考向2 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．明暗条纹的判断
（1）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．
（2）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．
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：
（1）任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
（2）任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．
现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（ ）
A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失
【解析】 如图所示，若抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，则干涉条纹变疏，A正确．
【答案】 A
2．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（在灯芯上洒些盐），图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈．将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ D ）
A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°
B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°
C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°
D．干涉条纹保持不变
解析：
金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动角度无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确．
考向3 用双缝干涉测单色光的波长
1．根据公式Δx＝
λ得λ＝
Δx.
2．用刻度尺测出双缝到光屏的距离l，用测量头调节清晰的干涉条纹，测出n个亮纹间的距离a，则Δx＝
.双缝间距d是已知的，这样就可以计算出波长λ.
（多选）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ ）
A．改用红色激光
B．改用蓝色激光
C．减小双缝间距
D．将屏幕向远离双缝的位置移动
E．将光源向远离双缝的位置移动
【解析】 双缝干涉的条纹间距公式为Δx＝
λ，其中L是双缝到屏幕的距离，d是双缝间距，λ是入射光的波长，要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可以改用波长更长的红色激光，或仅减小d或仅增大L，故A、C、D正确．
【答案】 ACD
3．（2019·天津河东一模）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中
（1）已知双缝到光屏之间的距离为L，双缝之间的距离为d，单缝到双缝之间的距离为s，某同学在用测量头测量时，现将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数用a表示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第6条亮纹的中心，这时手轮上的示数用b表示（b>a），由此可计算出实验中所测得的单色光的波长λ＝
.
（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离B.
A．增大单缝和双缝之间的距离s
B．增大双缝和光屏之间的距离L
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离d
解析：
（1）根据题意可以知道相邻的两条亮条纹之间的距离为Δx＝
，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝
λ，可得λ＝
；
（2）根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝
λ，分析可得：
相邻两条亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离s无关，故A错误；增大双缝和光屏之间的距离L，可增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，故B正确；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长λ减小，相邻两条亮条纹之间的距离减小，故C错误；增大双缝之间的距离d，相邻两条亮条纹之间的距离减小，故D错误．
考点2 光的衍射和偏振现象
1．对光的衍射的理解
（1）波长越长，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．
2．光的偏振
（1）自然光与偏振光的比较
类别
自然光（非偏振光）
偏振光
光的
来源
从普通光源发出的光
自然光通过起偏器后的光
光的振
动方向
在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同
在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向
（2）偏振光的应用：
加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．
1．（多选）用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图象更清晰．如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是（ AD ）
A．当做单缝实验时，光强分布如图乙所示
B．当做单缝实验时，光强分布如图丙所示
C．当做双缝实验时，光强分布如图乙所示
D．当做双缝实验时，光强分布如图丙所示
解析：
当做单缝实验时，中间是亮条纹，两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布如图乙所示，A项正确，B项错误；当做双缝实验时，在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布如图丙所示，C项错误，D项正确．
2．（多选）食品安全检验中碳水化合物（糖）的含量是个重要的指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值进行比较，就能确定被测样品的含糖量．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将待测糖溶液P置于A、B之间，则下列说法正确的是（ ACD ）
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α
解析：
没有待测糖溶液时，A、B透振方向平行，O处光最强，当加上待测糖溶液时，由于旋光作用，偏振光的振动方向会旋转一个角度，即振动方向与B的透振方向不再平行，所以O处光的强度会明显减弱；要想使O处的光仍最强，可以将B旋转一个角度或反方向将A旋转相同角度，此角度大小为α，A、C、D正确．
3．如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ D ）
A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大
C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
解析：
由图可得，b光的干涉条纹间距较大，由Δx＝
λ可得，b光的波长较长，波长越长，频率越小，在同种均匀介质中传播速度越大，选项A错误；波长越长，同种介质中折射率越小，由sinC＝
可得，全反射的临界角越大，b光发生全反射的临界角大，选项B错误；发生光电效应时，饱和光电流与光的强度有关，由于光的强度未知，选项C错误；a光的频率大，能量大，产生a光的能级能量差大，选项D正确．
（1）单缝衍射与双缝干涉的比较
（2）光的干涉和衍射的本质
光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．
考点3 电磁场、电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论
理论内容
变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场．根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场
深度解决
（1）变化的磁场产生的电场叫感应电场；变化的电场产生的磁场叫感应磁场
（2）感应电场与感应磁场的场线都是闭合的曲线，而且相互正交、套连
（3）感应电场的方向可由楞次定律判定，感应磁场的方向可由安培定则判定
2.电磁波的特性
1．（多选）应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图象中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场），正确的是（ BC ）
解析：
均匀变化的电场产生稳定的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场．
2．（2018·江苏卷）（多选）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波（ AD ）
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播
D．在空气中的传播速度约为3×108m/s
解析：
电磁波为横波，电磁波的传播不需要介质，可以向周围各个方向传播，真空中传播速度最大，c＝3.0×108m/s，在空气中的传播速度与真空中的传播速度近似相等，故选A、D.
3．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（ ABC ）
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
解析：
电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向，磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误．
电磁波和机械波的对比
电磁波
机械波
本质
电磁现象
力学现象
产生机理
由电磁振荡产生
由机械振动产生
周期性
变化的量
电场强度E与磁感应强度B随时间和空间周期性变化
质点的位移s、加速度a随时间和空间周期性变化
波的性质
横波
既有横波，又有纵波
传播介质
不需要介质，可在真空中传播
只在弹性介质中传播
速度特点
由介质和频率决定
仅由介质决定
考点4 相对论初步
1．经典时空观和相对论时空观
（1）经典时空观：
在经典力学中，物体的质量是不随运动状态而改变的．在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的．
（2）相对论时空观：
在狭义相对论中，物体的质量是随物体的运动速度的增大而增大的．在狭义相对论中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的．
2．狭义相对论的两个基本假设
（1）狭义相对性原理：
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）光速不变原理：
真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
3．质能方程
E＝mc2，公式中m为物体的质量，E为它具有的能量．
1．关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是（ D ）
A．经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
B．相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系
C．经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的问题
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的差别
解析：
经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运
动有关系，故A、B正确；经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动（相对于光速）的问题，故C正确；当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，经典力学是适用的，故D错误．本题选择说法错误的，故选D.
2．（多选）根据相对论原理，下列说法正确的是（ ABC ）
A．按照相对论来讲，一个静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c
B．按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为E＝mc2
C．某个静止质量为m0的物体，相对它静止的观察者测其质量为m＝m0，能量为E＝E0＝m0c2，称为静能量，这表明任何静质量不为零的物体，都储存着巨大的能量
D．按照相对论来讲，物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式
解析：
按照相对论的结论，m＝
，这表明高速运动的物体其质量的测量值会非常大，并随着速度趋于光速而无限增大，所以按照相对论来讲，一个静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c，A正确．质能方程能通过相对论及基本力学规律推出，B正确．根据质能方程E＝mc2的含义可知C正确．按照狭义相对论的基本假设，物理规律在一切惯性参考系中都是相同的，D错误．
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