第4单元 光的波动性电磁波相对论 必备知识要打牢 抓双基 固本源 得基础分 掌握程度 BIBEI ZHISHI YAD DALAD 知识点一 光的干涉和衍射 「想一想] 在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差 为Ax=0.6μm;若分别用频率为f=50×1014Hz和/2= 75×1014Hz的单色光垂直照射双缝时,P点会出现亮条 纹还是暗条纹? MYKONGLONG
光的干涉和衍射 [想一想] 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差 为Δx＝0.6 μm；若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝ 7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝时，P点会出现亮条 纹还是暗条纹？
l提示]根据=得c=4f,可求两种单色光的波长 分别为: c3×10 f5.0×10m=0.6m c3×10 2f27.5×1014 0.4u 与题给条件Ax=0.6m比较可知Ax=1=242° 故用频率为f的光照射双缝时,P点出现亮条纹;用频率 为的光照射双缝时,P点出现暗条纹。 MYKONGLONG
[提示] 根据 v＝λf 得 c＝λf，可求两种单色光的波长 分别为： λ1＝ c f1 ＝ 3×108 5.0×1014 m＝0.6 μm λ2＝ c f2 ＝ 3×108 7.5×1014 m＝0.4 μm 与题给条件 Δx＝0.6 μm 比较可知 Δx＝λ1＝ 3 2 λ2。 故用频率为 f1 的光照射双缝时，P 点出现亮条纹；用频率 为 f2的光照射双缝时，P 点出现暗条纹
「记一记 光的干涉 1.产生条件 (1)两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒 定的相位差,才能产生稳定的干涉图样。 (2)将同一列光波分解为两列光波,可以获得相干 光源,双缝干涉和薄膜干涉都是用此方法获得相干 光源 MYKONGLONG
[记一记] 一、光的干涉 1．产生条件 (1)两列光的 相同，振动方向相同，且具有恒 定的 ，才能产生稳定的干涉图样。 (2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干 光源， 和薄膜干涉都是用此方法获得相干 光源。 频率 相位差 双缝干涉
2两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉: TS2 ①原理如图12-4-1所示。 ②明、暗条纹的条件: 图12-4-1 (i)单色光:形成明暗相间的条纹,中央为明条纹。 a.光的路程差r2-n1=k(k=0,12…),光屏上出现明条纹。 b.光的路程差n2-n1=(2k+12(k=0,2…),光屏上出现 暗条纹。 (i)白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填 写颜色) MYKONGLONG
2.两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉： ①原理如图12－4－1所示。 ②明、暗条纹的条件： 图12－4－1 (ⅰ)单色光：形成 的条纹，中央为明条纹。 a．光的路程差 r2－r1＝ (k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。 b．光的路程差 r2－r1＝ (k＝0,1,2…)，光屏上出现 暗条纹。 (ⅱ)白光：光屏上出现 条纹，且中央亮条纹是 (填 写颜色)。 明暗相间 kλ (2k＋1)λ 2 彩色 白色
③条纹间距公式:Ax=4。 (2)薄膜干涉: ①相干光:光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个 表面反射的两列光波。 ②图样特点:同双缝干涉,同一条亮(或暗)纹对应 薄膜的_厚度相等。 ③应用:增透膜,利用光的干涉检查平整度。 二、光的衍射 光的衍射 光绕过障碍物偏离直线传播的现象。 MYKONGLONG
③条纹间距公式：Δx＝ 。 l d λ (2)薄膜干涉： ①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个 反射的两列光波。 ②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应 薄膜的 相等。 ③应用： ，利用光的干涉检查平整度。 二、光的衍射 1．光的衍射 光绕过 偏离直线传播的现象。 表面 厚度 增透膜 障碍物
2.发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的 波长还小的时候,衍射现象才会明显。 3.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射: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条纹,两侧是渐窄且暗的彩 色条纹 (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环。 (3)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到不透明(选填“透明” 或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心 出瑭斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 MYKONGLONG
2．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 的时候，衍射现象才会明显。 3．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间 的单色 条纹，两侧是 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条纹，两侧是渐窄且暗的彩 色条纹。 (2)圆孔衍射：明暗相间的 圆环。 (3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到 (选填“透明” 或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心 出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 相差不多 还小 宽且亮 明暗相间 不等距 不透明 亮斑
试一试 1.如图12-4-2所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜, 下列说法正确的是 A.人从右侧向左看,可看到彩色条纹 B.人从左侧向右看,可看到彩色条纹 C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列 图12-4-2 MYKONGLONG
[试一试] 1．如图12－4－2所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜， 下列说法正确的是 ( ) A．人从右侧向左看，可看到彩色条纹 B．人从左侧向右看，可看到彩色条纹 C．彩色条纹水平排列 D．彩色条纹竖直排列 图12－4－2
解析:一束白光照射到薄膜上经薄膜两个界面上反射 回来的光再相遇时产生干涉现象,这样当人从左侧向 右看时,可以看到彩色条纹,选项B正确,A错误。由 于薄膜从上向下逐渐加厚,在同一水平线上的厚度相 同,故彩色条纹是水平排列的,选项C正确,D错误 答案:BC MYKONGLONG
解析：一束白光照射到薄膜上经薄膜两个界面上反射 回来的光再相遇时产生干涉现象，这样当人从左侧向 右看时，可以看到彩色条纹，选项B正确，A错误。由 于薄膜从上向下逐渐加厚，在同一水平线上的厚度相 同，故彩色条纹是水平排列的，选项C正确，D错误。 答案：BC
知识点二 电磁场与电磁波 「想一想 电磁波在传播过程中,每处的电场方向与磁场方向 有何关系?它们与电磁波的传播方向有何关系? 「提示]垂直垂直 MYKONGLONG
电磁场与电磁波 [想一想] 电磁波在传播过程中，每处的电场方向与磁场方向 有何关系？它们与电磁波的传播方向有何关系？ [提示] 垂直 垂直
记一记 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。 MYKONGLONG
[记一记] 1．电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论： 变化的磁场产生 ，变化的电场产生 。 (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 ，这就是电磁场。 电场 磁场 完整的整体