第课时 电磁波 相对论 光的波动性
(实验:用双缝干涉测光的波长)
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知识点
题号
1.电磁场和电磁波
2、5
2.光的干涉、衍射
3、6、7、9、10、11
3.光的偏振
4
4.实验:用双缝干涉测光的波长
8
5.相对论
1
1~6题为单选题;7~9题为多选题
1.属于狭义相对论基本假设的是:在不同惯性系中( A )
A.真空中光速不变 B.时间间隔具有相对性
C.物体的质量不变 D.物体的能量与质量成正比
解析:由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确.
2.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是( D )
A.变化的电场一定产生变化的磁场
B.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C.稳定的电场一定产生稳定的磁场
D.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
解析:均匀变化的电场产生恒定的磁场,所以选项A、B均错误;稳定的电场不会产生磁场,选项C错误;周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场,这是麦克斯韦电磁场理论的基础,选项D正确.
解答此题时要注意“变化”、“均匀变化”等关键性词语的含义.
3.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图(甲)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图(乙)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( D )
A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D.干涉条纹保持原来形状不变
解析:附着在金属丝圈上的肥皂膜由于受重力作用而上薄下厚,形成楔形膜.无论在竖直平面内怎样旋转金属丝圈,这种楔形膜的厚度变化都和最初一样,故干涉条纹保持原来的形状,选D.
(1)薄膜干涉是由于光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的,一般来说在不同厚度的薄膜上的光程差不同,所以同一厚度薄膜的两个表面反射的光发生干涉即形成同一条纹.
(2)薄膜干涉中条纹间距与厚度变化快慢有关,厚度变化越快,条纹间距越小.
4.(2012年江苏卷改编)如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是( C )
A.A、B均不变 B.A、B均有变化
C.A不变,B有变化 D.A有变化,B不变
解析:白炽灯光属于非偏振光,通过偏振片P后的自然光变成了偏振光,当P转动时,通过偏振片P后光强不变,选项B、D错误;同时,P的偏振方向发生变化,使B处光强发生变化,选项A错误,选项C正确.
5.2012年11月珠海国际航展会上,中国展出了先进概念机歼31,标志着中国继美国之后,成为世界上第二个同时研发两款第四代隐形战机的国家.隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性,使之不易被敌方发现、跟踪和攻击.根据你所学的物理知识,判断下列说法中正确的是( B )
A.运用隐蔽色涂层,无论距你多近的距离,即使你拿望远镜也不能看到它
B.使用吸收雷达电磁波材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现
C.使用吸收雷达电磁波涂层后,传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D.主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施,使其不易被对方发现
解析:隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用吸收雷达电磁波的材料,使反射的雷达电磁波很弱,在雷达屏幕上显示的反射信息很小,飞机在雷达屏幕上很难被发现,故选项B正确.
6.(2012年上海卷)如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( B )
A.甲为紫光的干涉图样 B.乙为紫光的干涉图样
C.丙为红光的干涉图样 D.丁为红光的干涉图样
解析:紫光的波长比红光短,条纹间距窄,所以选项B正确,选项A错误;丙、丁均为衍射图样,所以选项C、D错误.
7.(2012浙江温州模拟)抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同,则( AD )
A.这是利用光的衍射现象
B.这是利用光的偏振现象
C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝粗了
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝细了
解析:由于是激光束越过细丝,通过障碍物为光的衍射现象,当抽制的丝细了的时候,丝的直径较接近激光的波长,衍射现象明显,故选项A、D正确.
8.(2013广安模拟)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法正确的是( BD )
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变宽
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
解析:根据双缝干涉图样条纹间距公式Δx=λ可知,将屏移近双缝时,屏到双缝的距离l减小,而双缝间距d和入射光的波长λ均不变,所以干涉条纹间距Δx减小,即干涉条纹间距变窄,选项A错误;同理,将滤光片由蓝色的换成红色的,入射光的波长λ增大,l和d不变,所以Δx变大,即干涉条纹间距变宽,选项B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,λ、l和d均不变,Δx不变,选项C错误;换一个两缝之间距离较大的双缝,d变大,λ和l均不变,所以Δx减小,即干涉条纹间距变窄,选项D正确.
9.(2013宜宾模拟)春节是中国的传统节日,过春节要燃放爆竹、焰火、打礼花,焰火燃放时放出五颜六色的彩光.下列关于光的认识,说法正确的是( AC )
A.五颜六色的焰火中红光比绿光的衍射效果好
B.在现场观看焰火晚会时,绿光比红光传得快
C.焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光
D.通过电视观看焰火晚会时,所用电视机遥控器是利用紫外线脉冲信号进行遥控的
解析:波长越长,衍射效果越好,而红光的波长比绿光的长,所以红光比绿光的衍射效果好,选项A正确;在空气中,红光的光速大,所以绿光比红光传得慢,选项B错误;激光是一种相干光,选项C正确;电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行摇控的,选项D错误.
10.(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是 现象;露珠在太阳光照射下呈现的彩色是 现象;通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是 现象.?
(2)凡是波都具有衍射现象,而把光看做直线传播的条件是 .要使光产生明显的衍射,条件是 .?
(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时,用红光和紫光照射狭缝,看到的衍射条纹的主要区别是 .?
(4)如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验说明?
.?
解析:(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象;露珠呈现的彩色是光的色散现象;通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象.
(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时,可把光看做沿直线传播;障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,可产生明显的衍射现象.
(3)红光的中央亮纹宽,红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远.
(4)这个实验说明了光是一种横波.
答案:见解析.
11.(2012安徽合肥模拟)两个狭缝相距0.3 mm,位于离屏50 cm处,现用波长为6 000?的光照射双缝,求:
(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少?
(2)若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?(水的折射率为,1?=10-10 m)
解析:(1)两条相邻暗条纹的间距为
Δx=λ= m
=1 mm.
(2)在水中光的波长为λ'==?=4 500?
两条相邻暗条纹的间距为
Δx'=λ'= m=0.75 mm.
答案:(1)1 mm (2)0.75 mm
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