《高三物理备考》50.光的波动性、电磁波、相对论（选修）

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光的波动性、电磁波、相对论

第一步：【知识方法】

1．机械波和光波都能发生干涉、衍射、多普勒效应等现象，这些都

是波特有的现象。偏振现象是横波的特有现象。要观察到稳定的干涉现象

和明显的衍射现象需要一定的条件。

2．机械波的干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及

其以两波源为中心向外辐射的连线处为振动加强区；实线和虚线的交点及

其以两波源为中心向外辐射的连线处为振动减弱区。振动加强点有时位移

也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，振动最剧烈。

3．光的双缝干涉条纹间距 Δ

＝

(1)

、

相同时，Δ

∝

，可见光中的红光条纹间距最大，紫光最小。

(2)单色光条纹间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹。

(3)如用白光做实验，中间为白色，两边为由紫到红的彩色。

4．光的干涉现象：薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)；光

的衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑。

5．干涉与衍射的比较

光的干涉与衍射现象是光的波动性的表现，也是光具有波动性的证据．

两者的区别是：光的干涉现象只有在符合一定条件下才发生；而光的衍射

现象却总是存在的，只有明显与不明显之分．

光的干涉现象和衍射现象在屏上出现的都是明暗相间的条纹，但双缝

干涉时条纹间隔均匀，从中央到两侧的明纹亮度不变化；而单缝衍射的条

纹间隔不均匀，中央明纹又宽又亮，从中央向两侧，条纹宽度减小，明纹

亮度显著减弱．

6．光的偏振

横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时，偏于某个特定方向的现

象叫偏振．纵波只能沿着波的传播方向振动，所以不可能有偏振，光的偏

振现象证明光是横波．光的偏振现象在科技、生活中的应用有：照相机镜

头上的偏振片、立体电影等．

7．狭义相对论的重要结论

(1)在任何惯性系中观察光速均为

。

(2)相对观测者运动的物体长度变短。

(3)相对观测者运动的时钟变慢。

第二步：【考点例题】

【例题 1】(多选)把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻

璃平面上，让单色光从上方射入，俯视可以观察到明暗相间的同心圆环，

如图所示．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环．为了使

同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二条圆环)，则应(　　)

A．将凸透镜的曲率半径变大

B．将凸透镜的曲率半径变小

C．改用波长更长的单色光照射

D．改用波长更短的单色光照射

【例题 2】光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特

性的是(　　)

A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振

片，透射光的强度发生变化

B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线

之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光

C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片

可以使景像更清晰

D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹

【例题 3】(2016·全国卷Ⅱ·T34(1))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

E．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

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