下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是(　　) 答案　BC 解析　圖A屬于單縫衍射，圖B屬于薄膜干涉，圖C屬于薄膜干涉，圖D屬于白光的色散，故屬于光的干涉現(xiàn)象的是B、C. 二、電磁波和相對(duì)論 1.電磁場(chǎng)、電磁波、電磁波譜 (1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變

3、化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng). (2)電磁波 ①電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波. ②電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同(都等于光速). ③不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小. ④v＝λf，f是電磁波的頻率. (3)電磁波的發(fā)射 ①發(fā)射條件：開放電路和高頻振蕩信號(hào)，所以要對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻). ②調(diào)制方式 a.調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變. b.調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變. (4)無(wú)線電波的接收 ①當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到無(wú)線電波的頻率相等時(shí)，

4、激起的振蕩電流最強(qiáng)，這就是電諧振現(xiàn)象. ②使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路. ③從經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，叫做檢波.檢波是調(diào)制的逆過(guò)程，也叫做解調(diào). (5)電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長(zhǎng)的大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜. 按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線. 2.相對(duì)論 (1)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè) 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)律都是相同的. ②光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的，光速和光源、觀測(cè)者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系. (2

5、)質(zhì)速關(guān)系 ①物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系： m＝. ②物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量m0. (3)質(zhì)能關(guān)系 用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程為：E＝mc2. 自測(cè)2　關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息 B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波 C.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同 D.遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同 答案　B 解析　電磁波和聲波都能傳遞信息，比如人們之間的語(yǔ)

6、言交流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光屬于電磁波，而“B超”中的超聲波屬于機(jī)械波，它們的傳播速度不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)比X射線波長(zhǎng)大得多，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波，選項(xiàng)B正確. 自測(cè)3　關(guān)于狹義相對(duì)論的說(shuō)法，不正確的是(　　) A.狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 B.狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) C.狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速運(yùn)動(dòng)的慣性系 D.狹義相對(duì)論在任何情況下都適用 答案　D 命題點(diǎn)一　光的干涉現(xiàn)象 1.雙縫干涉 (1)條紋間距公式：Δx＝λ，對(duì)同一

7、雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大. (2)明暗條紋的判斷方法： 如圖1所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1. 圖1 當(dāng)Δr＝kλ(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋. 當(dāng)Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋. 2.薄膜干涉 (1)形成原因：如圖2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2 (2)明暗條紋的判斷方法： 兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度

8、的2倍. 在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋. 在Q處，Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋. 類型1　光的雙縫干涉 例1　關(guān)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.單縫的作用是獲得頻率相同的兩相干光源 B.雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源 C.光屏上距兩縫的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 D.照射到單縫的單色光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋越寬 答案　B 解析　單縫的作用是獲得一束細(xì)光，故A錯(cuò)誤；雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源，B正確；屏上出現(xiàn)暗條紋處距兩縫的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇

9、數(shù)倍，故C錯(cuò)誤；單色光的頻率越高，波長(zhǎng)越短，根據(jù)Δx＝λ，知相鄰條紋的間距越小，條紋越窄，故D錯(cuò)誤. 例2　如圖3所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2距離之差為2.110－6 m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問(wèn)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？ 圖3 (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為410－7 m； (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.1510－7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)； (3)若用A光照射時(shí)，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象.

10、 答案　(1)暗條紋　(2)亮條紋　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為λ1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ2，由n＝＝得 λ1＝nλ2＝1.5410－7 m＝610－7 m 根據(jù)路程差Δr＝2.110－6 m 所以N1＝＝＝3.5 由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差Δr是波長(zhǎng)λ1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋. (2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sin C＝得 n＝＝ 由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)λ3為 λ3＝nλ介＝3.1510－7 m＝5.2510－7 m 所以N2＝＝＝4 可見(jiàn)，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋. (3)光屏上仍出現(xiàn)明暗相間的條紋，但中央條紋最寬最亮，兩邊條紋變

11、窄變暗. 類型2　光的薄膜干涉 例3　劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖4甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)： 圖4 (1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等； (2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定. 現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　) A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失 答案　A 解析　如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的

12、傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確. 變式1　一束白光在真空中通過(guò)雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋，除中央白色亮條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是(　　) A.各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同 B.各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同 C.各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同 D.上述說(shuō)法都不正確 答案　A 解析　白光包含各種顏色的光，它們的波長(zhǎng)不同，在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋，A正確. 命題點(diǎn)二　光的衍射和偏振現(xiàn)象 1.對(duì)光的衍射的理解 (1)波長(zhǎng)

13、越長(zhǎng)，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)，光才可以看做是沿直線傳播的. 2.單縫衍射與雙縫干涉的比較 單縫衍射 雙縫干涉 不 同 點(diǎn) 條紋 寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等 條紋 間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距 亮度 情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等 相同點(diǎn) 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 3.光的干涉和衍射的本質(zhì) 光的干涉和衍射都屬于光

14、的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的. 4.光的偏振 (1)自然光與偏振光的比較 類別 自然光(非偏振光) 偏振光 光的 來(lái)源 從普通光源發(fā)出的光 自然光通過(guò)起偏器后的光 光的振 動(dòng)方向 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向 (2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等. 例4　如圖5所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形

15、成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋).在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(　　) 圖5 A.紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃 C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫 答案　B 解析　雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋.雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰亮、暗條紋間距)Δx＝λ，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)應(yīng)于紅光和藍(lán)光.而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中央條紋越寬越

16、亮，2、4分別對(duì)應(yīng)于紫光和黃光.綜上所述，1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確. 例5　奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量.偏振光通過(guò)糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了.如圖6所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間. 圖6 (1)偏振片A的作用是_______________________________

17、__________________________. (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種________. (3)(多選)以下說(shuō)法中正確的是(　　) A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱 B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱 C.將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α D.將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α 答案　(1)把自然光變成偏振光　(2)橫波　(3)ACD 變式2　讓太陽(yáng)光垂直照射一塊遮光板，板上有一個(gè)可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時(shí)，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)(　　) A.由大變小的三角形光斑，

18、直至光斑消失 B.由大變小的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失 C.由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失 D.由大變小的三角形光斑、圓形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失 答案　D 解析　當(dāng)孔足夠大時(shí)，由于光的直線傳播，所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著孔繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽(yáng)的像，故為小圓形光斑，隨著孔的進(jìn)一步縮小，當(dāng)尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的彩色條紋，最后隨孔的閉合而全部消失，故D正確. 命題點(diǎn)三　電磁波與相對(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

19、場(chǎng)、傳播方向三者兩兩垂直，如圖7所示. 圖7 (2)電磁波與機(jī)械波的比較 名稱 項(xiàng)目　　 電磁波 機(jī)械波 產(chǎn)生 由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生 由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生 波的特點(diǎn) 橫波 縱波或橫波 波速 在真空中等于光速c＝3108 m/s 在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340 m/s) 是否需要 介質(zhì) 不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播) 必須有介質(zhì)(真空中不能傳播) 能量傳播 電磁能 機(jī)械能 類型1　對(duì)電磁波的理解 例6　(多選)(2016全國(guó)卷Ⅱ34(1))關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波

20、的頻率無(wú)關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波 C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 答案　ABC 解析　電磁波在真空中傳播速度等于光速，與頻率無(wú)關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向均垂直，C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯(cuò)誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會(huì)在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，E錯(cuò)誤. 變式3　(2016天津理

21、綜1)如圖8所示，我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1～10 m范圍內(nèi)，則對(duì)該無(wú)線電波的判斷正確的是(　　) 圖8 A.米波的頻率比厘米波頻率高 B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象 D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 答案　C 解析　根據(jù)f＝可知，電磁波的波長(zhǎng)越大，頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無(wú)線電波的傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無(wú)線電波同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，故該無(wú)線電波也能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 類

22、型2　對(duì)狹義相對(duì)論的理解和應(yīng)用 例7　如圖9所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v(v接近光速c).地面上的人測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，則飛船A上的人測(cè)得兩飛船間的距離________(選填“大于”“等于”或“小于”)L.當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，飛船A上的人測(cè)得該信號(hào)的速度為________. 圖9 答案　大于　c(或光速)　 解析　狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理之一就是光速不變?cè)?，因此飛船A上的人測(cè)得信號(hào)的速度仍等于c(或光速)，以地面為參考系，在運(yùn)動(dòng)方向有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，而B相對(duì)A是靜止的，沒(méi)有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，則飛船A上的人測(cè)得兩飛船距離應(yīng)大于L. 1.關(guān)于電磁波

23、的說(shuō)法中正確的是(　　) A.只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波 B.電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是縱波 C.電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D.紫外線的頻率比紅外線的頻率小 答案　C 解析　由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波，A錯(cuò)誤；電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是橫波，B錯(cuò)誤；干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，C正確；紫外線的頻率比紅外線的頻率大，D錯(cuò)誤. 2.小朋友吹出的肥皂泡泡、熱菜湯表面的油花、馬路上積水表面的油膜，都有彩色花紋.這是下列哪種原因形成的(　　) A

24、.光的色散 B.光的干涉 C.光的直線傳播 D.光的衍射 答案　B 3.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.雨后天空中的彩虹是由光的干涉產(chǎn)生的 B.紫外線可殺菌消毒是因?yàn)樗休^強(qiáng)的熱效應(yīng) C.紅光和黃光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，紅光形成的相鄰亮條紋間距大 D.觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率與波源頻率相同 答案　C 4.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到圖1甲所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如乙圖所示.他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是(　　) 圖1 A.減小光源到單縫的距離 B.減小雙縫之間的距離 C.減小雙縫到光屏之間的距離

25、D.換用頻率更高的單色光源 答案　B 解析　由Δx＝，可知減小雙縫之間的距離，增大雙縫到光屏之間的距離，換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光源，即換用頻率更低的單色光源，都可以增加條紋寬度，B正確. 5.(多選)關(guān)于可見(jiàn)光，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.可見(jiàn)光中的紅光比紫光的頻率低 B.可見(jiàn)光不能在真空中傳播 C.可見(jiàn)光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射 D.可見(jiàn)光能發(fā)生光的干涉和衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光是橫波 答案　AC 解析　根據(jù)電磁波譜知，可見(jiàn)光中的紅光比紫光的頻率低，選項(xiàng)A正確；可見(jiàn)光能在真空中傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)光的衍射的條件可知，可見(jiàn)光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射，選項(xiàng)C正確；偏振現(xiàn)象是橫波特有的

26、現(xiàn)象，可見(jiàn)光能發(fā)生光的干涉和衍射現(xiàn)象，并不能說(shuō)明光是橫波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波.下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是(　　) A.一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化 B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90時(shí)，反射光是偏振光 C.日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰 D.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋 答案　D 解析　在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光是偏振光，A、B選項(xiàng)反映了光的偏振特性，C是偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，

27、D是光的衍射現(xiàn)象. 7.關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B.均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng) C.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 D.振蕩的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的 答案　D 解析　麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)是：變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是均勻的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定的，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是振蕩的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩的，故D項(xiàng)正確. 8.(多選)關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.麥克斯韋首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的

28、存在 B.電磁波是橫波且能夠發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 C.電磁波的接收要經(jīng)過(guò)調(diào)諧和調(diào)制兩個(gè)過(guò)程 D.微波能使食物中的分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇從而實(shí)現(xiàn)加熱的目的 答案　BD 9.(多選)以下說(shuō)法正確的是(　　) A.相對(duì)論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) B.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波 C.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，則條紋間距變寬 D.赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 答案　ACD 解析　相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是相聯(lián)系的，與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，故A正確；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波，故B錯(cuò)誤；由Δx＝λ知入射光由綠光變?yōu)榧t光，則

29、條紋間距將變寬，C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故D正確. 10.(多選)以下物理學(xué)知識(shí)的相關(guān)敘述，其中正確的是(　　) A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振 B.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 C.交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的干涉原理 D.狹義相對(duì)論認(rèn)為，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 答案　BD 解析　用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，A錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故B正確；交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了多

30、普勒效應(yīng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)相對(duì)論原理，在所有慣性系中，物理規(guī)律有相同的表達(dá)形式，即一切物理規(guī)律都是相同的，故D正確. 11.(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖2所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同.觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是(　　) 圖2 A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象 B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象 C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗 D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì) 答案　AD 解析　由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，即

31、障礙物的尺寸變小，條紋變寬，A、D正確. 12.一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30 m，他以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m B.地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m C.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c D.地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c 答案　B 解析　飛船上的觀測(cè)者測(cè)得飛船的長(zhǎng)度不變，仍為30 m，由l＝l0

32、玻璃三棱鏡AC面上，穿過(guò)三棱鏡后垂直AB射出，a光和b光相比較，則(　　) 圖3 A.a光的頻率高 B.a光的波長(zhǎng)短 C.a光在三棱鏡中的速度小 D.對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬 答案　D 解析　根據(jù)題圖可以看出，經(jīng)過(guò)玻璃三棱鏡后，b光的偏折角度大，a光的偏折角度小，根據(jù)折射定律n＝知，玻璃三棱鏡對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，則a光的頻率低，b光的波長(zhǎng)短，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)公式v＝知，a光在三棱鏡中的速度大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝λ知，對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬，選項(xiàng)D正確. 14.如圖4所示，當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時(shí)，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑.這是光的________(填“干涉”“衍射”或“直線傳播”)現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)支持了光的________(填“波動(dòng)說(shuō)”“微粒說(shuō)”或“光子說(shuō)”). 圖4 答案　衍射　波動(dòng)說(shuō)