第4节 光的波动性 电磁波 相对论
一、光的干涉、衍射及偏振
1．光的干涉
(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定。
(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色条纹，其余为彩色条纹。
2．光的衍射
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的时候，衍射现象才会明显。
3．光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。
(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光。
②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振现象说明光是一种横波。
二、电磁场 电磁波 相对论
1．电磁波的特点
(1)电磁波是横波，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向垂直。
(2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c＝3×108 m/s。
(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量。
(4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象。
2．相对论的简单知识
(1)狭义相对论的基本假设：
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。
(2)时间和空间的相对性：
①时间间隔的相对性
Δt＝。
②长度的相对性
l＝l0。
(3)相对论速度变换公式：u＝。
(4)质能方程：E＝mc2。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。 (√)
(2)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。
(×)
(3)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。
(×)
(4)自然光是偏振光。 (×)
(5)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播便形成了电磁波。
(×)
(6)在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短。 (√)
(7)光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的。 (√)
2．(多选)在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光的现象，下列现象中属于光的干涉的是( )
A．洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象
B．小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象
C．雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象
D．用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象
BC [A属于光的色散现象；B、C属于光的薄膜干涉现象；D属于光的单缝衍射现象。]
