课件77张PPT。第十一章 机械振动和机械波2011高考导航1 ．简谐运动 Ⅰ
2．简谐运动的公式和图象 Ⅱ
3．单摆、周期公式 Ⅰ
4．受迫振动和共振 Ⅰ
5．机械波 Ⅰ
6．横波和纵波 Ⅰ2011高考导航7．横波的图象 Ⅱ
8．波速、波长和频率(周期)的关系 Ⅱ
9．波的干涉和衍射现象 Ⅰ
实验十二：探究单摆的运动、用单摆测
定重力加速度 Ⅰ2011高考导航命题热点1.本章考查的重点有简谐运动的概念、规律，单摆的周期，波的形成，波的图象，以及波速、波长和频率的关系．
2．振动图象、波的图象及单摆的周期公式是高考的热点问题，要求能读取图象信息，并归纳、讨论振动规律或波的传播规律．2011高考导航命题热点3．波的干涉和衍射是波特有的现象，在高考中常结合一些生活中的实例被考查到．
4．试题信息容量大、综合性强，一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间想象能力．第一节 机械振动基础知识梳理一、机械振动 回复力
1．机械振动：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的 运动．
(1)振动的特点：①存在某一中心位置；②往复运动．
这是判断物体的运动是否是机械振动的条件．
(2)产生振动的条件：①振动物体受到 作用；②阻尼足够小．
往复回复力基础知识梳理2．回复力：使振动物体回到 位置的力．
(1)回复力时刻指向平衡位置；
(2)回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力；
(3)回复力可能是几个力的合力，可能是某一个力，还可能是某一个力的分力．
平衡基础知识梳理 3．平衡位置：振动物体所受
等于零的位置；也是振动停止后，振动物体所在的位置；平衡位置通常在振动轨迹的中点．
回复力基础知识梳理1 ．振动物体处于平衡位置时，是否处于平衡状态
【思考·提示】 1.振动物体处于平衡位置时不一定处于平衡状态，所受合外力不一定为零．如单摆，摆球经过平衡位置时，回复力为0，但摆球所受合力不为0，合力提供摆球做圆周运动的向心力．
基础知识梳理二、简谐运动 描述简谐运动的物理量
1．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向 的力作用下的振动．
受力特征：F＝－kx.
平衡位置基础知识梳理 (1)判断一个物体是否做简谐运动的依据是F＝－kx.
(2)简谐运动中所涉及的位移、速度、加速度的参照点，都是平衡位置．特别提醒基础知识梳理2．描述简谐运动的物理量
(1)位移(x)：由平衡位置指向振动质点所在处的有向线段，其最大值等于振幅．
说明：位移的起点是平衡位置．
基础知识梳理(2)振幅(A)：振动物体离开平衡位置的最大距离，等于振动位移的最大值．它反映了振动的 .振幅是标量．
(3)周期（T）和频率（f）；描述振动 的物理量，其大小由振动系统本身的性质决定，所以又叫固有周期和固有频率.
二者关系：强弱快慢基础知识梳理2 ．位移和速度的关系是怎样的？
【思考·提示】 2.速度和位移是彼此独立的物理量，振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向却有指向或背离平衡位置两种可能．
基础知识梳理三、两种基本模型
1．弹簧振子
(1)弹簧振子：如图11－1－1所示，
平衡位置为O.
(2)位移：由平衡位置指向 所在的位置．
(3)回复力：由弹簧的弹力提供．
图11－1－1振子基础知识梳理2．单摆
(1)单摆：把一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一质点，上端固定构成的装置．
(2)单摆振动可看作简谐运动的条件：α< .
注意：判断条件时α<5°.实验时α<10°.
5°基础知识梳理 ①单摆振动时的回复力不是线的拉力与重力的合力，而是由重力沿切线方向的分力提供．
②单摆振动时，线的张力与重力沿摆线方向的分力的合力提供向心力，使单摆做圆周运动．
③在小振幅的条件下(α<5°时)，单摆的回复力满足条件：F回＝－kx.名师点睛基础知识梳理基础知识梳理 (3)周期公式： ，式中
摆长l指悬点到摆球质心间的距离，g为单摆所在处的重力加速度．
(4)单摆的等时性：在小振幅摆动时，单摆的振动周期跟振幅和振子的质量都没关系．
基础知识梳理 四、简谐运动的图象
1．表示：横坐标为时间轴，纵坐标为某时刻质点的位移．
2．意义：表示振动质点的 随
变化的规律．
3．形状：正弦或余弦图线．如图11－1－2所示．
图11－1－2位移时间基础知识梳理4．简谐运动图象的应用
(1)直接从图象上读出周期和振幅．
(2)确定任一时刻质点相对平衡位置的位移．
(3)判断任意时刻振动物体的速度方向和加速度的方向．
(4)判断某段时间内振动物体的速度、加速度、动能及势能大小的变化情况．
基础知识梳理 (1)振动的图象不是振动质点的运动轨迹．
(2)计时点一旦确定，形状不变，仅随时间向后延伸．
(3)简谐运动的图象的具体形状跟计时起点及正方向的规定有关．特别提醒基础知识梳理五、简谐运动的能量
振动过程是一个动能和势能不断转化的过程．在任意时刻动能和势能之和等于振动物体的总机械能．简谐运动中 守恒．振动的振幅越大，能量越大．机械能等于它在平衡位置的动能或等于它在最大位移时的最大势能．
机械能基础知识梳理六、阻尼振动、受迫振动和共振
1．无阻尼振动：振幅不变的振动．如图11－1－3所示．
2．阻尼振动：振幅逐渐减小的振动．如图11－1－4所示．
图11－1－3图11－1－4基础知识梳理 (1)振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，振动停下来得也越快．
(2)阻尼过大时系统将不能发生振动．
(3)阻尼振动机械能不守恒．特别提醒基础知识梳理3．受迫振动：物体在 驱动力作用下的振动．
受迫振动的特点：(1)受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．
(2)受迫振动系统中的能量转化不再是系统内部动能和势能的转化．振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行着能量的交换，系统的机械能也时刻变化着．
周期性基础知识梳理4．共振：共振是一种特殊的受迫振动．当驱动力的频率跟物体的固有频率 时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．图11－1－5受迫振动的振幅A与驱动力的频率f驱的关系——共振曲线如图11－1－5所示， f固表示物体的固有频率，当f驱＝f固时，振幅最大．相等基础知识梳理 发生共振时，驱动力对振动系统在任一个周期内做正功，向系统输入能量，使系统的机械能逐渐增加，振动物体的振幅逐渐增大．当驱动力对系统做的功与系统克服摩擦和介质阻力做的功相等时，振动系统的机械能不再增加，振幅不再增大．名师点睛基础知识梳理5．共振的防止和应用
利用共振：使驱动力的频率接近直至等于振动系统的固有频率．如：共振筛、速度计．
防止共振：使驱动力的频率远离振动系统的固有频率．
课堂互动讲练一、对简谐运动基本特征的理解
1．动力学特征
F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数．
F＝－kx是判定一个物体是否做简谐运动的依据．
2．运动学特征
简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动．远离平衡位置时，x、F、a，Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反．
课堂互动讲练3．运动的周期性特征
相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置，且振动状态相同．
4．对称性特征
(1)相隔T/2或(2n＋1)T/2(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称．位移、速度、加速度大小相等，方向相反．
(2)质点在距平衡位置等距离的两个点上具有相等大小的速度、加速度，在平衡位置左右相等距离上运动时间也是相同的．
课堂互动讲练1．(2009年高考天津卷)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asint，则质点( )
A．第1 s末与第3 s末的位移相同
B．第1 s末与第3 s末的速度相同
C．3 s末至5 s末的位移方向都相同
D．3 s末至5 s末的速度方向都相同
课堂互动讲练课堂互动讲练5．能量特征
振动的能量包括动能和势能．简谐运动过程中，系统动能Ek与势能Ep相互转化，系统的机械能守恒．
课堂互动讲练 振幅是描述振动物体振动强弱的物理量，振幅的大小反映了系统能量的大小．特别提醒课堂互动讲练2．(2009年高考上海卷)做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( )
A．频率、振幅都不变
B．频率、振幅都改变
C．频率不变，振幅改变
D．频率改变，振幅不变
课堂互动讲练课堂互动讲练二、如何理解单摆周期公式
正确应用单摆周期公式是建立在正确理解公式的基础之上的，在理解时必须注意：等效摆长及等效重力加速度．
(1)l－等效摆长：摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离．如图11－1－6甲所示的双线摆的摆长l＝r＋Lcosα；乙图中小球在半径为R的光滑圆槽靠近A点振动，其等效摆长为l＝R.
课堂互动讲练(2)g－等效重力加速度：与单摆所处物理环境有关．
②单摆处于超重或失重状态下的等效重力加速度分别为g＝g0＋a、g＝g0－a.
图11－1－6课堂互动讲练三、简谐运动的图象
1．从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图11－1－7.
图11－1－7课堂互动讲练2．从最大位移处开始计时，函数表达式x＝Acosωt，图象如图11－1－8.
图11－1－8课堂互动讲练3．图象的应用
课堂互动讲练 1．简谐运动的图象并非振动质点的运动轨迹．
2．利用简谐运动的对称性，可以解决物体的受力问题，如放在竖直弹簧上做简谐运动的物体，若已知物体在最高点的合力或加速度，可求物体在最低点的合力或加速度．特别提醒课堂互动讲练 3．由于简谐运动有周期性，因此涉及简谐运动时，往往出现多解，分析时，应特别注意，物体在某一位置时，位移是确定的，而速度方向不确定，时间也存在周期性．课堂互动讲练3．(2010年山东济南模拟)弹簧振子做简谐运动，振动图象如图11－1－9所示，则( )
图11－1－9课堂互动讲练A．t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反
B．t1、t2时刻振子加速度大小相等，方向相反
C．t2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反
D．t2、t4时刻振子加速度大小相等，方向相同
课堂互动讲练解析：选A.从图象可以看出，t1、t2时刻振子处于同一位置，位移大小相同，方向一致，由简谐运动的定义可得：F＝－kx，所以，回复力、加速度大小相同，方向一致；由振动的对称性可知，速度大小相等，方向相反，A正确，B不正确．
课堂互动讲练t2、t3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置，位移大小相同，方向相反，由简谐运动的定义可得F＝－kx，所以，回复力、加速度大小相同，方向相反；由振动的对称性可知，它们的速度大小相等，方向相同，故C错；同理可知D不正确．
课堂互动讲练四、自由振动、受迫振动和共振的关系比较课堂互动讲练课堂互动讲练4.(2009年高考宁夏卷)某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是( )
A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小
B．当f＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大
课堂互动讲练C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0
D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f
解析：选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B正确．
高频考点例析一弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过O点时开始计时，经过0.3 s，第一次到达M点，再经过0.2 s第二次到达M点，则弹簧振子的周期为多少？
题型一 简谐运动的基本特征及应用例1高频考点例析图11－1－10高频考点例析如图乙所示，振子由O向B运动，由于对称性，在OB间必存在一点M′与M点关于O对称．故振子从M′经B到M所需时间与振子从M经C到M′所需时间相同，即0.2 s．振子从O到M′和从M′到O及从O到M所需时间相等，为(0.3高频考点例析【方法总结】 (1)弹簧振子的振动具有周期性、对称性，先由题意画出过程示意图进而求出周期．
(2)在同一位置P，振子的位移相同，回复力、加速度、动能和势能也相同，速度是大小相等，但方向可相同，也可相反．在关于平衡位置对称的两个位置，动能、势能对应相等，回复力、加速度大小相等，方向相反，速度大小相等，方向可相同，也可相反，运动时间也对应相等．
高频考点例析一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图11－1－11所示．
题型二 简谐运动图象的应用例2图11－1－11高频考点例析(1)求t＝0.25×10－2 s时的位移；
(2)在t＝1.5×10－2 s到2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
(3)在t＝0到8.5×10－2 s时间内，质点的路程、位移各多大？
【解析】 由图象包含的信息便可推出振动方程，求出任意时刻的位移及一般时间内各量变化的情况．
高频考点例析(1)由图象可知A＝2 cm，T＝2×10－2 s，振动方程为
高频考点例析(2)由图象可知在1.5×10－2s到2×10－2 s内质点的位移变大，回复力变大，速度减小，动能减小，势能变大．
(3)从t＝0到8.5×10－2 s的时间内质点的路程s＝17A＝34 cm，位移为0.
【答案】 见解析
高频考点例析【方法总结】 简谐运动的图象直观反映出位移随时间变化的规律，将振动图象与具体的振动过程联系起来是讨论简谐运动的好方法．由图象可以知道振动的周期、振幅，可以写出振动方程，可以求出不同时刻的位移，根据图象可确定速度大小、方向的变化趋势，还可以根据位移的变化判断加速度的变化及动能和势能的变化情况等．
高频考点例析如图11－1－12所示，在水平地面上有一段光滑圆弧形槽，弧的半径是R，所对圆心角小于10°，现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A，使其由静止下滑，则：题型三 单摆周期公式的灵活应用例3图11－1－12高频考点例析(1)球由M至O的过程中所需时间t为多少？在此过程中能量如何转化(定性说明)?
(2)若在MN圆弧上存在两点P、Q，且P、Q关于O对称，且已测得球A由P直达Q所需时间为Δt，则球由Q至N的最短时间为多少？
(3)若在圆弧的最低点O的正上方h处由静止释放小球B，让其自由下落，同时A球从圆弧右侧由静止释放，欲使A、B两球在圆弧最低点O处相遇，则B球下落的高度h是多少？
高频考点例析【思路点拨】 圆弧光滑且圆心角小于10°，故球的运动可等效为单摆．即球在圆弧上做简谐运动．从而利用简谐运动的周期性和对称性以及机械能守恒解决问题．
高频考点例析高频考点例析高频考点例析【答案】 见解析高频考点例析【方法总结】 (1)本题中弧的半径R可以等效为单摆的摆长．
(2)本题易出现的错误是简谐运动对称性和周期性的应用．由于简谐运动的对称性和周期性，经常出现多解问题．
高频考点例析一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图11－1－13甲所示，该装置可用于研究弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝题型四 受迫振动和共振的应用例4高频考点例析码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则高频考点例析图11－1－13高频考点例析(1)稳定后，物体振动的频率f＝__________Hz.
(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件？
答：_________________________.
(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理道理．
“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无结头”．
答：_________________________.
高频考点例析(2)物体振动能量最大时，即振幅最大，故应发生共振，所以应有T＝T0＝4 s.
(3)若单节车轨非常长，或无结头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有频率，即火车的振幅较小．
【答案】 (1)0.25 (2)T＝T0＝4 s (3)见解析高频考点例析【方法总结】 物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，当f驱＝f固时物体做受迫振动的振幅最大，即发生共振．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件74张PPT。第二节 机械波基础知识梳理一、机械波
1．定义：机械振动在介质中的传播，叫做机械波．
2．产生条件：(1)振源；(2)传播振动的介质．
3．分类
(1)横波：质点振动方向与波的传播方向 的波．
(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在 的波．
垂直同一直线上基础知识梳理4．波的特点
(1)每一质点都以它的 为中心作振动，后一质点的振动总是 于带动它的前一质点的振动．
(2)波传播的是振动的形式，质点并不随波而 .
(3)波是传递能量的一种方式．
(4)波可以传递信息．例如：语言——利用声波；广播、电视——利用无线电波；光缆——利用光波．
平衡位置落后迁移基础知识梳理二、描述波的物理量
1．波长λ
(1)定义：在波的传播方向上，两个 的在振动过程中相对平衡位置的 总是相等的质点之间的距离叫做波长．
相邻位移基础知识梳理(2)理解
①在横波中，两个 的波峰(或波谷)间的距离等于波长；在纵波中，两个 的密部(或疏部)间的距离等于波长．
②波的传播实质就是波形的平移，波形在一个周期内向前平移的距离等于一个 .
相邻相邻波长基础知识梳理2．频率f
波源的振动频率即波的频率．因为介质中各质点做受迫振动，其振动是由波源的振动引起的，故各个质点的振动频率都等于 的振动频率，不随介质的不同而变化．当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率 .
波源不变基础知识梳理3．波速v
单位时间内某一波的波峰(或波谷)向前移动的距离，叫波速．
基础知识梳理三、波的图象
1．波的图象
(1)坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点位移．
(2)意义：在波的传播方向上，介质中各个质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移．
(3)形状：正弦(或余弦)图象．
基础知识梳理2．简谐波图象的应用
(1)从图象上直接读出 和 .
(2)可确定任一质点在该时刻的位移．
(3)可确定任一质点在该时刻的加速度的方向．
(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向；若已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向．
(5)若已知波的传播方向，可画出在Δt前后的波形．沿传播方向平移Δx＝vΔt.
波长振幅基础知识梳理四、波的反射
波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．
1．波面：沿波传播方向的波峰(或波谷)在同一时刻构成的面．
2．波线：跟波面 的线，表示波的传播方向．
垂直基础知识梳理3．入射波与反射波的方向关系
(1)入射角：入射波的波线与反射面法线的夹角．
反射角：反射波的波线与反射面法线的夹角．
(2)在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同．
4．例证：夏日轰鸣不绝的雷声；在空房子里说话会听到声音更响．
人耳能区分相差 s以上的两个声音．
0.1基础知识梳理五、波的折射
1．折射现象
波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时， 发生偏折的现象．
2．折射规律
折射波的频率与入射波的频率 .波速和波长都发生了变化．
传播方向相同基础知识梳理3．折射定律
(1)内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第Ⅰ种介质中的 与波在第Ⅱ种介质中的 之比．
波速波速基础知识梳理六、波的叠加与波的干涉
1．波的叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．
基础知识梳理2．波的干涉
(1)条件： 相同的两列同性质的波相遇．
(2)现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样．
频率基础知识梳理七、波的衍射
波可以绕过障碍物继续传播的现象．衍射是波的特性，一切波都能发生衍射．
明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物尺寸跟波长 ，或者比波长 时，才能观察到产生明显的衍射现象．例如声波的波长一般比院墙大，“隔墙有耳”就是声波衍射的例证．
相差不多更小基础知识梳理 衍射是波特有的现象．特别提醒课堂互动讲练一、振动和波的联系与区别
1．两者的联系
(1)振动是波动的起因，波动是振动在介质中的传播．
(2)没有振动一定没有波动，但没有波动不一定没有振动．
课堂互动讲练2．两者的区别
(1)从研究对象看：振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近往复运动；而波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”．
(2)从运动原因看：振动是由于质点所受回复力的作用引起的；而波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的．
课堂互动讲练(3)从能量的变化看：振动系统的动能和势能相互转换，如果是简谐运动，在动能与势能相互转换过程中总的机械能保持不变；而波在传播过程中，由振源带动它相邻的质点运动，即振源将机械能传递给它的相邻质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此说波的传播过程也是一个能量传播过程，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来．
课堂互动讲练1．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A．有机械波必有振动
B．有机械振动必有波动
C．离波源远的质点振动周期长
D．波源停振时，介质中的波动不会立即停止
课堂互动讲练解析：选AD.一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A对B错；波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，都等于波源的振动周期，C项错；波源停止振动后，只要能量没有消耗完，已产生的波仍继续在介质中传播，不会立即停止，D项正确．
课堂互动讲练二、振动图象和波动图象的比较课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练 应用时要在准确理解两图象的物理意义的基础上，从图象上获取相关信息，根据已知信息，找出两图象共有的信息作为结合点，推知未知问题．特别提醒课堂互动讲练2．(2009年高考全国卷Ⅰ)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图11－2－1甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5 m和x＝4.5 m．P点的振动图象如图乙所示．
图11－2－1课堂互动讲练在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是( )
图11－2－2课堂互动讲练解析：选BC.该波的波长为4 m，PQ两点间的距离为3 m．当波沿x轴正方向传播时，P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰，B正确．当沿x轴负方向传播时，P点处于向上振动而Q点应处于波谷，C对．
课堂互动讲练三、波传播过程中的周期性、多解性
1．空间周期性
(1)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝0,1,2,3…)时，这两个质点的速度和对平衡位置的位移总是相同的，即它们的振动步调总相同．反之，当两质点的振动步调总是相同时，它们的平衡位置之间的距离一定是nλ(n＝0,1,2,3…)．
课堂互动讲练(3)沿波的传播方向，每经过nλ，波形会重复出现．课堂互动讲练2．时间周期性
(1)波传播过程中，每经过nT时间，波形会重复出现．
课堂互动讲练3．双向性
(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定．
(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定．
如：①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能．
②质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)的两种可能．
课堂互动讲练③只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能．
④只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能性．
解决此类问题中，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加nT；如知空间关系，则加nλ.
课堂互动讲练4．隐含性
在处理波动问题时，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态．这样，波形就有多种情况，形成相关波动问题的多值解．
以上各点都导致了波动问题的多解性．
课堂互动讲练特别提醒2．应用波的图象时要注意，波动多解问题一般先考虑波传播的“双向性”，再考虑“周期性”．课堂互动讲练四、质点振动方向与波传播方向的互判课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练特别提醒1.当用已知质点振动方向来判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只不过是上述方法的逆向思维．
2．波中各质点的起振方向是由波源的起振方向决定的，对横波来说，波源开始时向上振动，以后波传到哪个质点，该质点就一定先向上振动．课堂互动讲练3．(2010年茂名模拟)如图11－2－3所示为某一简谐横波在t＝0时刻的波形图，由此可知该波沿________方向传播，该时刻a、b、c三点中速度最大的是________点，加速度最大的是________点，从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是________点．若t＝0.02 s时，质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为________m/s.课堂互动讲练解析：由波的图象知，a点向上振动，a点为下坡点，所以波向x轴正方向传播．离平衡位置越近的点速度越大，a点速度最大，c点的回复力最大，所以加速度最大．从这一时刻开始，c向平衡位置振动，a向正最大位移处运动，b向负最大位移处振动，图11－2－3课堂互动讲练答案：x轴正 a c c 100课堂互动讲练五、波的干涉与波的衍射的比较课堂互动讲练课堂互动讲练特别提醒1.波的干涉和衍射现象都是波特有的现象，可以帮助我们区别波动和其他运动形式．
2．任何波都能发生衍射现象，区别在于现象是否明显．
3．只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象．高频考点例析如图11－2－4所示，A是波源，各质点之间的距离为1 m，当t＝0时，A开始向上振动，经过0.1 s第一次到达最大位移，此时波传播到C点，则下列说法中正确的是( )
题型一 波的形成及传播规律例1图11－2－4高频考点例析A．波的传播速度是10 m/s，周期是0.4 s
B．波的频率是2.5 Hz，波长是4 m
C．再经0.2 s，波传播到G点，E到达最大位移
D．波传播到J点时共历时0.45 s，这时质点H到达最大位移
高频考点例析【解析】 依题意建立t＝0.1 s时的机械波的模型，如图11－2－5所示，再经过0.2 s即从t＝0.1 s开始到t′＝0.3 s，此时刻的机械波的模型如图11－2－6所示．由此可推算出传播到质点J时，机械波的模型如图11－2－7所示，建立起这样的动态物理模型，本题的问题就明朗化了．
图11－2－5高频考点例析由于波动的形式是匀速地由A传播到C点，则波速
高频考点例析由分析知，t＝0.3 s和t＝0.45 s时刻波的图象如图11－2－6和图11－2－7所示，从中可知，t＝0.3 s时刻，波传播到质点G，质点E到达正最大位移处．t＝0.45 s时刻，波传播到J质点，质点H到达正最大位移处，所以该题正确答案为C、D.图11－2－6图11－2－7【答案】 CD高频考点例析【方法总结】 (1)要明确波在传播过程中，波的前沿的振动方向都是波源起振时的方向．
(2)要重视将物理问题模型化，画出物理过程的草图，把波动过程展现在大脑中，这有利于物理问题的解决．
高频考点例析图11－2－8甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．从该时刻起( )
题型二 波动图象与振动图象的综合应用例2图11－2－8高频考点例析A．经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
B．经过0.25 s，质点Q的加速度大于质点P的加速度
C．经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m
D．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向
高频考点例析【解析】 t＝0时刻从乙图可知甲图中P点振动方向沿y轴负方向，所以甲图中波沿x轴正向传播，甲图中各个质点的振动周期相同，均为0.2 s；经过0.35 s即7/4个周期，质点P位于正的最大位移(即波峰)，而质点Q正离开平衡位置向y轴负方向运动的过程中，位移还未达到最大值，故A正确；经过0.25 s即5/4个周期，质点P处于负向最大位移，而质点Q的位移未达到最大值，而加速度与位移大小成正比，故B错；根高频考点例析【答案】 AC高频考点例析【方法总结】 在分析波动图象和振动图象结合的问题时，应注意理解波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映，而振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映．往往要从振动图象找到某一质点在波动图中的那一时刻的振动方向，再确定它的其他情况．
高频考点例析(2008年高考北京卷)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波．一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s到达最大位移处，在这段时间内波传播了0.5 m．则这列波( )
A．周期是0.2 s
B．波长是0.5 m
C．波速是2 m/s
D．经1.6 s传播了8 m
题型三 简谐波的多解问题例3高频考点例析高频考点例析高频考点例析【答案】 D
高频考点例析【方法总结】 解决波动图象中的多解问题的一般思路
(1)首先分析出造成多解的原因．波动多解的主要原因有：
①波动图象的周期性．如由Δs＝nλ＋x，Δt＝nT＋t，求v出现多解．
②波传播的双向性．
(2)然后由λ＝vT进行计算，若有限定条件，再进行讨论．
高频考点例析(1)A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如图11－2－9所示．已知波的传播速度为v，图中标尺每格长度为l，在图中画出又经过t＝7l/v时的波形．
题型四 波的干涉和衍射现象例4图11－2－9高频考点例析(2)如图11－2－10所示，表示两列同频率相干水波在t＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为2 cm，波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点在B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是( )
图11－2－10高频考点例析A．A、C两点是振动的减弱点
B．E点是振动加强点
C．B、D两点在该时刻的竖直高度差为4 cm
D. t＝0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为2 cm
高频考点例析(3)如图11－2－11所示是观察水波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是( )
图11－2－11高频考点例析A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象
高频考点例析图11－2－12高频考点例析(2)图中B、D均为振动加强的点，E位于B、D的中线上，故E也是振动加强点，而A、C两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点．图中所示时刻，B点偏离平衡位置－4 cm，而D点偏离平衡位置4 cm，故二者竖直高度差为8 cm，再过0.05 s，两列波的波峰恰在E点相遇，故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm.故答案为A、B.
高频考点例析(3)由图可见两波纹间距λ与AB孔的大小接近，所以水波通过AB孔会发生明显的衍射．由于衍射后水波的频率不变，波速不变，因此水波的波长也不变．A、B选项正确．AB孔扩大后若破坏了明显衍射的条件时就不会看到明显的衍射现象，故C选项正确，D选项错误．此题重在理解障碍物尺寸和波长的相对大小关系，并以此作为判断明显衍射的条件．
【答案】 (1)如图11－2－12所示 (2)AB (3)ABC
高频考点例析【方法总结】 (1)加强、减弱点的判断法
①波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇一定加强．
高频考点例析(2)关于干涉和衍射，应注意以下问题
①衍射现象始终存在，只有明显、不明显的区别．
②干涉和衍射现象是波的特有现象．一切波都能发生干涉和衍射现象．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件12张PPT。本章优化总结知识网络构建机械振动 定义：物体在某位置附近所做的往复运动
回复力
物理量
简谐运动
受迫振动
形成：机械振动在介质中的传播
特点知识网络构建回复力定义：使物体回到平衡位置的力
产生：可能是物体所受的合力，也可能是某
一个力，还可能是某一个力的分力知识网络构建物理量振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离
位移：由平衡位置指向振子所在的位置
周期和频率：知识网络构建简谐运动受力特征：F=- kx
运动特征：基本模型弹簧振子
单摆
振动中的机械能：动能与势能的和做简谐振动的条件： θ < 10°
周期：
等时性：周期与振幅和质量无关位移图象：正弦或余弦曲线知识网络构建受迫振动定义：在周期性的驱动力作用下的振动
特征：
共振：f驱=f固时振幅A最大f=f驱，跟f固无关
f驱与f固相差越小，振幅A越大知识网络构建特点①介质中的质点在平衡位置附近振动，沿波的传播
方向，后一质点的振动滞后于前一质点
②波源振动一个周期，波沿传播方向传播一个波长知识网络构建机械波 分类
描述
特有现象知识网络构建分类横波
纵波知识网络构建描述图象
物理量意义：表示某一时刻介质中各质点的位移
性质：空间周期性、时间周期性、双向性
注意与振动图象的区别和联系频率f：由波源决定，等于波源的振动频率
波长λ：由波源和介质共同决定，描述波的空间周期性
波速v；由介质决定v= λ/T= λf知识网络构建特有现象衍射：明显衍射的条件
干涉：叠加
相干条件
干涉图样章末过关检测点击进入课件53张PPT。第十二章 光2011高考导航1.光的折射定律 Ⅱ
2．折射率 Ⅰ
3．全反射、光导纤维 Ⅰ
4．光的干涉、衍射和偏振现象 Ⅰ
实验十三：测定玻璃的折射率
实验十四：用双缝干涉测量光的波长2011高考导航命题热点1.本章的考点较多，主要考查一些基本概念和基本规律，如光的折射、折射率、全反射、临界角、光的干涉、衍射、偏振现象等．
2．在新课标教材中，此部分内容位于选修系列，根据新考纲的要求，高考会侧重于几何光学和物理光学的综合应用．第一节 光的折射 全反射基础知识梳理 一、光的直线传播
1．光源
光源是能自行发光的物体，它的特点是能将其他形式的能转化为
.光在介质中的传播就是 的传播．
光能能量基础知识梳理2．光的直线传播的条件及光速
(1)光在同种 介质中总是沿着直线传播，光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s，光在任何介质中的传播速度都小于c.
(2)若n为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度为v＝ .
均匀基础知识梳理二、光的折射
1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质时，在介面上光路发生 的现象．如图12－1－1所示．
图12－1－1改变基础知识梳理 2．折射定律：折射光线、入射光线和法线在 内；折射光线与入射光线分别位于 的两侧；入射角的正弦和折射角的正弦之比是一个
常数，即n＝ .
同一平面法线基础知识梳理 3．折射率
(1)定义：光从 射入
发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的 之比，叫做这种介质的折射率.
(2)表达式：n＝ .真空某种介质正弦基础知识梳理 (3)决定因素：由介质本身及光的
共同决定，与入射角、折射角的大小 ，与介质的密度 .
(4)折射率与光速的关系
介质的折射率等于光在 中的速
度与在 中的速度之比，即n＝ .
(5)光疏介质与光密介质
两种介质相比较，折射率大的介质叫 介质，折射率小的介质叫 介质．
频率无关无关真空介质光密光疏基础知识梳理特别提醒基础知识梳理介质的折射率与什么因素有关？
【思考·提示】 介质的折射率只由介质本身的性质决定，与入射角大小等无关．
基础知识梳理 三、全反射
1．定义：光从 射向
，当入射角增大到某一角度时，
光线将消失，只剩下 光线的现象．
2．条件
(1)光从 介质射向 介质；
(2)入射角 临界角．
光密介质光疏介质折射反射光密光疏大于或等于基础知识梳理3．临界角：指折射角等于 时的入射角．若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝ .
90°基础知识梳理(1)解释现象：如水中的气泡看起来特别亮．
(2)光导纤维
图12－1－2基础知识梳理①构造：如图12－1－2所示，它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生 .
②光纤通信的主要优点有容量大、衰减小、抗干扰性强等．
全反射基础知识梳理特别提醒(1)光从真空射入介质时，临界角C又可以理解为最大折射角．
(2)光从真空(或空气)射入介质时，在界面处既发生折射，又发生反射，而由介质射向真空(或空气)时，可能要发生全反射．基础知识梳理 四、棱镜和光的色散
1．三棱镜：横截面是
的三棱柱透明体，横截面是
三角形的棱镜为全反射棱镜．
2．光的色散说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种 组成的．
3．从光的色散可以看出：同一种介质对不同色光的折射率不同，对
光的折射率最小，对 光的折射率最大．
等边三角形等腰直角单色光红紫基础知识梳理特别提醒光的颜色是由光的频率决定的，由于光的频率由光源决定，在传播过程中不发生变化，所以光由一种介质进入另一种介质时，频率不变，颜色不变．课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练1．(2008年高考四川理综卷)如图12－1－3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一
图12－1－3次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为( )课堂互动讲练课堂互动讲练二、对全反射现象的理解
1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．
2．光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了．
课堂互动讲练3．光导纤维：简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间)，由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套大，光在内芯中传播时，在内芯与外套的界面上发生全反射．光纤通信就是利用了全反射原理．
课堂互动讲练2.一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃的表面，如图12－1－4所示．θ1代表入射角，则( )
图12－1－4课堂互动讲练A．当θ1＞45°时会发生全反射现象
B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°
C．当入射角θ1＝45°时，折射角θ2＝30°
D．当入射角θ1＝60°时，反射光线与折射光线垂直
课堂互动讲练由折射定律，要求θ2＝30°，课堂互动讲练得θ1＝45°，选项C正确．
折射线与反射线互相垂直，作出示意图，如图，
可知θ1′＋θ2＝90°，
又θ1＝θ1′，所以θ2＝90－θ1.
由折射定律
课堂互动讲练三、棱镜对光线的作用及各种色光的比较
1．棱镜对光线的作用
(1)光密三棱镜：光线两次均向底面偏折．
(2)光疏三棱镜：光线两次均向顶角偏折．
课堂互动讲练(3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)
①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出．
②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出．
课堂互动讲练名师点睛当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的虚像．课堂互动讲练2．各种色光的比较
课堂互动讲练 3.如图12－1－5所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于
图12－1－5BC面从P点射入，通过两三棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光( )课堂互动讲练A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大
B．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光
C．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行BC面
D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且不平行于BC面
课堂互动讲练课堂互动讲练速度，A对；又因红光折射率小，故红光在棱镜中的偏折角小于蓝光，由折射定律可知光线应向下偏折，如图所示；a点射出的应该是红光，b点射出的即为蓝光，B正确；光线从P点射入第一个棱镜后，将经历如图所示的光路，由几何关系可知：无论是红光还是蓝光，出射光和入射光都应平行，故C对D错．高频考点例析(2008年高考全国卷Ⅱ)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是( )
A．红光以30°的入射角入射
B．红光以45°的入射角入射
C．紫光以30°的入射角入射
D．紫光以45°的入射角入射题型一 光的折射定律、折射率的应用例1高频考点例析【思路点拨】 首先画出光路图，充分利用几何图形，结合不同色光的折射率n不同，再加以比较侧移距离的关系．本题应分两步来分析：一是同种色光，侧移距离与入射角的关系；二是入射角相同时不同色光侧移距离与折射率的关系．
高频考点例析【解析】 (1)对于同种单色光，设入射角为θ1，在第一个界面上的折射角为θ2，出射点到过入射点的法线的距离为l，如图12－1－6所示侧移距离为h，根据光的折射定律：
sinθ1＝nsinθ2①
h＝(d－x)sinθ1②
高频考点例析图12－1－6高频考点例析即同种单色光的侧移距离随入射角的增大而增大．
(2)对于不同单色光在入射角相同时，紫光比红光在同种介质中的折射率大．
h＝(d－x)sinθ1，所以紫光的侧移距离比红光的大．【答案】 D高频考点例析【方法总结】 (1)本题采用极值法与控制变量法易于判断比较．
(2)准确、规范地画出光路图是解决几何光学问题的前提和关键．
(3)从光路图上找准入射角和折射角，应用数学知识求出它们的正弦值．必要时可利用光路可逆原理辅助解题．
高频考点例析如图12－1－7所示，一立方体玻璃砖，放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面．若全反射临界角为42°，问：
题型二 全反射、临界角的应用例2图12－1－7高频考点例析(1)这条光线能否从侧面射出？
(2)若光线能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足何条件？
【解析】 (1)因为玻璃的临界角为C，所以不论入射角i为多少，折射角r总小于C＝42°，折射光在侧面的入射角i′总大于(90°－42°)＝48°>C，因而光线在侧面发生全反射而不能射出．
高频考点例析高频考点例析【方法总结】 分析光的全反射、临界角问题的一般思路：
(1)画出恰好发生全反射的光路．
(2)利用几何知识分析线、角关系，找出临界角．
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光路是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图．
高频考点例析一束白光从顶角为θ的三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过该镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图12－1－8所示，在
题型三 光的色散例3图12－1－8入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )高频考点例析A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．紫光最先消失，黄光最后消失
D．红光最先消失，黄光最后消失【解析】 作出白光的折射光路图，如图12－1－9所示，可看出白光从AB射入三棱镜后，由于紫光偏折大，
图12－1－9从而到达另一侧面AC时的入射角较大，高频考点例析【答案】 B
高频考点例析【方法总结】 分析不同色光折射问题时：
(1)应从折射率大小关系入手，根据折射定律，正确画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础，同时也便于观察二次折射(或反射)的入射角．
(2)正确推导在同一种介质中色光的临界角的关系，是解决此类问题的关键．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件63张PPT。第二节 光的波动性基础知识梳理 一、光的干涉
1．光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被 ，出现亮纹，某些区域的光被 ，出现暗纹，且 区域和 区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象．
2．干涉的条件：两列 相同、
情况完全相同的光相遇．
加强减弱亮条纹暗条纹频率振动基础知识梳理3．典型的干涉实验
(1)双缝干涉
①产生明暗条纹的条件：双缝处光振动情况完全相同，光屏上某点与两个狭缝的路程差是光波 的整数倍处出现 ，与两个狭缝的路程差是半波长的 倍处出现暗条纹．
波长亮条纹奇数基础知识梳理 ②条纹的特点：相邻明条纹(或暗
条纹)的间距 ，且Δy＝ λ，其中λ
为波长，d为双缝间距，l为缝到屏的距离．实验装置不变的条件下， 干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹的间距最小；若换用白光，在屏上得到
条纹，且中央为白色．
相等红光彩色基础知识梳理 (2)薄膜干涉及其图样特点
①薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)
两表面的反射光波相遇而形成的干涉．
②图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜厚度 ，单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状的 的条纹，白光入射时形成彩色条纹.前后相同明暗相间基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理特别提醒(1)只有相干光才能形成稳定的干涉图样．
(2)单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．基础知识梳理 二、光的衍射
1．光的衍射：光绕过 偏离
传播的现象．
2．光发生明显衍射的条件：只有当障碍物的 可以与光的波长相比，甚至比光的波长还 的时候，衍射现象才会明显．
直线障碍物尺寸小基础知识梳理 3．衍射条纹的特点：单色光的衍射图样为中间 且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央 且 ；白光的衍射图样为中间
且亮的 ，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．
4．泊松亮斑：当光照到不透明的小圆板上，在圆板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)．
宽窄暗宽白色条纹基础知识梳理三、光的偏振
1．偏振：横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振．
2．自然光：在与光波传播方向垂直的平面内光振动(指E的振动)沿各个方向 都相同．如由太阳、电灯等普通光源发出的光．
振动强度基础知识梳理3．偏振光：在与光波传播方向垂直的平面内只有沿着某一个 振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．
4．应用：利用偏振片摄影、观看立体电影等．
特定方向基础知识梳理特别提醒(1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．
(2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．课堂互动讲练一、对光的干涉现象的理解
1．干涉与衍射的比较
课堂互动讲练课堂互动讲练特别提醒要正确区分干涉和衍射，关键是理解其本质，双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹是极多且复杂的相干光的叠加． 课堂互动讲练2．获得相干光源的方法
(1)为了获得相干光源，科学家们采用了“一分为二”的方法：将同一列光波分解成两列光波，它们具有相同的频率和恒定的相位差，经过不同的路程然后相遇，产生稳定的干涉现象．杨氏实验和薄膜干涉的相干光源都是这样获得的．
课堂互动讲练(2)由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定具有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象．
课堂互动讲练3．两种典型的干涉现象
(1)双缝干涉实验
双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏间的距离为l，屏上一点P到双缝距离分别为r1和r2，由图12－2－1可以知双缝S1和S2到屏上P点的路程差为Δδ(光程差)．
Δδ＝r2－r1
课堂互动讲练若光程差Δδ是波长λ的整数倍，即Δδ＝nλ(n＝0,1,2,3…)，P点将出现亮纹，如图12－2－1甲所示．
图12－2－1课堂互动讲练课堂互动讲练1.如图12－2－2所示，在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动一些，则( )
图12－2－2课堂互动讲练A．不再产生干涉条纹
B．仍可产生干涉条纹，其中央亮纹的位置不变
C．仍可产生干涉条纹，其中央亮纹的位置略上移
D．仍可产生干涉条纹 ，其中央亮纹的位置下移
课堂互动讲练解析：选D.S稍向上移动，则S、S1的间距稍减小，S、S2的间距稍增大，从S发出的光到达S2稍滞后一些，则由S发出的光经S1、S2后到达光屏上光程差为零的点必在P点的下方．
课堂互动讲练(2)薄膜干涉
如图12－2－3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′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．
图12－2－3课堂互动讲练①在P1、P2处，在两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δδ等于波长的整数倍
Δδ＝nλ(n＝1,2,3…)
波峰和波峰叠加，波谷和波谷叠加，使光波振动加强，形成亮条纹．
课堂互动讲练反射回来的两列光，波峰和波谷叠加，使光波振动抵消，形成暗条纹．
根据上述分析，可知在薄膜上形成明暗相间的干涉条纹．课堂互动讲练2．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图12－2－4所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，图12－2－4课堂互动讲练B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，A均匀膨胀，在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则( )课堂互动讲练A．出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
课堂互动讲练解析：选BD.出现最亮时，为B的下表面反射光与A上表面的反射光叠加后加强，A错，B对；薄膜干涉中，当薄膜厚度为光在薄膜中半波长的整数倍，反射光加强，为最亮，因此温度由t1升至t2时的高度变化为1/2波长，C错，D对．
课堂互动讲练二、光的干涉与衍射在实际中的应用
课堂互动讲练2．薄膜干涉的应用
(1)检查精密零件的表面是否平整
?如图12－2－5所示，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层，单色光从上面照射，入射光图12－2－5在空气层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状来确定工件表面的情况．课堂互动讲练课堂互动讲练三、对光的偏振现象的理解及应用
1．自然光与偏振光的区别
除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光．
(1)自然光：在任意一个垂直于光传播方向振动的光波的强度都相同．
(2)偏振光：在垂直于光波传播方向的平面内，只沿某一个特定方向上振动的光．
课堂互动讲练2．偏振光的产生方式
(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．
(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．
课堂互动讲练3．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
课堂互动讲练特别提醒偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振化方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收． 课堂互动讲练3．如图12－2－6所示，P是一偏振片，P的偏振化方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种光束照射P时能在P的另一侧观察到透射光？( )
图12－2－6课堂互动讲练A．太阳光
B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光
D．沿与竖直方向成45°角振动的光
解析：选ABD.光是横波，振动方向与传播方向互相垂直，振动方向垂直于偏振片的偏振化方向的光不能通过偏振片，其他方向的光可以全部或部分通过偏振片，故应选A、B、D.
高频考点例析如图12－2－7所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮纹还是暗条纹？
题型一 双缝干涉形成明暗条纹的分析例1图12－2－7高频考点例析(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m.
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.
【思路点拨】 首先计算A、B两种光的波长，根据波长与P到两光源的路程差的关系判断P处是亮纹还是暗纹．
高频考点例析【解析】 (1)设A光在空气中的波长为λ1，在介质中的波长为λ2，
从S1和S2到P点的光的路程差Δδ是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹．
高频考点例析(2)根据临界角与折射率的关系
由此可知，B光在空气中的波长λ2为：
λ2＝nλ介＝5.25×10－7m，
可见，用B光做光源，P点为亮条纹．
【答案】 (1)暗条纹 (2)亮条纹高频考点例析【方法总结】 (1)这类题目的解题关键是看光的路程差是波长的整数倍还是半波长的奇数倍，从而确定是明条纹还是暗条纹．
(3)频率不同的光不符合形成干涉的条件，故无法得到干涉图样．
高频考点例析利用薄膜干涉的原理可以检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题：
题型二 薄膜干涉的应用例2(1)用图12－2－8的装置检查平面时，获得图12－2－9中甲、乙两个干涉图象，分析甲、乙对应的被检查平面的情况．
图12－2－8高频考点例析(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？
图12－2－9高频考点例析【思路分析】 (1)干涉图象条纹间距变小，说明被检查平面某处凹下，造成样板和被检查平面间的空气薄膜厚度的变化．反之，条纹间距变大，说明被检查平面某处凸起．
高频考点例析【解析】 (1)由甲、乙干涉图象条纹间距的变化，可确定甲图中条纹弯曲的地方，对应被检查平面有凹下的地方，乙图中条纹弯曲的地方对应被检查平面有凸起来的地方．
(2)若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：
高频考点例析【答案】 (1)见解析 (2)1×10－7 m
高频考点例析高频考点例析如图12－2－10所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分代表亮纹)．那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是( )
题型三 干涉与衍射图样的区别例3高频考点例析A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫图12－2－10高频考点例析【解析】 由于双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．又双缝干涉条纹的宽度(即相邻明、暗条纹间距)Δx与两缝间距离d、狭缝到屏的距离l以及光波的波长λ有关，其关系为Δx＝lλ/d，在l，d都不变的情况下，干涉条纹间距Δx与波长λ成正比，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分高频考点例析别对应于红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，而黄光波长比紫光波长长，则黄光中的中央条纹又宽又亮，于是，2、4分别对应于紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄．
【答案】 B
高频考点例析【方法总结】 单缝衍射条纹的特点是中间条纹亮、宽，两侧条纹暗、窄，间距不等．对于不同宽度的单缝，波长一定时，窄的中央条纹宽，各条纹间距大；当单缝不变时，光波波长越长的中央亮纹越宽，条纹间隔越大．白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹、两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．泊松亮斑条纹的特征：中央有亮点，周围的暗环较宽．泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的界线没有小孔衍射的明暗条纹界线明显，间距也是不均匀的．
高频考点例析如图12－2－11是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所带的偏光眼镜的配置情况，其中正确的是( )
题型四 光的偏振现象及应用例4高频考点例析图12－2－11高频考点例析【解析】 立体电影是利用光的偏振现象来实现的．两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景，并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映，观众所戴的眼镜左、右镜片的检偏方向正好也相互垂直，只有检偏方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光，这样，两只镜片分别只能透过来自两部放映机中某一部的偏振光，则观众同时能获得两束带有不同信息的光线，在脑海中便能复合成立体感很强的场景．所以B图所示情况正确．
【答案】 B
高频考点例析【方法总结】 在跟光传播方向垂直的平面内，某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光，如自然光经偏振片作用后的光．只有横波才有偏振现象，光是电磁波，电场强度E和磁感应强度B均与传播方向垂直，所以光有偏振现象．由自然光获得偏振光的方法是：高频考点例析(1)让自然光通过偏振片；
(2)让自然光在介质表面以适当的角度入射，相互垂直的反射光和折射光都是偏振光．自然光经两个相互垂直的偏振片后光强为零，经一个偏振片后光强变为原来的一半．常见的偏振光的应用有全息照相、立体电影、消除车灯眩光等．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件5张PPT。本章优化总结知识网络构建光折射定律
光的波动性知识网络构建折射定律内容应用全反射定义
条件折射率：棱镜——色散由光密介质光疏介质
入射角大于等于临界角临界角：知识网络构建光的波动性光的干涉杨氏双缝干涉
薄膜干涉相干光源的获得
方法
图样特征
条纹间距：图样特征
应用检查工作表面平
整度
增透膜交的衍射光的干涉单缝衍射
圆孔衍射
泊松亮斑自然光
偏振光章末过关检测点击进入课件61张PPT。第十三章 电磁波斯 相对论2011高考导航1.变化的磁场产生电场、变化的电场产
生磁场、
电磁波及其传播 Ⅰ
2．电磁波的产生、发射和接收 Ⅰ
3．电磁波谱 Ⅰ
4．狭义相对论的基本假设 Ⅰ
5．质速关系、质能关系 Ⅰ
6．相对论质能关系式 Ⅰ2011高考导航命题热点1.本章的知识点较多，但在高考中要求较低，全部是Ⅰ级要求，主要包括麦克斯韦的电磁场理论、电磁场和电磁波的概念、无线电波的发射和接收以及电磁波谱、相对论的初步了解等．
2．根据新课标考纲对本章的要求及历年高考对本章的考查情况可知，高考单独对本章知识出大题的几率不大，一般是以大题中一问的形式出现．基础知识梳理一、电磁振荡与麦克斯韦的电磁场理论
1．电磁振荡
(1)振荡电流和振荡电路
大小和方向都做 的电流叫做振荡电流．
产生振荡电流的电路叫振荡电路，由电感线圈L和电容器C组成的电路是一种基本的振荡电路，如图13－1所示，叫做LC振荡电路．图13－1周期性变化基础知识梳理(2)电磁振荡的产生及其周期和频率
①LC振荡电路的振荡电流是由于电容器通过自感线圈(自感线圈要产生自感电动势 ，阻碍线圈中电流的变化)不断充电、放电，从而使电路中出现了大小、方向随时间按正弦规律变化的振荡电流．
LC振荡电路产生振荡电流的过程中，线圈周围的磁场能和电容器里的电场能不断地互相转化．
基础知识梳理图13－2表示振荡过程中电路中的电流和极板上的电荷量的周期性变化(未画磁感线)．
图13－2基础知识梳理 ②周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间叫做电磁振荡的 .1 s内完成周期性变化的次数叫做电磁振荡的 .对LC电路产生的电磁振荡，其周期和频率由电路本
身性质决定：T＝ ，f＝ .
周期频率基础知识梳理2．电磁场
(1)麦克斯韦电磁场理论：变化的电场在周围空间产生 ，变化的磁场在周围空间产生 .
(2)电磁场：变化的电场在周围空间产生磁场，变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一场，这就是 .
磁场电场电磁场基础知识梳理特别提醒恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)．
基础知识梳理二、电磁波
1．电磁波： 由近及远的传播形成电磁波．
2． 从理论上预言了电磁波的存在， 用实验成功地证实了电磁波的存在．
电磁场赫兹麦克斯韦基础知识梳理3．电磁波的特点
(1)电磁波在空间传播 介质．
(2)电磁波是 波．
(3)电磁波传播的是电磁场的 .
4．电磁波的波速、波长和频率的关系为v＝λf，电磁波在真空中的传播速度为 .不需要能量横光速基础知识梳理特别提醒电磁波不同于机械波，机械波传播必须有介质，而电磁波传播不需介质，机械波的波速仅取决于介质，而电磁波的波速与介质及波的频率均有关系．
基础知识梳理 三、无线电波的发射与接收
1．无线电波的发射
(1)要向外发射无线电波，振荡电路必须具有如下特点：第一，要有
的频率；第二，采用 电路，使电场和磁场分散到尽可能大的空间．
足够高开放基础知识梳理 (2)利用无线电波传递信号，要求发射的无线电波随信号而改变．使无线电波随各种信号而改变叫 .常用的调制方法有 和 两种．使高频振荡的振幅随信号而改变叫做
，经过调幅以后发射出去的无线电波叫做 .使高频振荡的频率随信号而改变叫做 ，经过调频以后发射出去的无线电波叫做调频波．
调制调幅调频调幅调幅波调频基础知识梳理 2．无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率 时，激起的振荡电流 ，这就是电谐振现象．
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做 ，能够调谐的接收电路叫做
电路．
(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做 .检波是调制的逆过程，也叫做 .
相同最强调谐调谐检波解调基础知识梳理四、电视与雷达
1．电视
在电视发射端，摄取景物并将景物反射的光转换为 的过程叫做摄像，这个过程是由摄像管来完成的．
在电视接收端，将 还原成像的过程，由电视接收机的显像管来完成．伴音信号经检波电路取出后，送到扬声器，扬声器便伴随电视屏幕上的景像发出声音来．
电信号电信号基础知识梳理2．雷达
雷达是利用 来测定物体位置的无线电设备．当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现出一个尖形波；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出二个尖形波．根据两个波的距离，可直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的 ，再根据发射无线电波的方向和仰角，便可确定障碍物的 .
无线电波距离位置基础知识梳理五、电磁波谱
1．电磁波谱：按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱．
按波长由长到短排列的电磁波谱为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．
基础知识梳理2.无线电波：波长大于 (频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信和广播．
3．红外线：红外线是一种光波，波长比无线电波 ，比可见光 ，所有物体都会发射 ，红外线的主要作用是 ，可用于勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等．
1 mm短长红外线发热基础知识梳理 4．可见光：波长在 到
之间．
5．紫外线：紫外线具有较高的能量，可以灭菌消毒，太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收．
700 nm400 nm基础知识梳理6．X射线和γ射线
(1)X射线能够穿透物质，在医学上，可用于人体内脏透视，在工业上，可用于检查金属零件内部的缺陷．
(2)γ射线具有很高的能量，能够破坏生命物质，在医学上可以摧毁病变细胞治疗癌症．γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属内部的缺陷．基础知识梳理特别提醒电磁波谱中，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，但它们产生的机理不同．
基础知识梳理六、相对论
1．经典相对性原理
(1)牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫惯性系，相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系．
(2)伽利略相对性原理
力学规律在任何惯性系中都是相同的．
基础知识梳理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，一切物理定律都是相同的．
(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，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．
基础知识梳理3．相对论的质速关系
(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：
(2)物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0.
基础知识梳理特别提醒回旋加速器中被加速的粒子，在速度增大后质量增大，因此做圆周运动的周期变大，它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步，回旋加速器粒子的能量受到了限制．
基础知识梳理4．相对论的质能关系
用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦的质能方程为：E＝mc2.
课堂互动讲练一、理解麦克斯韦电磁场理论应注意的问题
1．变化的磁场在空间产生的电场，与自由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体、有无闭合电路无关．
2．均匀变化的磁场产生稳定的电场．“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度的变化量相同，即磁感应强度对时间的变化率恒定．
课堂互动讲练1．根据麦克斯韦电磁场理论，下述正确的有( )
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场
课堂互动讲练解析：选D.变化的电场周围才会产生磁场，恒定的电场周围不会产生磁场，同理，恒定的磁场周围也不会产生电场，所以选项A错．随时间做均匀变化的电场，其变化率是常量，故周围产生的磁场是恒定的，同理，均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的，所以选项B、C不对．电场周期性变化，其周围产生的磁场一定随之周期性变化，且变化周期相同，所以选项D正确．
课堂互动讲练 理解麦克斯韦的电磁场理论时要注意区别“变化”、“均匀变化”、“周期性变化”等概念．名师点睛课堂互动讲练二、电磁波与机械波的比较
课堂互动讲练 1.同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中速度小．
2．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率高则波速小．
3．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同，即等于光速．特别提醒课堂互动讲练 4．电磁波可以脱离“波源”而独立存在，电磁波发射出去以后，产生电磁波的波源停止发射后，在空间的电磁波仍继续传播．课堂互动讲练2.(2008年高考广东卷)关于机械波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )
A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们有可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
课堂互动讲练解析：选A.机械波和电磁波都具有波共有的特征，但它们有本质的区别，它们的产生，传播等条件不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故A项正确，B、C错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中速度相同，在不同介质中波速不同，与介质频率均有关，D项错误，故应选A.
课堂互动讲练三、电磁波谱的分析应用衍
射
能
力
减直
线
传
播
能
力
增
强课堂互动讲练衍
射
能
力
减直
线
传
播
能
力
增
强课堂互动讲练 1.频率和波长不同的电磁波，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显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同．特别提醒课堂互动讲练3．关于红外线的以下说法中正确的是( )
A．不同的物体辐射红外线的波长和强度不同，可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
B．利用红外线的热效应对物体进行烘干
C．利用红外线波长较长，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影
D．利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测
课堂互动讲练解析：选ABCD.由于红外线是一种光波，一切物体都在不停地对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射性强一些．由于红外线的热效应，可用来烘干，又由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线，其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征．所以选项中的A、B、C、D正确．
课堂互动讲练四、相对论的简单知识
高频考点例析根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的有( )
A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
题型一 麦克斯韦电磁场理论例1高频考点例析【解析】 麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场．对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，由变化的磁场产生电场的规律与以上类似，故正确答案为BD.
【答案】 BD
高频考点例析【方法总结】 解决这类题目的关键：
紧紧抓住麦克斯韦电磁场理论的要点，并深刻理解．不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，但如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的，如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场，反之也成立．
高频考点例析LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图13－3所示，则( )
A．在时刻t1，电路中的电流最大
题型二 与电磁振荡有关的基本问题例2图13－3B．在时刻t2，电路中的磁场能最大
C．在时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．在时刻t3至t4，电容器的带电荷量不断增大高频考点例析【解析】 t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最多，选项A错误，B正确；在t2至t3的过程中，从图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，选项C正确；而在t3至t4的过程中，电容器两极板电压减小，带的电荷量同时减少，选项D错误．
【答案】 BC
高频考点例析【方法总结】 电流跟磁场对应，电荷量跟电场对应．而电压跟电荷量变化趋向一致，故据图示电压的变化可得到磁场能的变化．由能量守恒得电场能的变化，再据电流与电场能的对应关系得电流的变化．高频考点例析某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs.
(1)雷达工作时，应用了电磁波中哪个波段？
(2)该电磁波的频率为多少？
(3)该雷达的最大侦察距离是多少？
题型三 电磁波传播的应用例3高频考点例析【思路点拨】 电磁波在空气中的传播速度可以认为等于光速c，由c＝λf可求频率．根据脉冲波的持续时间，计算雷达发射和反射波的传播距离，从而求出侦察距离．
高频考点例析【解析】 (1)由λ＝20 cm，该雷达用的电磁波属于无线电波中的微波波段．
(2)根据c＝λf
(3)电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
高频考点例析【答案】 (1)微波波段
(2)1.5×109 Hz
(3)30 km高频考点例析【方法总结】 (1)当反射波形与发射波形对应的时间间隔等于发射脉冲的时间间隔时，雷达的侦察距离最大，s＝cΔt/2.
(2)要增大雷达的最大侦察距离，必须相应地延长发射脉冲的时间间隔，即减少每秒发射的脉冲数．
(3)因电磁波在传播过程中不可避免地要损失能量，因此要提高雷达的侦察能力，增大最大侦察距离，最根本的还在于提高雷达的发射功率．
高频考点例析地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求
(1)A上的乘客看到B的相对速度．
(2)B上的乘客看到A的相对速度．
题型四 相对论初步知识的应用例4高频考点例析【解析】 (1)在A上看，将A参考系作为静止的惯性系，则地球对A的速度v＝－2.5×108 m/s，飞船B对地球的速度u′＝2.0×108 m/s，则A上的乘客看到B的相对速度
≈－1.125×108 m/s
方向与A的速度方向相反．
高频考点例析(2)B看A则相反为1.125×108 m/s.
方向与A的速度方向相同．
【答案】 (1)1.125×108 m/s，与A的速度方向相反
(2)1.125×108 m/s，与A的速度方向相同
高频考点例析高频考点例析现在有一个物体静止时的质量是m，如果使物体具有一个速度v＝0.6c，其中c为光在真空中的速度，根据相对论质量理论，物体的质量是变大了还是变小了？变成了多少？题型五 质能方程的简单应用例5高频考点例析【解析】 根据相对论理论，物体的质量随物体的运动而变化，并且速度越大，质量越大，所以物体的质量将变大．
高频考点例析【方法总结】 物体的质量与其能量相对应，具体关系为质能方程：E＝mc2.需注意物体具有的能量应理解为包括动能在内的各种形式能的总和，通常涉及到的是物体速度改变导致能量的改变，进而导致质量的改变．
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