4.6、光的偏振 激光
一、选择题(共16题)
1.下列说法中正确的是( )
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B.偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直
C.透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光,能感觉到明暗的变化
D.透过转动的偏振片观察阳光能感觉到明暗的变化
2.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列选项符合实际应用的是( )
A.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
D.全息照相是利用光的干涉现象
3.以下说法中正确的是( )
A.肥皂泡在在阳光的照射下会呈现彩色,这是由于光的衍射造成的色散现象
B.光的偏振现象说明光是纵波
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D.当观察者向静止的声源运动时,观察者接受到的声源频率低于声源发出的频率
4.下列说法中正确的是( )
A.用三棱镜观察太阳光谱是利用了光的干涉现象
B.玻璃中的气泡看起来特别明亮的现象是光的衍射形成的
C.用光导纤维束传送图像信息,这其中应用到了光的全反射现象
D.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象
5.下列说法中错误的是( )
A.光的偏振现象说明光波是横波
B.波从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变
C.机械波的频率越高,在介质中的传播速度越大
D.两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同
6.如图所示,让自然光照射到P、Q两偏振片上,当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱?( )
A.0° B.30°
C.60° D.90°
7.下列有关光学现象说法正确的是( )
A.甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮” 是由于水珠将光线会聚而形成的
B.乙中将双缝干涉实验中的双缝间距调小则干涉条纹间距变小
C.丙中用加有偏振滤光片的相机拍照,可以拍摄清楚汽车内部的情景
D.丁中肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象
8.下列说法正确的有( )
A.全息照片的拍摄是利用了光的衍射原理
B.因为液晶在一定条件下发光,所以可以用来做显示屏
C.光的偏振现象说明光是横波
D.光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射
9.下列说法正确的是( )
A.波长越短的电磁波越容易发生衍射
B.声波从空气传入水中时,频率不变,波长变短
C.光的偏振证明了光是一种横波
D.双缝干涉实验中,仅用红光代替紫光,相邻明条纹间距变小
10.1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论:直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息,43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖,他被誉为“光纤通讯之父”.以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的( )
A.图甲中,弯曲的水流可以导光
B.图乙中,用偏振眼镜看3D电影,感受到立体的影像
C.图丙中,阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D.图丁中,白光通过三棱镜,出现色散现象
11.下列说法正确的是( )
A.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,这是利用紫外线的荧光效应
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的全发射
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振片,以增强透射光的能量
D.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的衍射现象
12.关于光在传播过程中所表现的现象,下列说法不正确的是( )
A.用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理
B.白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象
C.光的偏振现象说明光是一种横波
D.涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色,说明增透膜增强了对淡紫色光的透色程度
13.下面四种与光有关的叙述中,哪些说法是不正确的( )
A.用光导纤维传播信号,是利用了光的全反射原理
B.B 光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波
C.通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹,是光的干涉所致
D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由黄光改为绿光,则条纹间距变窄
14.下列有关说法中正确的有 。
A.光线斜射到平行玻璃砖表面,光线再从玻璃中射向空气,入射角较大时将发生全反射
B.拍摄博物馆玻璃橱窗内展品时,在镜头前加接一个偏振片可以减弱玻璃反射光的影响
C.频率为300Hz和400Hz的同种类型机械波在同种介质中传播速度与频率无关
D.泊松亮斑是光线通过微小的孔衍射形成的
E.全息照相中发生的干涉是参考光和物体反射的光发生干涉
15.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是( )
A.若减小入射角i,则b光先消失
B.在该三棱镜中a光波长小于b光
C.a光能发生偏振现象,b光不能发生
D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
E.若利用a、b光进行光的双缝干涉实验则观察到a光形成的条纹更宽
16.下列关于光的说法中正确的是_________.
A.光的偏振现象说明光是横波
B.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的衍射造成的
C.γ射线有较强的穿透本领,在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查
D.在光的双缝干涉实验中,仅减小入射光的波长,干涉条纹间距变小
二、填空题
17.光的偏振
(1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿______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_____的方向振动的光;
(3)偏振光的形成
①让自然光通过______形成偏振光;
②让自然光在两种介质的界面发生反射和______,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光;
(4)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;
(5)光的偏振现象说明光是一种______波。
18.相干性:激光具有频率____、相位差____、偏振方向____的特点,具有高度的相干性
应用:光纤通信
平行度:激光的____非常好,传播很远的距离仍能保持一定的强度
应用:激光____,读取光盘上记录的信息等
亮度高:它可以在很小的____和很短的____内集中很大的____
应用:用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”、激发核反应等
19.下列说法正确的是__________
A.光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定
B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D.光的偏振特征说明光是横波
E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
20.在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向____,在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向____,不同的横波,振动方向可能不同。
(1)自然光:由太阳、电灯等普通光源发出的光,它包含着在垂直于传播方向上沿____________的光,而且沿各个方向振动的光波____都相同,这样的光叫做自然光。
(2)偏振光:自然光垂直透过某一偏振片后,其振动方向沿着偏振片的____,这样的光称为偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是____,入射角变化时偏振的程度也有所变化。
(3)偏振现象:偏振方向与透振方向平行的光都通过偏振片,偏振方向与透振方向____的光不能通过偏振片,这种现象称为偏振现象。
三、综合题
21.在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是什么?
22.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;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?
23.激光有以下特点:频率单一、相干性好、方向性好,可在很小空间、很短时间内集中大量能量,所以亮度高。全息照相、激光雷达、切割金属各是应用了激光的什么特性
参考答案:
1.C
【详解】
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以消除反射光。故A错误;
B.偏振光的传播方向与振动方向一定垂直。故B错误;
C.偏振片只允许某一方向振动的光通过,故透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光,能感觉到明暗的变化。故C正确;
D.透过转动的偏振片观察阳光不能感觉到明暗的变化,因为阳光为自然光。故D错误。
故选C。
2.D
【详解】
A.在光导纤维内传送图像是利用光的全反射现象,故A错误;
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象,故B错误;
C.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,减弱反射光的强度,增加透射光的强度。故C错误;
D.全息照相是利用光的干涉现象,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】
A.肥皂泡在在阳光的照射下会呈现彩色,这是由于光的干涉造成的现象,选项A错误;
B.光的偏振现象说明光是横波,选项B错误;
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点,选项C正确;
D.根据多普勒效应,当观察者向静止的声源运动时,观察者接受到的声源频率高于声源发出的频率,选项D错误。
故选C。
4.C
【详解】
A.用三棱镜观察太阳光谱是利用了光的折射现象,A错误;
B.玻璃中的气泡看起来特别明亮的现象是光的全反射形成的,B错误;
C.用光导纤维束传送图像信息,这其中应用到了光的全反射现象,C正确;
D.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象,D错误。
故选C。
5.C
【详解】
A.偏振是横波特有的现象,光的偏振现象说明光波是横波,选项A正确,不符合题意;
B.波从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变,选项B正确,不符合题意;
C.机械波的传播速度只与介质有关,与频率无关,选项C错误,符合题意;
D.两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同,选项D正确,不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】
两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强,两偏振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过。故ABC错误,D正确。
故选D。
7.C
【详解】
A.甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线的全发射而形成的,故A错误;
B.在双缝干涉实验中,得到的条纹间距
若双缝间距调小则干涉条纹间距变小则条纹间距Δx变宽,故B错误;
C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,滤去了水面的反射光,使景像清晰,故C正确;
D.肥皂膜表面可看到彩色条纹,是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】
A.全息照片的拍摄是利用了光的干涉原理,故A错误;
B.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,可以用来做显示屏,故B错误;
C.只有横波才能产生偏振现象,故C正确;
D.光从其传播速度小的介质射向其传播速度大的介质时可能发生全反射,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】
A.波长越长的电磁波,越容易发生衍射,故A错误;
B.声波从空气传入水中时频率不变,周期不变,波速变大,则由
可知波长变长,故B错误;
C.光的偏振证明了光是一种横波,C正确;
D.红光的波长大于紫光,根据条纹间距公式
可知,红光的条纹间距大于紫光,用红光替代紫光,相邻明条纹间距变大, D 错误。
故选C。
10.A
【详解】
图甲中,弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象,故与光导纤维原理相同,A正确;图乙中,用偏振眼镜看3D电影,感受到立体的影像是因为光的偏振现象,B错误;图丙中,阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象,C错误;图丁中,白光通过三棱镜,出现色散现象是因为光发生了折射现象,D错误.
11.A
【详解】
A.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,这是利用紫外线的荧光效应,A正确;
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,B错误;
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振片,可与减少水面反射光的透射,从而使照片清晰,C错误;
D.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应,D错误。
故选A。
12.D
【详解】
A.光导纤维束传输图像和信息是利用了光的全反射原理,故A正确,不符合题意;
B.白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生光的色散现象,故B正确,不符合题意;
C.偏振是横波特有的现象,光的偏振现象说明光是一种横波,故C正确,不符合题意;
D.在选择增透膜时,一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消,这时光谱中其它频率的光将大部分抵消,因此进入镜头的光有很多,但以抵消绿光为主,这样照相的效果更好。对于增透膜,有约1.3%的光能量会被反射,再加之对于其它波长的光,给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的倍,从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消,镜头呈淡紫色,故D错误,符合题意。
故选D。
13.C
【详解】
用光导纤维传播信号,是利用了光的全反射原理,A正确,光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波,横波传播方向与振动方向垂直,所以B正确,通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹,是光的色散现象,C错误,在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由黄光改为绿光,波长减小,根据公式,间距变窄,D正确.
14.BCE
【详解】
A.临界角等于光从真空射入介质折射时最大的折射角,由图看出,入射光线在AB面上的折射角一定小于临界角,由题AB平行于CD,折射光线射到CD表面时入射角与AB面上的折射角相等,所以入射角一定小于临界角,所以折射光线射到CD表面时一定不会发生全反射。
故A错误;
B.拍摄博物馆玻璃橱窗内展品时,在镜头前加接一个偏振片可以减弱玻璃反射光的强度,使景象清晰,故B正确;
C.同种类型机械波在同种介质中传播速度与频率无关,故C正确;
D.泊松亮斑是光的衍射现象,是光照射圆板发生衍射时形成的,不是光线通过微小的孔衍射形成的。故D错误;
E.全息照相中发生的干涉是参考光和物体反射的光发生干涉,故E正确。
故选BCE。
15.ADE
【详解】
A.根据折射率定义公式,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即nanb,根据可知,b的临界角较小,若减小入射角i,在第二折射面上,则两光的入射角减小,则b光先消失,故A正确;
B.a光折射率较小,频率较小,则波长较长,故B错误;
C.只要是横波,均能发生偏振现象,即a光能发生偏振现象,b光一定能发生,故C错误;
D.a光频率较小,根据E=h,则a光光子能量较小,则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小,根据qUc=mvm2,则a光的遏止电压低,故D正确;
E. 根据可知,a光波长较大,利用a、b光进行光的双缝干涉实验,则观察到a光形成的条纹更宽,故E正确。
故选ADE。
16.AD
【详解】
横波才可能有偏振现象,A正确;水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的薄膜干涉造成的,B错误;X射线有较强的穿透本领,在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查,C错误;在光的双缝干涉实验中,,仅减小入射光的波长,干涉条纹间距变小,D正确.
17. 一切方向 特定 偏振片 折射 横
【详解】
(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)让自然光通过偏振片形成偏振光。
[4]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。
18. 相同 恒定 一致 平行度 汇聚一点 空间 时间 能量
【详解】
相干性:激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点,具有高度的相干性;
应用:光纤通信。
平行度:激光的平行度非常好,传播很远的距离仍能保持一定的强度。
应用:激光汇聚一点,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。
应用:用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”、激发核反应等。
19.BDE
【详解】
试题分析:光在介质中传播的速度由介质本身和光的频率共同决定,选项A错误;雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的,选项B正确;因红光的波长大于蓝光,则杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,根据可知红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大,选项C错误;光的偏振特征说明光是横波,选项D正确;狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,选项E正确;故选BDE.
20. 在同一直线上 垂直 一切方向振动 强度 方向振动的光 偏振光 垂直
【详解】
在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上,在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直,不同的横波,振动方向可能不同。
自然光:由太阳、电灯等普通光源发出的光,它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,这样的光叫做自然光
偏振光:自然光垂直透过某一偏振片后,其振动方向沿着偏振片的方向振动的光,这样的光称为偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光,入射角变化时偏振的程度也有所变化。
偏振现象:偏振方向与透振方向平行的光都通过偏振片,偏振方向与透振方向垂直的光不能通过偏振片,这种现象称为偏振现象
21.其目的是减弱反射光,使景物的像清晰
【详解】
当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过.拍摄日落时水下景物时为了使照片清楚,则要过滤掉水面的反射光,所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,从而减弱反射光,使景物的像清晰.
22.会看到在旋转Q时光的亮度发生变化;说明自然光是偏振光
【详解】
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。
23.相干性好、亮度高、方向性好
【详解】
全息照相、激光雷达、切割金属分别应用了激光的相干性好、亮度高、方向性好的特性。
答案第1页,共2页