【物理教案】2021江苏高考物理：第十四章第4讲光的波动性　电磁波

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第4讲　光的波动性　电磁波
一、光的干涉、衍射和偏振
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 亮条纹，某些区域相互减弱，
出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．
(2)条件：两束光的频率相同、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，
中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．
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．光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，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，只沿着某个特定的方向振动的光．
(3)偏振光的形成
① 让自然光通过偏振片形成偏振光．
② 让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，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横波．
自测 1　(多选)下列属于光的干涉现象的是(　　)
答案　BC
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.
二、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电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．
2．电磁波
(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．
(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同
(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，波速越小．
(4)v＝λf，f是电磁波的频率．
3．电磁波的发射
(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，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：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．
② 调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．
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相等时，激起的振荡电流最强，这就
是电谐振现象．
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路．
(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．检波是调制的逆过程，
也叫做解调．
5．电磁波谱：按照电磁波的频率或波长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、可见光、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
答案　B
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．
1．双缝干涉
(1)条纹间距公式：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．
(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．
当Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹．
图1
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．
图2
(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．
在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．
类型 1　光的双缝干涉
例1　(2016·江苏卷·12B(2)(3))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．
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