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4.5-4.6光的衍射和光的偏振 激光
考点一、光的衍射 1
考点二、衍射光栅 1
考点三、偏振 4
考点四、激光的特点及其应用 5
【巩固练习】 9
考点一、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：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显．
考点二、衍射光栅
1．构成：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件．
2．增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．
3．种类：透射光栅和反射光栅．
（2023春 宝安区校级期中）如图所示的四种光学现象，其中一种光学原理与其他几种不同的是（ ）
A．泊松亮斑
B．光通过圆孔得到的图样
C．光照射肥皂膜得到的图样
D．光照射针尖得到的图样
【解答】解：C图象是由于光的干涉形成的，ABD图象是由于光的衍射形成的，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（2023春 余姚市校级月考）对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处暗条纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
【解答】解：A、甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆盘衍射，故不是“泊松亮斑”，故A错误；
B、乙图是用来检测平面的平整程度，是薄膜干涉现象，若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，若干涉条纹是弯曲的干涉条纹则表明平面不平整，故B正确；
C、丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半个波长的偶数倍，则P是亮条纹，若P到S1、S2的路程差是光的半个波长的奇数倍，则P是暗条纹，故C错误；
D、丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，会出现水平干涉条纹，故D错误。
故选：B。
（2023春 金坛区期中）抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则下列描述正确的是（ ）
A．这是利用光的直线传播现象
B．这是利用光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了
【解答】解：AB、由于是激光束越过细丝，也就是通过障碍物，所以为光的衍射现象，故AB错误。
CD、当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显，故如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细，故C错误，D正确。
故选：D。
（多选）（2022秋 郑州期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．飘在空中的肥皂泡看起来常常是彩色的，这是光的色散现象
B．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象
C．用标准平面样板检查光学平面的平整程度，这是利用了光的干涉
D．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波
【解答】解：A.飘在空中的肥常泡看起来常常是彩色的，这是光的干涉现象，故A错误；
B.晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象，故B正确；
C.检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，故C正确；
D.拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是横波，故D错误。
故选：BC。
（多选）（2022秋 綦江区期末）下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
C．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
【解答】解：A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，故A错误；
B．在光的双缝干涉实验中若仅将入射光由绿光改为黄光，根据，因为黄光的波长大于绿光的波长，可知条纹间距变宽，故B正确；
C．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的，故C正确；
D．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D错误；
故选：BC。
考点三、偏振
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，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，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．
考点四、激光的特点及其应用
特点 应用
相干性强：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信
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 激光测距，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引
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”，激发核聚变等
（2023 浙江模拟）以下关于光学知识的叙述中，正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光波的圆孔衍射现象
B．彩虹是不同色光在通过水滴时由于偏振而形成的
C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理
D．用油膜法估测油酸分子的大小实验中，一束白光照到油膜上，可以出现彩色条纹
【解答】解：A．泊松亮斑是光波经圆盘衍射形成的现象，故A错误；
B．彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的，故B错误；
C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的薄膜干涉原理，故C正确；
D．用油膜法估测油酸分子的大小实验中，油膜很薄，已经到达了分子直径的级别，相对于可见光的波长可以忽略不计，不可能出现彩色条纹，故D错误。
故选：C。
（2023 黄埔区三模）以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离Δx将增大
C．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象
D．图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
【解答】解：A、图甲中，根据几何关系可知上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，无论怎么增大入射角θ1，下表面的入射角不会达到临界角，光线都会从a'面射出，故A错误；
B、图乙是双缝干涉的实验装置图，根据双缝干涉相邻条纹间距公式，可知只减小屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减小，故B错误；
C、图丙是针尖的衍射现象的图片，不是光的干涉现象，故C错误；
D、图丁是光的偏振现象，只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。
故选：D。
（2023春 沈阳期中）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．立体电影利用了光的干涉
B．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
C．在光导纤维内传送图像是利用光的衍射
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
【解答】解：A．立体电影利用了光的偏振现象，不是干涉现象，故A错误；
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故B错误；
C．在光导纤维内传送图像是利用光的全反射现象，减少能量损失，故C错误；
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，减小测量误差，故D正确。
故选：D。
（2022秋 六盘水期末）立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中正确的是（ ）
A．不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感
B．用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象
C．观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的
D．戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的
【解答】解：A．3D立体电影是用两台摄像机从不同角度拍同一个画面拍摄出来的，因此如果只是裸视看这样的电影，画面是重的，看到的电影画面不清晰，故A错误；
B．3D眼镜本质上是一种偏振光眼镜，通过调节透振方向，左眼只能看“左视”画面，右眼只能看“右视”画面，通过双眼的会聚功能将左右像叠加在眼底，由大脑产生三维视觉效果，因此银幕上的画面就产生了立体感，故B正确；
C．根据上述可知3D眼镜本质上是一种偏光眼镜，因此观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能不一样，故C错误；
D．3D眼镜是靠左右眼看到不一样的图像形成双目视差，所以左右两眼看到的画面不一样，故D错误。
故选：B。
（2023 海南二模）下列说法正确的是（ ）
A．太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B．激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D．若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失
【解答】解：A．太阳光下的油膜呈彩色，是由于光的薄膜干涉而形成的现象，故A错误；
B．激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的，故B错误；
C．反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰，故C正确；
D．光线发生全反射的临界角的正弦值与折射率的关系满足，水对红光的折射率比对紫光的折射率小，所以红光发生全反射的临界角比紫光发生全反射的临界角大，逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光后消失，故D错误。
故选：C。
1．单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时，在屏幕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1所示．
图1
(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．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2所示．
图2
(2)中央是亮斑，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．
二、单缝衍射与双缝干涉的比较
1．不同点
(1)产生条件
(2)图样
2．相同点
(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果．
(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
【巩固练习】
（多选）（2023春 重庆月考）对于光的衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
【解答】解：A、只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象，故A正确；
B、衍射现象是波特有的现象，故B错误；
C、只有在光的波长比障碍物的尺寸小的情况下，光才能看成是沿直线传播的，所以光的衍射现象和光沿直线传播是不矛盾的，故C错误；
D、光的衍射现象说明了光具有波动性，故D正确；
故选：AD。
（2022春 富顺县校级期中）下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．医院手术室使用无影灯
【解答】解：A、雨后天空出现彩虹是阳光通过天空中的小水珠发生折射形成，是光的色散现象，故A错误；
B、通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象，故B正确；
C、照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故C错误；
D、医院手术室使用无影灯的原理是光沿直线传播的现象，故D错误。
故选：B。
（2022春 宝应县校级期中）如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光。则下面结论正确的是（ ）
A．若a为蓝光，那么b有可能黄光
B．在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度
C．在玻璃中，a光的临界角大于b光的临界角
D．b光相对于a光更容易发生明显衍射现象
【解答】解：A、a光和b光从空气射入玻璃，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律得：n，其中α为入射角，β为折射角，则a光的折射率比b光的折射率小，则a光的频率比b光的频率小，蓝光的频率大于黄光的频率，若a为蓝光，那么b不可能黄光，故A错误；
B、由v得，a光在玻璃中传播速度更大，故B错误；
C、设临界角为C，则sinC，则a光的临界角比b光的临界角大，故C正确；
D、波长越长，频率越小，越容易发生明显衍射现象，则a光比b光更容易发生明显衍射现象，故D错误。
故选：C。
（2022 天津模拟）关于光的衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了干涉
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
【解答】解：A、红光的单缝衍射图样，是红暗相间的直条纹，故A正确；
B、白光的单缝衍射图样，是彩色的直条纹，故B错误；
C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，故C错误；
D．光照到大圆孔上出现大光斑，大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。
故选：A。
（2022春 应县校级期末）在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子（ ）
A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处
C．一定落在非暗纹处 D．可能落在暗纹处
【解答】解：一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但是落在中央亮纹处的概率最大，可达95%以上，当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只是落在暗纹处的概率很小，故ABC错误，D正确；
故选：D。
（2022秋 如皋市期中）太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．当遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上会呈现①圆形光斑；②三角形光斑；③明暗相间的衍射条纹，则（ ）
A．光屏上先后呈现的图样顺序是①②③
B．光屏上先后呈现的图样顺序是①③②
C．由于光的直线传播产生的图样有①②
D．由于光的直线传播产生的图样有②③
【解答】解：当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏首先出现的是三角形光斑，之后随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着小孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭合而全部消失，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（多选）（2023 浙江模拟）如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是（ ）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．远处水面下景物的光线射到水面处可能发生了全反射
C．可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影
D．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
【解答】解：A、水下石头反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得石头位置变浅了，所以水下的石头看起来的深度比实际浅一些，故A错误；
B、远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故B正确；
C、水面反射的光为偏振光，可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影，故C正确；
D、远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，故D错误；
故选：BC。
（2022秋 通州区期中）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（ ）
A．该魔术说明光是横波
B．该魔术对观众的观察角度有要求
C．只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
D．该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求
【解答】解：A．光的偏振现象说明光是横波，故A正确；
B．任何角度的光都会发生偏振现象，偏振现象与观察角度无关，不同角度的观众看到的现象相同，故对观察角度无要求，故B错误；
CD．偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域的放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一块挡板，一片偏振片无法完成实验，故CD错误。
故选：A。
（2022春 沙坪坝区校级期末）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AB处光强均发生变化
B．固定P2，转动P1，则AB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，AB处光强均发生变化
【解答】解：AD．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AD错误；
B．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处光强可能变化，故B错误；
C．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。
故选：C。
（2022春 朝阳区校级期中）如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
【解答】解：太阳光是自然光，向各个方向偏振的光的强度是相同的；
通过小孔后仍然是自然光；
通过偏振片后变为偏振光，故使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周光屏Q上光的亮度是不变的。
故ACD错误，B正确
故选：B。
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4.5-4.6光的衍射和光的偏振 激光
考点一、光的衍射 1
考点二、衍射光栅 1
考点三、偏振 3
考点四、激光的特点及其应用 4
【巩固练习】 7
考点一、光的衍射
1．用单色平行光照射狭缝，当缝很 时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了 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 ，致使影的轮廓 ，出现 的条纹．
3．发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长 ，甚至比光的波长还 的时候，衍射现象十分明显．
考点二、衍射光栅
1．构成：由许多 的狭缝 地排列起来形成的光学元件．
2．增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变 ，亮度
3．种类： 和
（2023春 宝安区校级期中）如图所示的四种光学现象，其中一种光学原理与其他几种不同的是（ ）
A．泊松亮斑
B．光通过圆孔得到的图样
C．光照射肥皂膜得到的图样
D．光照射针尖得到的图样
（2023春 余姚市校级月考）对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处暗条纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
（2023春 金坛区期中）抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则下列描述正确的是（ ）
A．这是利用光的直线传播现象
B．这是利用光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了
（多选）（2022秋 郑州期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．飘在空中的肥皂泡看起来常常是彩色的，这是光的色散现象
B．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象
C．用标准平面样板检查光学平面的平整程度，这是利用了光的干涉
D．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波
（多选）（2022秋 綦江区期末）下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
C．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
考点三、偏振
1．偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也 ，这种现象称为“偏振现象”，横波的 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 的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“ 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 上沿 方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的 都 这种光是“自然光”．
②偏振光：在垂直于 的平面上，沿着 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 波．
考点四、激光的特点及其应用
特点 应用
相干性强：激光具有频率 、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信
平行度好：激光的 非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光测距，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引
亮度高：它可以在很小的 和很短的 内集中很大的 用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核聚变等
（2023 浙江模拟）以下关于光学知识的叙述中，正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光波的圆孔衍射现象
B．彩虹是不同色光在通过水滴时由于偏振而形成的
C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理
D．用油膜法估测油酸分子的大小实验中，一束白光照到油膜上，可以出现彩色条纹
（2023 黄埔区三模）以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离Δx将增大
C．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象
D．图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
（2023春 沈阳期中）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．立体电影利用了光的干涉
B．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
C．在光导纤维内传送图像是利用光的衍射
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2022秋 六盘水期末）立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中正确的是（ ）
A．不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感
B．用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象
C．观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的
D．戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的
（2023 海南二模）下列说法正确的是（ ）
A．太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B．激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D．若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失
1．单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时，在屏幕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1所示．
图1
(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．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2所示．
图2
(2)中央是亮斑，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．
二、单缝衍射与双缝干涉的比较
1．不同点
(1)产生条件
(2)图样
2．相同点
(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果．
(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
【巩固练习】
（多选）（2023春 重庆月考）对于光的衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
（2022春 富顺县校级期中）下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．医院手术室使用无影灯
（2022春 宝应县校级期中）如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光。则下面结论正确的是（ ）
A．若a为蓝光，那么b有可能黄光
B．在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度
C．在玻璃中，a光的临界角大于b光的临界角
D．b光相对于a光更容易发生明显衍射现象
（2022 天津模拟）关于光的衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了干涉
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
（2022春 应县校级期末）在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子（ ）
A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处
C．一定落在非暗纹处 D．可能落在暗纹处
（2022秋 如皋市期中）太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．当遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上会呈现①圆形光斑；②三角形光斑；③明暗相间的衍射条纹，则（ ）
A．光屏上先后呈现的图样顺序是①②③
B．光屏上先后呈现的图样顺序是①③②
C．由于光的直线传播产生的图样有①②
D．由于光的直线传播产生的图样有②③
（多选）（2023 浙江模拟）如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是（ ）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．远处水面下景物的光线射到水面处可能发生了全反射
C．可以利用偏振片“过滤”掉山峰和天空彩虹的倒影
D．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
（2022秋 通州区期中）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（ ）
A．该魔术说明光是横波
B．该魔术对观众的观察角度有要求
C．只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
D．该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求
（2022春 沙坪坝区校级期末）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AB处光强均发生变化
B．固定P2，转动P1，则AB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，AB处光强均发生变化
（2022春 朝阳区校级期中）如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
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