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第38讲　光的波动性　电磁波
目录
[考试标准] 1
[基础过关] 2
一、光的干涉 2
二、光的衍射 3
三、光的偏振现象 3
四、电磁振荡和电磁波 3
[命题点研究] 4
命题点一　光的干涉现象 4
命题点二　光的衍射和偏振现象 12
命题点三　电磁振荡和电磁波 14
[课时训练] 17
[考试标准]
知识内容 考试要求 说明
光的干涉 c 1.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问题. 2.不要求推导相邻两个明条纹或暗条纹中心间距的计算公式. 3.不要求讨论衍射光栅. 4.不要求讨论立体电影和液晶显示屏的原理. 5.不要求定量分析涉及薄膜干涉的有关问题. 6.不要求了解激光的产生机理. 7.不要求了解全息照相原理. 8.不要求理解“变化的电场相当于一种电流”. 9.不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电路补充能量的方法. 10.不要求掌握不同波段无线电波的传播特点. 11.不要求掌握调谐、解调的方法与相关计算. 12.不要求知道摄像管的工作原理和技术细节. 13.不要求知道电视、雷达、移动电话、因特网的技术细节. 14.不要求知道模拟信号和数字信号的区别.
光的衍射 b
光的偏振 b
激光 a
电磁波的发现 a
电磁振荡 c
电磁波的发射和接收 b
电磁波与信息化社会 a
电磁波谱 a
[基础过关]
一、光的干涉
1.产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样.
2.杨氏双缝干涉
(1)原理如图1所示.
图1
(2)条纹特点
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹.
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色).
(3)条纹间距公式：Δx＝λ.
3.薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波.
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹.
二、光的衍射
1.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时，衍射现象才会明显.
2.衍射条纹的特点
(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
单缝衍射 圆孔衍射
单 色 光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小. ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小
白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环
(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).
三、光的偏振现象
1.偏振：光波只沿某个特定方向的振动.
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后，就得到了偏振光.
四、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路和图象(如图2所示)：
图2
2.LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝ .
3.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场.
4.电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波.
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要(填“需要”或“不需要”)介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.
5.发射电磁波的条件：
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间.
6.电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱.
[命题点研究]
命题点一　光的干涉现象
类型1　杨氏双缝干涉
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.亮暗条纹的判断方法：
如图3所示，
图3
光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.
(1)当Δr＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现亮条纹.
(2)当Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹.
（2022 浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
【解答】解：A、复色光投射时也可以发生干涉，在光屏上呈现干涉条纹，故A错误；
B、明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，故B正确；
C、把光屏前移或后移，也能看到明暗相间条纹，故C错误；
D、根据Δx，由于蓝光的波长小于红光波长，所以蓝光干涉条纹的间距比红光的小，故D错误；
故选：B。
（多选）（2021 浙江模拟）2020年12月3日，中国科学技术大学宣布构建了76个光子、100个模式的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。下列关于光的说法中正确的有（　　）
A．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
B．彩虹是由光照到空气中的小水珠后发生衍射形成的
C．构建“九章”原型机必须能同时准确地知道光子的位置和动量
D．光子的能量越高，则光子的频率越高，动量也越大
【解答】解：A、全息照片的拍摄利用激光的相干性，通过干涉成像，故A正确；
B、彩虹是由白光照到空气中的小水珠上，小水珠对不同色光的折射率不同形成的，故B错误；
C、由不确定性关系：知，不可能同时准确地知道光子的位置和动量，故C错误；
D、光子能量越高，由E＝hν可知，对应的频率越高，由知，对应的波长越短，由得，对应的动量越大，故D正确．
故选：AD。
（多选）（2022春 温州期中）频率不同的两束单色光a和b（频率va＜vb），从空气中平行射入两面平行玻璃砖的上表面（如图所示），下列说法正确的是（　　）
A．若从下表面射出时，b光一定在a光的右侧
B．两束单色光都有可能不会从玻璃砖的下表面射出
C．单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度
D．在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹间距较大
【解答】解：A、因为光的频率越大折射率越大，由题意两束光的入射角相等，由折射定律n可知，b光的折射角大于a光的折射角，所以b光的出射点可能在a光的左侧，即从下表面射出时，b光不一定在a光的右侧，故A错误；
B、因为光发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，所以从空气射向玻璃时，一定可以发生折射，即两束单色光都会从玻璃砖的下表面射出，故B错误；
C、由v可知，单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光在玻璃砖中的速度，故C正确；
D、由c＝λν可知，a光的波长大于b光的波长，则由Δx可知，在相同条件下，分别用a.、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹的间距较大，故D正确；
故选：CD。
（多选）（2021春 诸暨市校级期中）如图所示，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝83°，今有a、b两束单色光从OA的中点P沿垂直OA的方向射入玻璃砖，a光线经AB面反射后恰好在OB面发生全反射，而b光线经AB面反射后能从OB面射出，不考虑多次反射作用（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），则（　　）
A．a光的光子动量比b光大
B．用同一装置进行双缝干涉时，a光的条纹间距比b光大
C．玻璃砖对a光的折射率为
D．a光在AB面上也发生了全反射
【解答】解：A、由于a光线经AB面反射后恰好在OB面发生全反射，而b光线经AB面反射后能从OB面射出，可知a光线发生全反射的临界角小于b光线，由n可知a光线在玻璃砖中的折射率大于b光线，故a光线的频率大于b光线，a光线波长小于b光线，根据p可知a光的光子动量比b光大，故A正确；
B、根据双缝干涉条纹间距公式Δx可知，因为a光线波长小于b光线，故用同一装置进行双缝干涉时，a 光的条纹间距比b光小，故B错误；
C、如图，光线在圆弧AB面上的入射角β，由几何关系知sinβ，故β＝30°，由几何关系计算可知，光线在OB面上的入射角α＝37°，根据临界角公式可知玻璃砖对a光的折射率为n，代入数据计算可得：n，故C正确；
D、a光在AB面上入射角β＝30°＜a＝37°，故不会发生全反射，故D错误。
故选：AC。
（2021春 诸暨市校级期中）如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，双缝间距为d＝2mm，光屏到双缝的距离为l＝1m，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为5.4×10﹣6m，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度c＝3×108m/s）
（1）若该单色光在某介质中传播时的波长为3.6×10﹣7m，波速为2×108m/s，则P点是亮条纹还是暗条纹？
（2）相邻两亮条纹的中心间距为多大？
【解答】解：（1）该单色光频率f，代入数据解得f1015Hz，
该单色光在空气中波长λ0，代入数据解得λ0＝5.4×10﹣7m
PS2﹣PS1＝5.4×10﹣6m＝10λ0，则P点为亮条纹。
（2）根据Δx，代入数据解得Δx＝2.7×10﹣4m
答：（1）P点是亮条纹；
（2）相邻两亮条纹的中心间距为2.7×10﹣4m。
类型2　薄膜干涉
1.形成
如图6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6
2.亮、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.
（2022春 越城区校级期中）光的干涉现象技术中行许多应用。图甲是利用干涉检查平面平整度装置，下列说法正确的是（　　）
A．图中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密
C．若图为俯视图甲装置看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整
D．如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光垂直从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
【解答】解：A.图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；
B.相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变疏，故B错误；
C.弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故C正确；
D.空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为明条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。
故选：C。
（2022秋 金东区校级期中）以下是对一些生活中的现象进行的解释，你认为不正确的是（　　）
A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象
B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象
C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象
D．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象
【解答】解：A、太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故A正确；
B、海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时，发生光的全反射现象而产生的，故B错误；
C、将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生的，故C正确；
D、通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，会看到彩色条纹，是衍射现象，故D正确。
本题选择错误的，
故选：B。
（多选）（2022春 浙江期中）利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异．现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查工件平面之间形成一楔形空气膜．用平行单色光向下照射，检查不同平面时可观察到图乙或图丙的干涉条纹．下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的
B．当增加薄片厚度时，条纹间距会变小
C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变
D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的
【解答】解：A、条纹是由样板的下表面和被检查平面的反射光发生干涉后形成的，故A错误；
B、相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，当增加薄片厚度时，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，故B正确；
C、频率更高的单色光，其波长更小，相邻条纹间距也会变小，故C错误；
D、弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故D正确；
故选：BD。
（2021春 湖州期中）把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上，如图所示，现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上方向下观察，可以看到一系列亮暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫做牛顿环。下列说法正确的是（　　）
A．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间隔均匀
B．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间隔不均匀
C．这是光的衍射现象，同心圆环状条纹间隔均匀
D．这是光的衍射现象，同心圆环状条纹间隔不均匀
【解答】解：当光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射向空气时一部分发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光反射，这样两反射光在凸透镜下相遇，发生干涉，出现干涉条纹；且因为圆面是曲面不是平面，所以光程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集。
故选：B。
命题点二　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.单缝衍射与双缝干涉的比较
单缝衍射 双缝干涉
不同点 条纹 宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹 间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等
相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
3.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.
4.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 自然光通过起偏振器后的光
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.
（2019春 湖州期中）如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的。则在下面的四幅图中（甲、乙、丙、丁）依次对应的是（　　）
A．双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝
B．双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝
C．宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距
D．窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间
【解答】解：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故从甲、乙两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距Δxλ可知双缝间距越窄，Δx越大，故甲是双缝宽间距，乙是双缝窄间距；
单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而单缝越窄，中央亮条纹越粗，故并是宽单缝，丁是窄单缝；
由上分析，可知，故A正确，故BCD错误；
故选：A。
（多选）（2021秋 诸暨市期末）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度
B．从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是不同程度的偏振光
C．生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的
D．电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播
【解答】解：A、根据激光的特点可知，激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度，故A正确；
B、从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是自然光，不是偏振光，故B错误；
C、生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的，故C正确；
D、电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播，故D正确。
故选：ACD。
（多选）（2022秋 慈溪市期末）无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。则以下说法正确的是（　　）
A．超声波和激光雷达波一样都能在真空中传播
B．图像传感器中红外线的光子能量比可见光光子能量小
C．真空中激光雷达波比毫米雷达波传播得快
D．红外线能发生偏振现象，而超声波不能
【解答】解：A、超声波也是声波，声波能在介质中传播，不能在真空中传播，毫米雷达波是光波，可以在真空中传播，故A错误；
B、红外线的波长大于可见光的波长，根据光子的能量公式：E＝hν可知，红外线的光子能量比可见光的小，故B正确；
C、真空中激光雷达波的传播速度和毫米雷达波一样大，故C错误；
D、光波属于横波，能发生偏振现象，声波属于纵波，不能发生偏振现象，故D正确。
故选：BD。
命题点三　电磁振荡和电磁波
1.麦克斯韦电磁场理论
2.对电磁波谱的“三点”说明
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强.
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠.
(3)电磁波的能量随频率的增大而增大.
（2023春 杭州期中）如图，在LC电路中，电容为C，电感为L。已充电的平行电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电的灰尘恰好静止，灰尘质量为m，电量为q，开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，灰尘未碰到极板。g＝10m/s2。则（　　）
A．开关S断开时，上极板带负电
B．开关S闭合后，通过电感线圈的电流逐渐变小
C．开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流为零
D．开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流最大
【解答】解A．开关S断开时，极板间有一带负电的灰尘恰好静止，可知电场力向上，极板间电场强度向下，所以上极板带正电，故A错误；
B．由于自感，开关S闭合后，放电过程中，通过电感线圈的电流逐渐变大，故B错误；
CD．开关S闭合后，回路中逆时针电流先增大后减小，当反向充电完成时，下极板带正电量最大，此时电场强度最大，电场力最大，电场力与重力同向，由牛顿第二定律知，此时灰尘加速度最大，线圈中电流为零，故C正确，D错误。
故选：C。
（2023春 杭州期中）被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（　　）
A．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
B．放电过程中，电流大小不变
C．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短
D．电容C越小，电容器的放电时间越长
【解答】解：A．脉冲电流作用于不同人体时，根据欧姆定律，不同人体的电阻不一定相同，则电流大小不一定相同，故A错误；
B．放电过程中，电容器电场能逐渐减小，根据能量守恒定律，线圈中磁场能逐渐增大，则电流大小逐渐增大，故B错误；
C．根据振荡周期
可知自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，故C正确；
D．根据振荡周期
可知电容C越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，则电容器的放电时间越短，故D错误。
故选：C。
（2023 金华模拟）如图所示，i﹣t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t＝0时刻，回路中电容器的上极板（M极）带正电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．尘埃带正电
B．在0～t1时间里，回路的磁场能在减小
C．在t1～t2时间里，电容器两板电压在增加
D．在t3时刻，尘埃的加速度为零
【解答】解：A．在t＝0时刻，回路中电容器的上极板（M极）带正电，尘埃处于静止状态，受力平衡，重力向下，则电场力向上，即尘埃带负电，故A错误；
B．在0～t1时间里，电流在增大，电容器放电，电场能减小，根据能量守恒定律知回路的磁场能在增大，故B错误；
C．在t1～t2时间里，电流在减小，电容器充电，根据，两板电压在增加，故C正确；
D．在t3时刻，电容器放电完毕，尘埃受电场力为零，尘埃的加速度为重力加速度，故D错误。
故选：C。
（2023 杭州二模）如图所示，把线圈（内阻不计）、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器（图中未画出）的两端连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，电压uMN随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A.由于电路有能量损耗，有一部分能量转化为内能，还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，故电压振幅会减小，故A错误；
B.开始时，电容器电压最大，则计时开始时，电压处于最大振幅。故B错误；
CD.电容器放电时间由电容器自身决定，故周期不变，故C正确，D错误
故选：C。
[课时训练]
（2022秋 宁波期末）图一为某超声波发生器中的核心元件——压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图二为高频电信号发生原理图。已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（　　）
A．A极板带负电
B．线圈L两端的电压在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．减小自感系数L，可以减小超声振动的频率
【解答】解：ABC、电流i的方向指向A极板且正在增大，说明电容器正在放电，B板带正电，A极板带负电，电场能正在转化为磁场能，电容器两极板间电势差减小，线圈L两端电压减小，故A正确，BC错误；
由题此时电流正在增强，表明电容器正在放电，极板之间的电势差减小，则线圈L两端电压在减小，故A正确，C错误；
D、减小自感系数L，由简谐振荡的频率公式f可知，振荡频率增大，可以增大超声振动的频率，故D错误。
故选：A。
（2022秋 慈溪市期末）下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．紫外线可以用来加热理疗，也可以诊断病情
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长大于可见光的波长
D．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的
【解答】解：A、电磁波谱中的红外线可用来加热理疗，紫外线可杀菌消毒，X射线片可用于诊断病情，γ射线可摧毁癌变的细胞，故A错误；
B、根据麦克斯韦电磁场理论可知，空间中均匀变化的电场或磁场，不会在其周围产生电磁波，故B错误；
C、根据电磁波谱，可知不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长小于可见光的波长，故C错误；
D、微波属于电磁波，微波炉利用微波来快速加热食物的，故D正确。
故选：D。
（2022秋 温州期末）下列有关说法正确的是（　　）
A．电磁炉使用时应接直流电源
B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调
C．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究
【解答】解：A、电磁炉是利用交变电源，故A错误；
B、在无线电技术中，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故B错误；
C、医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故C错误；
D、天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，故D正确。
故选：D。
（2022秋 衢州期末）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．振荡电流正在增大
C．线圈的自感电动势正在减小
D．当储罐内的液面高度升高时，LC振荡频率增大
【解答】解：ABC．由图可知，电容右极板带正电，左极板带负电。由磁场方向可知电流方向为由负极板流向正极板。故电容正在充电，电容器电压增大，自感线圈两端电压与电容器两端电压相等，线圈的自感电动势增大，磁场能减小，电场能增大，振荡电流正在减小，故A正确、BC错误；
D．当储罐内的液面高度升高时，两板间充入的电介质增多，电容增大，根据LC振荡周期
T＝2π
可知回路的振荡周期变大，故振荡频率减小，故D错误。
故选：A。
（2023 台州模拟）如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
【解答】解：A、电容器充电完毕电场能最大，图乙中的a是电场能最大的时刻，正向充电完毕，对应图甲中的T时刻，故A错误；
B、图乙中的b是电场能最大的时刻，反向充电完毕，此后的内电容器放电，放电电流沿瞬时值方向，电流方向为正，故B正确；
C、图乙中的c是磁场能最大的时刻，由安培定则可知，电流沿逆时针方向，对应图甲中的时刻，故C错误；
D、图乙中的d是磁场能最大的时刻，由安培定则可知，电流沿顺时针方向，此后电容C的上极板上将充上正电，下极板将充上负电，故D错误。
故选：B。
（多选）（2022秋 奉化区期末）利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻璃，A0为标准金属丝，直径为D0，A为待测金属丝，直径为D。用波长为λ的单色光垂直照射玻璃表面，干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为ΔL。则（　　）
A．D与D0相差越大，ΔL越小
B．轻压T1的右端，若ΔL变小，有D＜D0
C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为λ
D．图乙可能是D与D0相等时产生的条纹
【解答】解：A、设标准平面的玻璃板之间的夹角为θ，由题设条件，则有tanθ，由空气薄膜干涉的条件，则有：2ΔLtanθ＝λ，即为：ΔL，所以A与A0直径相差越大，θ越大，ΔL越小，故A正确；
B、轻压T1的右端，若ΔL变小，由ΔL可知，θ变大，因为压的是右侧，说明右侧直径小，即有D＜D0，故B正确；
C、薄膜干涉是光在空气薄膜的前后表面的反射光在薄膜的前表面处干涉产生的，所以相邻亮条纹的光路对应的差为光程差，是空气薄膜厚度差的2倍，故C错误；
D、当D＝D0时，不能产生干涉条纹，故D错误。
故选：AB。
（多选）（2022春 金东区校级期中）对于下列四幅图，以下说法正确的是（　　）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i增大到多少，都一定有光线从bb′面射出
C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
【解答】解：A、根据折射率和光的传播速度之间的关系n，可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度。故A错误；
B、当入射角i逐渐增大折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，而且光到达另一个边界时的入射角等于前一个界面处的折射角，一定小于临界角，故肯定有光线从bb'面射出，故B正确；
C、当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，说明光具有偏振的现象，只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确；
D、由于不知道被测样表的放置方向，故不能判断此处是凸起的，故D错误。
故选：BC。
（2022秋 浙江月考）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（　　）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
【解答】解：A、通过空气和甲烷，光的频率不变，能在光屏上观察到干涉条纹，故A错误；
B、只有满足光程差是波长的整数倍，就可以在P点出现亮条纹，故B错误；
C、由于光的频率未变，相邻两干涉条纹间距不变，故C错误；
D、光通过的介质浓度改变，干涉条纹相对原位置会在光屏上有位移，通过测量位移量，可以知道甲烷在空气中的含量，故D正确。
故选：D。
（2022春 浙江期中）下列说法正确的是（　　）
A．浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的衍射现象
B．光波、声波均能发生反射、折射、干涉、衍射和偏振现象
C．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
D．“彩超”仪器可以检查心脏、大脑和眼底血管病变等，是利用了多普勒效应
【解答】解：A、浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的薄膜干涉现象，故A错误；
B、光波、声波均能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但声波是纵波，不会出现偏振现象，故B错误；
C、“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，高亮度的缘故，故C错误；
D、医院检查身体的“彩超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度来检查心脏、大脑和眼底血管病变等，显然是运用了多普勒效应原理，故D正确。
故选：D。
（2022 浙江模拟）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化关系，可能正确的是（　　）
A．薄膜层的厚度随坐标x增大而减小
B．薄膜层的厚度随坐标x增大而均匀增大
C．薄膜层厚度的变化率不随坐标x变化而变化
D．薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐增大
【解答】解：用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由透明薄膜的下表面和上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度：d＝n时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小，薄膜层的厚度可能增大，也可能减小；则四个选项中，只有A符合题意，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2022春 西湖区校级期中）以下现象属于光的衍射的是（　　）
A．白光照射水面油膜呈现彩色图样
B．白光经过三棱镜得到彩色图样
C．透过手指缝观察落日看到彩色图样
D．白光经过杨氏双缝得到彩色图样
【解答】解：A、白光照射水面油膜呈现彩色图样，属于薄膜干涉现象，故A错误；
B、白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，属于光的折射现象，故B错误；
C、透过手指缝观察落日看到彩色图样，属于单缝衍射现象，故C正确；
D、用白光做光源，根据双缝干涉条纹的间距公式Δxλ，可知不同波长的，条纹宽度不一，得到彩色的干涉条纹，属于光的干涉现象，故D错误。
故选：C。
（多选）（2023 浙江模拟）如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是（　　）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．远处水面下景物的光线射到水面处可能发生了全反射
C．可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影
D．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
【解答】解：A、水下石头反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得石头位置变浅了，所以水下的石头看起来的深度比实际浅一些，故A错误；
B、远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故B正确；
C、水面反射的光为偏振光，可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影，故C正确；
D、远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，故D错误；
故选：BC。
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第38讲　光的波动性　电磁波
目录
[考试标准] 1
[基础过关] 2
一、光的干涉 2
二、光的衍射 3
三、光的偏振现象 3
四、电磁振荡和电磁波 3
[命题点研究] 4
命题点一　光的干涉现象 4
命题点二　光的衍射和偏振现象 9
命题点三　电磁振荡和电磁波 11
[课时训练] 13
[考试标准]
知识内容 考试要求 说明
光的干涉 c 1.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问题. 2.不要求推导相邻两个明条纹或暗条纹中心间距的计算公式. 3.不要求讨论衍射光栅. 4.不要求讨论立体电影和液晶显示屏的原理. 5.不要求定量分析涉及薄膜干涉的有关问题. 6.不要求了解激光的产生机理. 7.不要求了解全息照相原理. 8.不要求理解“变化的电场相当于一种电流”. 9.不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电路补充能量的方法. 10.不要求掌握不同波段无线电波的传播特点. 11.不要求掌握调谐、解调的方法与相关计算. 12.不要求知道摄像管的工作原理和技术细节. 13.不要求知道电视、雷达、移动电话、因特网的技术细节. 14.不要求知道模拟信号和数字信号的区别.
光的衍射 b
光的偏振 b
激光 a
电磁波的发现 a
电磁振荡 c
电磁波的发射和接收 b
电磁波与信息化社会 a
电磁波谱 a
[基础过关]
一、光的干涉
1.产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样.
2.杨氏双缝干涉
(1)原理如图1所示.
图1
(2)条纹特点
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹.
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色).
(3)条纹间距公式：Δx＝λ.
3.薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波.
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹.
二、光的衍射
1.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时，衍射现象才会明显.
2.衍射条纹的特点
(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
单缝衍射 圆孔衍射
单 色 光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小. ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小
白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环
(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).
三、光的偏振现象
1.偏振：光波只沿某个特定方向的振动.
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后，就得到了偏振光.
四、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路和图象(如图2所示)：
图2
2.LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝ .
3.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场.
4.电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波.
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要(填“需要”或“不需要”)介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.
5.发射电磁波的条件：
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间.
6.电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱.
[命题点研究]
命题点一　光的干涉现象
类型1　杨氏双缝干涉
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.亮暗条纹的判断方法：
如图3所示，
图3
光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.
(1)当Δr＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现亮条纹.
(2)当Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹.
（2022 浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
（多选）（2021 浙江模拟）2020年12月3日，中国科学技术大学宣布构建了76个光子、100个模式的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。下列关于光的说法中正确的有（　　）
A．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
B．彩虹是由光照到空气中的小水珠后发生衍射形成的
C．构建“九章”原型机必须能同时准确地知道光子的位置和动量
D．光子的能量越高，则光子的频率越高，动量也越大
（多选）（2022春 温州期中）频率不同的两束单色光a和b（频率va＜vb），从空气中平行射入两面平行玻璃砖的上表面（如图所示），下列说法正确的是（　　）
A．若从下表面射出时，b光一定在a光的右侧
B．两束单色光都有可能不会从玻璃砖的下表面射出
C．单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度
D．在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹间距较大
（多选）（2021春 诸暨市校级期中）如图所示，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝83°，今有a、b两束单色光从OA的中点P沿垂直OA的方向射入玻璃砖，a光线经AB面反射后恰好在OB面发生全反射，而b光线经AB面反射后能从OB面射出，不考虑多次反射作用（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），则（　　）
A．a光的光子动量比b光大
B．用同一装置进行双缝干涉时，a光的条纹间距比b光大
C．玻璃砖对a光的折射率为
D．a光在AB面上也发生了全反射
（2021春 诸暨市校级期中）如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，双缝间距为d＝2mm，光屏到双缝的距离为l＝1m，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为5.4×10﹣6m，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度c＝3×108m/s）
（1）若该单色光在某介质中传播时的波长为3.6×10﹣7m，波速为2×108m/s，则P点是亮条纹还是暗条纹？
（2）相邻两亮条纹的中心间距为多大？
类型2　薄膜干涉
1.形成
如图6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6
2.亮、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.
（2022春 越城区校级期中）光的干涉现象技术中行许多应用。图甲是利用干涉检查平面平整度装置，下列说法正确的是（　　）
A．图中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密
C．若图为俯视图甲装置看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整
D．如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光垂直从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
（2022秋 金东区校级期中）以下是对一些生活中的现象进行的解释，你认为不正确的是（　　）
A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象
B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象
C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象
D．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象
（多选）（2022春 浙江期中）利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异．现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查工件平面之间形成一楔形空气膜．用平行单色光向下照射，检查不同平面时可观察到图乙或图丙的干涉条纹．下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的
B．当增加薄片厚度时，条纹间距会变小
C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变
D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的
（2021春 湖州期中）把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上，如图所示，现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上方向下观察，可以看到一系列亮暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫做牛顿环。下列说法正确的是（　　）
A．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间隔均匀
B．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间隔不均匀
C．这是光的衍射现象，同心圆环状条纹间隔均匀
D．这是光的衍射现象，同心圆环状条纹间隔不均匀
命题点二　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.单缝衍射与双缝干涉的比较
单缝衍射 双缝干涉
不同点 条纹 宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹 间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等
相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
3.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.
4.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 自然光通过起偏振器后的光
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.
（2019春 湖州期中）如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的。则在下面的四幅图中（甲、乙、丙、丁）依次对应的是（　　）
A．双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝
B．双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝
C．宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距
D．窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间
（多选）（2021秋 诸暨市期末）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度
B．从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是不同程度的偏振光
C．生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的
D．电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播
（多选）（2022秋 慈溪市期末）无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。则以下说法正确的是（　　）
A．超声波和激光雷达波一样都能在真空中传播
B．图像传感器中红外线的光子能量比可见光光子能量小
C．真空中激光雷达波比毫米雷达波传播得快
D．红外线能发生偏振现象，而超声波不能
命题点三　电磁振荡和电磁波
1.麦克斯韦电磁场理论
2.对电磁波谱的“三点”说明
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强.
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠.
(3)电磁波的能量随频率的增大而增大.
（2023春 杭州期中）如图，在LC电路中，电容为C，电感为L。已充电的平行电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电的灰尘恰好静止，灰尘质量为m，电量为q，开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，灰尘未碰到极板。g＝10m/s2。则（　　）
A．开关S断开时，上极板带负电
B．开关S闭合后，通过电感线圈的电流逐渐变小
C．开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流为零
D．开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流最大
（2023春 杭州期中）被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（　　）
A．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
B．放电过程中，电流大小不变
C．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短
D．电容C越小，电容器的放电时间越长
（2023 金华模拟）如图所示，i﹣t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t＝0时刻，回路中电容器的上极板（M极）带正电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．尘埃带正电
B．在0～t1时间里，回路的磁场能在减小
C．在t1～t2时间里，电容器两板电压在增加
D．在t3时刻，尘埃的加速度为零
（2023 杭州二模）如图所示，把线圈（内阻不计）、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器（图中未画出）的两端连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，电压uMN随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
[课时训练]
（2022秋 宁波期末）图一为某超声波发生器中的核心元件——压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图二为高频电信号发生原理图。已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（　　）
A．A极板带负电
B．线圈L两端的电压在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．减小自感系数L，可以减小超声振动的频率
（2022秋 慈溪市期末）下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．紫外线可以用来加热理疗，也可以诊断病情
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长大于可见光的波长
D．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的
（2022秋 温州期末）下列有关说法正确的是（　　）
A．电磁炉使用时应接直流电源
B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调
C．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究
（2022秋 衢州期末）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．振荡电流正在增大
C．线圈的自感电动势正在减小
D．当储罐内的液面高度升高时，LC振荡频率增大
（2023 台州模拟）如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
（多选）（2022秋 奉化区期末）利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻璃，A0为标准金属丝，直径为D0，A为待测金属丝，直径为D。用波长为λ的单色光垂直照射玻璃表面，干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为ΔL。则（　　）
A．D与D0相差越大，ΔL越小
B．轻压T1的右端，若ΔL变小，有D＜D0
C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为λ
D．图乙可能是D与D0相等时产生的条纹
（多选）（2022春 金东区校级期中）对于下列四幅图，以下说法正确的是（　　）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i增大到多少，都一定有光线从bb′面射出
C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
（2022秋 浙江月考）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（　　）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
（2022春 浙江期中）下列说法正确的是（　　）
A．浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的衍射现象
B．光波、声波均能发生反射、折射、干涉、衍射和偏振现象
C．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
D．“彩超”仪器可以检查心脏、大脑和眼底血管病变等，是利用了多普勒效应
（2022 浙江模拟）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化关系，可能正确的是（　　）
A．薄膜层的厚度随坐标x增大而减小
B．薄膜层的厚度随坐标x增大而均匀增大
C．薄膜层厚度的变化率不随坐标x变化而变化
D．薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐增大
（2022春 西湖区校级期中）以下现象属于光的衍射的是（　　）
A．白光照射水面油膜呈现彩色图样
B．白光经过三棱镜得到彩色图样
C．透过手指缝观察落日看到彩色图样
D．白光经过杨氏双缝得到彩色图样
（多选）（2023 浙江模拟）如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是（　　）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．远处水面下景物的光线射到水面处可能发生了全反射
C．可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影
D．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
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