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2025高考物理步步高同步练习选修1第四章光5光的衍射[学习目标]1.知道光的衍射现象,了解产生明显衍射现象的条件(重点)。2.知道衍射条纹的特点,会区分衍射条纹和干涉条纹(重难点)。一、光的衍射1.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了相当宽的地方。这就是光的衍射现象。2.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹。3.发生明显衍射现象的条件:在障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候,衍射现象十分明显。有同学说:“光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿着直线传播,光不再发生衍射现象”,这种说法对吗?答案不对。衍射现象是一定会发生,大光斑说明光是沿直线传播的,衍射现象不明显,但大光斑的边缘模糊,正是光的衍射造成的。三种衍射图样的特点:1.单缝衍射(1)单色光通过狭缝时,在屏上出现明暗相间的条纹,中央条纹最宽最亮,两侧的亮条纹逐渐变暗变窄;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。(2)波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,条纹间距大;单缝不变时,光波波长大的中央条纹宽,条纹间距大。2.圆孔衍射:光通过小孔(孔很小)时,在光屏上出现明暗相间的圆环。如图所示。(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)圆孔越小,中央亮斑的直径越大,同时亮度越弱。(3)用不同单色光照射圆孔时,得到的衍射图样的大小和位置不同,波长越大,中央圆形亮斑的直径越大。(4)白光的圆孔衍射图样中,中央是大且亮的白色光斑,周围是彩色的同心圆环。3.圆板衍射(泊松亮斑)(1)若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物,会发现在影的中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。(2)中央是亮斑(与圆孔衍射图样中心亮斑比较,泊松亮斑较小),圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。(1)衍射条纹和干涉条纹都是明暗相间的,所以二者是一样的。(×)(2)只有波长长的光才发生衍射现象。(×)(3)白光的单缝衍射图样是黑白相间的直条纹。(×)例1让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的圆孔,当此圆孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时,在孔后的屏上将先后出现的现象是(遮住侧面光)()A.圆形光斑倒立的烛焰明暗相间的圆环B.明暗相间的圆环圆形光斑倒立的烛焰C.倒立的烛焰圆形光斑明暗相间的圆环D.圆形光斑明暗相间的圆环倒立的烛焰答案A解析当圆孔较大时,屏上出现一个圆形光斑,随着圆孔缓慢地收缩,光斑逐渐变小;当圆孔小到一定程度时,屏上会出现倒立的烛焰,即小孔成像;继续使圆孔缓慢收缩,当圆孔的大小与光波波长相差不多时,在屏上可以观察到明暗相间的圆环,即圆孔衍射的图样;当孔闭合时,屏上就会一片黑暗,故A正确。例2如图所示,甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A.甲、乙是光的衍射图样B.丙、丁是光的衍射图样C.形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短D.形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短答案B解析干涉条纹是等间距的条纹,因此题图甲、乙是干涉图样,题图丙、丁是衍射图样,故B正确,A错误;由Δx=eq\f(l,d)λ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长长,故C错误;形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长长,故D错误。针对训练一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹,现将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到()A.与原来相同的明暗相间条纹,只是亮条纹比原来暗些B.与原来不相同的明暗相间条纹,而中央亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的亮条纹D.无条纹,只存在一片红光答案B解析挡住一缝后,在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现亮条纹,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间距的明暗相同的条纹,而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹且亮条纹的亮度减弱,且衍射图样中央亮条纹较宽,故选B。单缝衍射与双缝干涉的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件狭缝足够小(发生明显衍射)频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等,中央条纹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中央条纹最亮,越向两侧条纹越暗各条纹亮度基本相同相同点干涉、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例3(多选)在抽制很细的金属丝的过程中,可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示,在抽丝机的细丝出口附近,用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝,在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况),便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置,下列说法中正确的是()A.这是利用光的直线传播规律B.这是利用光的衍射现象C.如果屏上条纹变宽,表明细丝粗了D.如果屏上条纹变宽,表明细丝细了答案BD解析由题意知明暗相间亮斑的形成是单缝衍射现象,故A错误,B正确;缝变窄,则条纹宽度变宽,如果屏上条纹变宽,表明细丝变细,故C错误,D正确。二、衍射光栅1.构成衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。2.原理增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。3.透射光栅和反射光栅在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕,刻痕产生漫反射而不太透光,未刻的部分相当于透光的狭缝,这样就做成了透射光栅。如果在高反射率的金属上刻痕,就可以做成反射光栅。例4(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是()A.衍射光栅是由许多等宽的狭缝组成的B.增加狭缝的个数,因衍射条纹的宽度将变宽,所以亮度将会增加C.透射光栅中有刻痕的部分相当于透光的狭缝D.当光通过光栅时,每个狭缝均起到单缝衍射的作用答案AD解析衍射光栅由一系列等距的平行刻痕或狭缝组成,刻痕处发生漫反射而不透光,未刻痕的部分相当于透光的狭缝,故C错误,A正确;增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将会增加,B错误;当光通过光栅的狭缝时,光线发生衍射现象,D正确。课时对点练考点一光的衍射1.关于光的衍射现象,下列说法不正确的是()A.衍射条纹是光波的相互叠加的结果B.光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线绕过障碍物继续传播的现象C.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论D.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据答案C2.(2022·枣庄市检测)下列现象中属于光的衍射现象的是()A.雨后天空美丽的彩虹B.阳光下肥皂膜的彩色条纹C.光通过三棱镜产生的彩色条纹D.对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹答案D解析雨后天空美丽的彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫作光的色散现象,A错误;日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉,故B错误;一束白光通过三棱镜产生的彩色条纹属于光的折射现象,故C错误;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹,属于单缝衍射,故D正确。3.某同学使用激光器做光源,在不透光的挡板上开一条宽度为0.05mm的窄缝(水平),进行光的衍射实验,如图所示,则他在光屏上看到的条纹是()答案D解析单缝衍射条纹中间宽,两侧越来越窄,又由于单缝是水平的,故衍射条纹也是水平的,D对。4.(2022·重庆八中高二月考)在大山后面的屋舍听广播(信号波长为1~100m)要比看电视(信号波长为1~3m)的效果好,这是由于()A.广播信号更容易发生明显的衍射现象B.电视信号更容易发生明显的衍射现象C.广播信号更容易发生明显的干涉现象D.电视信号更容易发生明显的干涉现象答案A解析听广播效果好,是因为广播信号的波长比电视信号的波长长,更容易发生明显的衍射现象,绕到大山后面,故选A。考点二单缝衍射和双缝干涉的比较5.(2022·南通市高二期中)下列光现象中,光学原理与其他各项不同的是()答案A解析A中图像是由于光的干涉形成的,B、C、D中的图像是由于光的衍射形成的。6.下列四种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样(黑色部分表示亮纹,保持缝到屏距离不变)。其中属于蓝光的衍射图样的是()答案B解析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,所以A、C选项中的图样为干涉图样。单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,红光的波长大于蓝光的波长,所以B项为蓝光的衍射图样。7.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是()A.甲是单缝、乙是双缝B.乙是双缝、丙是小圆孔C.丙是小圆孔、丁是小圆板D.甲是双缝、丁是小圆孔答案C解析衍射图样中间是亮条纹,越向两侧条纹宽度越小,干涉图样的明暗条纹宽度相等,可知题图甲是双缝干涉条纹,题图乙是单缝衍射条纹;根据圆孔衍射与圆盘衍射的区别可知,圆孔衍射的图样中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,圆盘衍射的图样中间较大的区域是暗的,在暗区域中心存在一亮斑,可知题图丙是圆孔衍射图样,题图丁是圆板衍射图样,所以C正确。8.关于光的特性,下列描述正确的是()A.一束自然光通过两个相互垂直的偏振片后没有光了,说明光是纵波B.雨后路面上的油膜形成彩色的条纹,是光的衍射现象C.光照射到不透明的小圆盘上,在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑是光的衍射现象D.分别用单色红光和单色绿光通过同一双缝干涉装置,后者条纹间距较宽答案C解析一束自然光通过两个相互垂直的偏振片后没有光了,说明光是横波,A错误;雨后路面上的油膜形成彩色的条纹,是光的薄膜干涉现象,B错误;光照射到不透明的小圆盘上,在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑是光的衍射现象,C正确;红光波长较长,由Δx=eq\f(l,d)λ可知,红光的条纹间距较宽,D错误。9.(多选)(2023·忻州一中期中)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构时,研究人员用X射线衍射的方法最终确定了其化学结构。X射线的波长比可见光的短,在做单缝衍射实验时,下列说法正确的是()A.将入射光由可见光换成X射线,衍射条纹间距变窄B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄答案AC解析将入射光由可见光换成X射线,波长变小,衍射条纹间距变窄,故A正确;使单缝宽度变小,则衍射条纹间距变宽,故B错误;换用波长较长的光照射,则衍射条纹间距变宽,故C正确;增大单缝到屏的距离,则衍射条纹间距变宽,故D错误。10.关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是()甲:单色光通过劈尖产生明暗条纹乙:单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙:单色光通过双缝产生明暗条纹丁:单色光通过单缝产生明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大D.丁实验中,产生的明暗条纹为光的衍射条纹答案D解析丁实验中,单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹,其他三个均为光的干涉条纹,选项A错误,D正确;牛顿环产生明暗条纹是不等距的,选项B错误;丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的波长越大,频率越小,选项C错误。11.(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,图样更清晰。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(如图所示)。下列说法正确的是()A.当做单缝实验时,光强分布图为乙图B.当做单缝实验时,光强分布图为丙图C.当做双缝实验时,光强分布图为乙图D.当做双缝实验时,光强分布图为丙图答案AD解析当做单缝实验时,中央是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图为题图乙,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,所以其光强分布图为题图丙,C项错误,D项正确。12.(2022·如皋市调研)如图甲所示,每年夏季,我国多地会出现日晕现象,日晕是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是()A.在冰晶中,b光的传播速度较大B.用同一装置做单缝衍射实验,b光中央亮条纹更宽C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻亮条纹间距较大D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小答案C解析由题图可知,太阳光射入六角形冰晶时,a光的偏折程度小于b光的偏折程度,由折射定律可知,六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率,由v=eq\f(c,n)知b光的传播速度较小,A错误;b光的折射率大,波长短,用同一装置做单缝衍射实验,b光中央亮条纹更窄,B错误;a光的波长大于b光的波长,根据Δx=eq\f(l,d)λ,可知a光相邻亮条纹间距较大,C正确;由临界角公式sinC=eq\f(1,n)知a光的临界角较大,D错误。6光的偏振激光[学习目标]1.知道光的偏振现象,知道光是一种横波(重点)。2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象(重难点)。3.了解激光的特点和应用。一、光的偏振如图所示,取一个偏振片P,让阳光通过偏振片P,在P的另一侧观察,可以看到偏振片是透明的,只是透射光暗了一些;在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,会看到什么现象?这说明什么?答案会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。偏振片的作用类似于狭缝,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q。1.偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能不同,这种现象称为“偏振现象”,横波的振动方向称为“偏振方向”。2.光的偏振(1)偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振方向”。(2)自然光和偏振光①自然光:太阳、日光灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是“自然光”。②偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动,这种光叫作偏振光。(3)光的偏振现象说明光是一种横波。偏振现象的应用1.摄影技术中的应用:摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时,由于水面和玻璃表面的反射光的干扰,景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,转动滤光片,让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。2.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用:汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时,如遇远光灯引发炫目,极易引起车祸。如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片,而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成45°角,可避免远光灯引发炫目,保证行车安全。3.立体电影:在每架放映机前装有一块偏振片,其透振方向互相垂直。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直,且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致,右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样,左眼只能看到左边放映机放映出的画面,右眼只能看到右边放映机放映出的画面,两眼看到的画面略有差别,因而产生立体感。(1)横波和纵波都能产生偏振现象。(×)(2)自然光通过偏振片可以获得偏振光。(√)例1(多选)(2023·广东韶关实验中学高二月考)关于自然光和偏振光,以下说法正确的是()A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B.偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光答案BD解析自然光沿各个方向振动的光波的强度相同,故A错误;偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一特定方向振动的光,故B正确;自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后不能还原为自然光,故C错误;太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光,故D正确。自然光与偏振光的比较自然光偏振光不同点光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光波的强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致)相同点不管是自然光还是偏振光,传播方向与振动方向一定垂直例2(多选)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮,则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮答案BD解析自然光在垂直于传播方向的平面内,沿各个方向的振动是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光,它通过偏振片A后,即变为偏振光,故A错,B对;设通过A的光沿竖直方向振动,而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,以SP为轴将B转过180°后,P处仍无光亮;以SP为轴将B转过90°后,则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,故C错,D对。针对训练(2022·重庆南开中学高二期末)用如图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与AB连线垂直,两偏振片可绕AB连线转动,下列说法正确的是()A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化答案C解析自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强发生变化,故B错误;同时转动P1和P2,同理当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确。二、激光1.激光的产生激光是一种频率相同、相位差恒定、振动方向一致的人造(选填“人造”或“自然”)光波,具有高度的相干性。2.激光的特点及应用特点性质应用相干性高激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性单缝衍射和双缝干涉实验光纤通信全息照相平行度好激光的平行度非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度精确的测距;提供目标指引;读取光盘上记录的信息等亮度高它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接;医学上可以用激光做“光刀”(1)用激光做双缝干涉实验时应用了激光平行度好的特点。(×)(2)利用激光的亮度高的特点,可以利用激光进行距离测量。(×)例3关于激光的应用,下列说法正确的是()A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“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答案C解析由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性,A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,B错误;医学上用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点,C正确;激光测距利用的是激光的平行度好的特点,D错误。例4(多选)激光火箭的体积小,却可以装载更大、更重的卫星或飞船,激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供,通过一套装置,像手电筒一样,让激光束射入火箭发动机的燃烧室,使推进剂受热而急剧膨胀,于是形成一股高温高压的燃气流,以极高的速度喷出,产生巨大的推力,把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的()A.单色性好 B.平行度好C.高能量 D.相干性好答案BC解析由于激光站与火箭相距较远,为了减少能量损失,必须要求激光具有很好的平行度,同时利用激光的高能量特点。课时对点练考点一光的偏振1.(多选)关于光的偏振,下列说法正确的是()A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光B.立体电影就利用了光的偏振现象C.在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时,可在镜头前装一偏振滤光片,使图像清晰D.一束自然光在界面上发生反射与折射,反射光与折射光都是偏振光,且偏振方向都相同答案ABC解析自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的强度都相同,透过一个偏振片后就成为偏振光,A正确;立体电影利用的是光的偏振,B正确;拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时,为防止反射光干扰,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,C正确;一束自然光在界面上发生反射与折射,反射光与折射光都是偏振光,偏振方向不相同,D错误。2.如图所示,白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧,旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是()A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变答案C解析旋转偏振片P,A处得到的是强度始终相同的偏振光,偏振光再经过偏振片Q,B处的光强随着P的转动而变化,当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时,B处的光强最弱,选项C正确。3.(多选)当以入射光线的方向为轴转动偏振片时,通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板,看到现象有何不同()A.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化B.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化C.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化D.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化答案BD解析通过偏振片去观察电灯、烛焰时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化,因为灯光、烛光都是自然光,沿各个方向振动的光的强度相同,因此当偏振片旋转时,透射出来的光波的振动方向虽然改变了,但光的强弱没有改变;月球和黑板反射的光是偏振光,它通过偏振片透射过来的光线和强弱都会随偏振片的旋转发生变化,故B、D正确,A、C错误。4.(2022·南通市期中)用图示实验装置演示光的偏振现象,白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列说法正确的是()A.白炽灯发出的光是纵波B.偏振片Q起到检偏的作用C.光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向垂直D.将偏振片P以光传播方向为轴转动45°,光束Ⅲ将消失答案B解析光是一种横波,A错误;白炽灯发出的光经过偏振片P后就成为了偏振光,又经与P透振方向平行的偏振片Q照到光屏上,所以偏振片Q起到检偏作用,B正确;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的,所以光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向不可能垂直,C错误;将偏振片P以光传播方向为轴转动45°,光束Ⅲ将会减弱但不会消失,D错误。考点二激光的特点及应用5.使激光束的宽度在纳米级范围内,可恢复人体已损坏的器官,对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除,这主要是利用激光的()A.单色性 B.方向性C.高能量 D.偏振性答案C解析激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来,所以在医学上做“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术,故C正确。6.(2022·江苏启东市期中)关于激光,下列说法正确的是()A.激光是自然界中某种物质直接发光产生的B.激光的相干性好,任何两束激光都能发生干涉C.用激光照射不透明挡板上的小圆孔时,光屏上能观测到等间距的光环D.激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息答案D解析激光是人造光,不是自然界中某种物质直接发光产生的,故A错误;激光相干性好,但只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两束激光才能发生干涉,故B错误;用激光照射不透明挡板上的小圆孔时,光屏上能观测到衍射条纹,间距不等,故C错误;激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息,故D正确。7.(多选)(2022·遂宁市月考)激光的发明是20世纪科学技术一项划时代的重要成就。下列关于激光的说法正确的是()A.可利用激光进行通信B.可利用激光加工较硬材料C.可利用激光进行室内照明D.激光是由自然界中某种物质直接发光产生的答案AB解析激光能够传递声音、图像等信息,因此可以利用激光进行通信,故A正确;激光的强度很大,可以用来切割、加工较硬的材料,故B正确;室内照明需要更多的散射光,而激光的平行度比较好,是单方向的光,不适合室内照明,故C错误;激光是人造光,自然界中无法直接产生,故D错误。8.(多选)激光被誉为“神奇的光”,关于激光的应用,下列说法中正确的是()A.激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度B.由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息C.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响D.能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光通过地球大气不会发生折射答案AB解析激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,故A正确;由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故B正确;用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好、能量高,故C错误;能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好,故D错误。9.拍摄立体电影时用一台摄影机,让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄,两套图像交替地印在同一条电影胶片上,放映时用一台放映机,通过左右两个窗口,把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片,两个窗口射出的光,通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里,偏振方向不变,观众用偏振眼镜观看时,左眼只看到左窗口映出的画面,右眼只看到右窗口映出的画面,这样就会像直接观看物体那样产生立体感,下列说法正确的是()A.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向应保持一致B.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向互换后不能正常观影C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感,但是亮度减弱D.把放映窗口的两个偏振片透振方向改为相互平行,把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行,并使两者偏振方向一致,也可以正常观影答案B解析由于影片播放时,投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同,故偏振眼镜的左、右两个镜片
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