光的波动性 电磁波 相对论
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光的颜色取决于折射率。(×)
只有频率相同的两列光波才能产生干涉。(√)
在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。(×) 阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(×) 自然光是偏振光。(×)
电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(×) 无线电波不能发生干涉和衍射现象。(×) 波长不同的电磁波在本质上完全不同。(×) 真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。(×)
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(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)
突破点(一) 光的干涉、衍射及偏振
1．光的干涉
(1)明暗条纹的判断方法 ①单色光
a．如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1
＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。
b．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出
2现暗条纹。
②白光：光屏上出现彩色条纹。 ③中央条纹为亮条纹。 (2)双缝干涉条纹是等间距的
相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)。利用双缝干涉实验可测量光波的波长。
(3)薄膜干涉
①如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。
②光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。
③原理分析 单色光
a．在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。
b．在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。
白光：薄膜上出现水平彩色条纹。 (4)薄膜干涉的应用
干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。
λλ2
2
2．光的干涉和衍射的比较 (1)干涉和衍射的比较
现象 干涉 光在重叠区域出现 加强或减弱的现象 两束光频率相同、相位差恒定 衍射 光绕过障碍物偏离直线传播的现象 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小 单缝衍射、圆孔衍射和不透明圆盘衍射 条纹宽度不等，中央最宽 各相邻条纹间距不等 中央条纹最亮，两边变暗 产生条件 典型实验 条纹宽度 图样不同点 条纹间距 亮度情况 杨氏双缝实验 条纹宽度相等 各相邻条纹间距相等 清晰条纹，亮度基本相等 图样相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 (2)对光的衍射的理解 ①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，光才可以看做是沿直线传播的。
[典例] (2018·徐州二模)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和同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮条纹)。则属于蓝光的干涉图样的是( )
[解析] 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有亮条纹宽度相同且等间距，根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可知，波长λ越大，Δx越大，故左边第一个是红光的，第三个是蓝光的。单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故从左向右依次是红光(双缝干涉)、蓝光(单缝衍射)、蓝光(双缝干涉)和红光(单缝衍射)。由以上分析可知，A、B、D错误，C正确。
[答案] C [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，而单缝衍射的条纹中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。
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(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，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗。
[集训冲关]
1．(2019·泰州模拟)在双缝干涉实验中，保持狭缝间的距离及狭缝与屏的距离都不变，用不同的色光照射，则( )
A．红光的干涉条纹间距最大 B．紫光的干涉条纹间距最大 C．红光与紫光的干涉条纹间距一样大 D．用白光照射时会产生白色干涉条纹
解析：选A 根据条纹间距公式Δx＝·λ，当狭缝间的距离d和狭缝到屏的距离l都不变时，因为红光的波长比紫光的波长大，所以红光干涉条纹的间距大，故A正确，B、C错误；用白光做双缝干涉实验时，会出现色散现象，光屏上会出现彩色条纹，D错误。
2．下列说法不正确的是( )
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A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处
B．图2为光线通过小圆板得到的衍射图样 C．图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样 D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
解析：选D 薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，
P处空气膜厚度与后面的相同，知P处凹陷，而Q处空气膜厚度与前面的相同，知Q处凸起，
故A正确；图2为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，故B正确；沙漠蜃景是光的全反射现象，且光导纤维利用了光的全反射现象，它们的原理相同，故C正确；立体电影是光的偏振，而照相机镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误。
3．(2018·江苏高考)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。
解析：因λA＞λB，根据c＝λν知，νA＜νB，同一介质对频率越高的光折射率越大，
4
1l即nA＜nB，而sin C＝，故CA＞CB，即A光在水中发生全反射时的临界角较大。根据Δx＝
ndλ知，ΔxA＞ΔxB，即A光产生的条纹间距较大。
答案：A A
突破点(二) 电磁场和电磁波
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，如图所示。
(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关。
3．电磁波谱分析及应用 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 频率/Hz 真空中波长/m 特性 波动性强，＜3×10 11应用 递变规律 ＞10 －3易发生衍射 无线电技术 红外遥感 照明、摄影 医用消毒、防伪 10～10 10 15111510～10 10 －7－3－7热效应 引起视觉 化学效应、紫外线 10～10 151710～10 荧光效应、灭菌消毒 －7－9 5
(江苏专版)2020版高考物理一轮复习 第十三章 第4节 光的波动性 电磁波 相对论讲义(含解析)
