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第14章第2講光的幹涉、繞射和偏振、電磁波

2024-10-03科學

. 光的幹涉

幹涉現象 定義：兩列光波疊加區域，某些區域加強出現亮條紋，某些區域減弱出現暗條紋，且加強和減弱區域相互間隔。條件：兩束光頻率相同、相位差恒定。

雙縫幹涉 條紋間距：，同一裝置光波長越長，條紋間距越大。明暗條紋判斷：相幹光源到屏上某點路程差，當（）時為明條紋，當（）時為暗條紋。

薄膜幹涉 形成原因：光照射薄膜，前後表面反射光疊加，兩列光波路程差等於薄膜厚度的 2 倍。明暗條紋判斷：路程差（）時為明條紋，（）時為暗條紋。套用：增透膜、檢查平面平整度。

2. 光的繞射和偏振

光的繞射 發生明顯繞射的條件：障礙物或狹縫尺寸足夠小。

光的偏振 自然光：包含垂直傳播方向上沿一切方向振動且強度相同的光。偏振光：垂直光傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動的光。可透過偏振片或在兩種介質界面反射和折射形成。套用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯視器、立體電影、消除車燈眩光等。偏振現象說明光是一種橫波。

3. 電磁振蕩和電磁波

電磁振蕩（以振蕩電路為例） 產生：電容器不斷充電和放電，使電荷量、電流、電場強度、磁感應強度發生周期性變化。周期：；頻率：。

電磁波 馬克士威電磁場理論：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。電磁波的傳播：不需要介質，可在真空中傳播，真空中不同頻率電磁波傳播速度相同（等於光速），同一介質中頻率越高波速越小，。電磁波的發射與接收：發射需開放高頻振蕩電路並調變，接收需調諧電路並解調。電磁波譜：按波長由長到短排列為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、射線、射線。

4. 考點分析

光的幹涉 透過例題考查雙縫幹涉中暗條紋對應的距離差計算，以及薄膜幹涉條紋的形成原因、特點和相關判斷。

光的繞射和偏振 透過例題考查單縫繞射與雙縫幹涉的比較，包括條紋寬度、間距、亮度情況等，以及偏振片的作用、偏振現象證明的結論和相關光強變化的判斷。

電磁振蕩和電磁波 透過例題考查振蕩電路的周期、能量轉化，以及對電磁波相關概念的理解，如傳播速度、產生條件、傳播方向與電磁場的關系，還有電磁波在生活中的套用。

5. 課時精練

必備基礎練 考查幹涉現象的判斷，電磁波在醫療中的套用，紅外體溫計的原理，偏振片的作用，不同頻段電磁波的特性，圓孔繞射實驗現象，雷達的工作原理，以及幹涉和繞射圖樣對應的光學元件判斷。

能力綜合練 包括薄膜幹涉條紋與薄膜厚度的關系，振蕩回路中能量與電流的關系，薄膜幹涉條紋間距與光頻率的關系，以及不同光在障礙物前的繞射現象比較。

素養提升練 透過測定礦泉水折射率的實驗，考查光傳播時間差計算、幹涉條紋間距比較以及折射率的計算，還有單縫移動對觀察結果的影響。

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