第4、5节 光的偏振 激光与全息照相
(强基课——逐点理清物理观念)
课标要求 学习目标
1.观察光的偏振现象,了解偏振现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用。 2.知道光是横波。 3.通过实验,了解激光的特性。 4.能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 1.通过观察光的偏振现象,知道光是横波。 2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生产生活中一些常见的光学现象。 3.知道激光的特点及其应用。
逐点清(一) 光的偏振
[多维度理解]
1.偏振现象:如果横波只沿着某一 的方向振动,就会出现波的偏振,只有横波才有这个特性。
2.偏振片
(1)自然光:在垂直于传播方向的平面内,光波可沿任何方向振动,光振动在平面内的分布是大致均匀的,所以不显示 性,这样的光称为自然光。
(2)偏振片和偏振光:偏振片是只让某一方向振动的光通过,而不让其他方向振动的光通过的一种光学元件。让自然光通过偏振片就可以获得 光。
(3)起偏器和检偏器:用于获得 光的偏振片称为起偏器。为了检查通过起偏器的光是不是偏振光,可在起偏器后面再放一个偏振片,这个偏振片称为检偏器。
3.偏振现象的应用
(1)制作偏振镜,如观众戴上偏振镜观看立体电影;为了消除物体表面反射光的影响,在相机镜头前安装一片偏振镜,让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,减少反射光的干扰,使像更清晰。
(2)检查力的分布情况,如根据偏振光通过受力的塑料或玻璃时,偏振方向会发生变化,人们制作车辆、桥梁模型来显示它们的受力分布情况,为设计和制造提供重要参数。
[微点拨] 自然光和偏振光的比较
自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光,反射光、折射光均为偏振光
振动方向 在垂直于传播方向的平面内,沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内,沿着某个特定的方向振动
经偏振片 后现象的 比较
如上图所示,通过偏振片后,自然光就变成了偏振光,转动偏振片,偏振光的亮度不变,但偏振方向随之变化 如上图所示,偏振光经偏振片后,若偏振方向与透振方向平行,屏亮;若垂直,则屏暗;若介于两者之间,则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)自然光通过偏振片后,就能获得偏振光。 ( )
(2)起偏器与检偏器的透振方向相互平行时,偏振光完全不能通过。 ( )
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。 ( )
2.关于自然光和偏振光,下列观点正确的是 ( )
A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能
B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
3.(2024·江苏高考)用观看立体电影的特制眼镜观察手机液晶屏幕上的图片,透过左镜片的图片明亮、右镜片的灰暗。旋转手机屏幕90°后,透过两镜片的图片 ( )
A.均变明亮
B.均变灰暗
C.亮度均无变化
D.左镜片的变暗,右镜片的变亮
逐点清(二) 激光与全息照相
[多维度理解]
1.激光的特点及应用
特点 性质 应用
单色性好 激光具有 一致、相位 、偏振方向 的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性 光纤通信
方向性强 激光束的传播方向一致,发散角很小,几乎是一条 的光束 精确的测距;读取光盘上记录的信息等
亮度高 激光的亮度可比普通光源高出上千倍,是目前最亮的光源 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
2.全息照相
(1)与普通照相技术的比较:普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
(2)原理:全息照相的拍摄利用了光的 原理,使参考光和物光在底片上相遇,发生干涉,形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的 性。
(3)观察全息照片时要用 照射照片,从另一侧面观察。
[微点拨] 全息照相与普通照相的区别
项目 全息照相 普通照相
原理不同 物理光学原理 几何光学原理
记录方 法不同 记录的是物光与参考光相干涉的干涉条纹,同时记录了物光的振幅和相位 透镜成像在胶片上,只记录下物光的光强信息
成像性 质不同 立体像 平面像
再现方 法不同 用激光照射, 从另一面观看 直接成像在感光面上,冲洗后即能看到像
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)激光用于光纤通信是利用了它亮度高的特点。 ( )
(2)激光可用作“光刀”来切开皮肤,是利用了激光的相干性好。 ( )
(3)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。 ( )
2.(双选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9 m)范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA分子进行超微型基因修复,针对一些疾病可彻底根除,以上功能是利用了激光的 ( )
A.单色性好 B.平行度好
C.粒子性 D.高能量
第4、5节 光的偏振 激光与全息照相
逐点清(一)
[多维度理解]
1.特定 2.(1)偏振 (2)偏振 (3)偏振
[全方位练明]
1.(1)√ (2)× (3)√
2.选D 偏振光同样能产生干涉与衍射,A错误;自然界中的反射光等均属于偏振光,B错误;自然光可以是任意颜色的色光,偏振光也可以是白色光,C错误;自然光和偏振光都能使感光底片感光,D正确。
3.选D 用观看立体电影的特制眼镜去观看手机液晶屏幕上的图片,透过左镜片的图片明亮,右镜片的灰暗,说明左镜片的透振方向和光的偏振方向相同,右镜片的透振方向和光的偏振方向垂直。当手机屏幕旋转90°时,左镜片的透振方向与光的偏振方向垂直,则透过左镜片的图片变暗,右镜片的透振方向与光的偏振方向相同,则透过右镜片的图片变亮,故D正确,A、B、C错误。
逐点清(二)
[多维度理解]
1.频率 一致 一致 平行 2.(2)干涉 相干 (3)激光
[全方位练明]
1.(1)× (2)× (3)×
2.选BD 激光的平行度好,故可聚焦到很小的范围;激光的亮度高、能量大,故可修复器官。
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光的偏振 激光与全息照相
(强基课——逐点理清物理观念)
第4、5节
课标要求 学习目标
1.观察光的偏振现象，了解偏振现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。 2.知道光是横波。 3.通过实验，了解激光的特性。 4.能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 1.通过观察光的偏振现象，知道光是横波。
2.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识来解释生产生活中一些常见的光学现象。
3.知道激光的特点及其应用。
逐点清(一) 光的偏振
逐点清(二) 激光与全息照相
01
02
CONTENTS
目录
课时跟踪检测
03
逐点清(一) 光的偏振
1.偏振现象：如果横波只沿着某一______的方向振动，就会出现波的偏振，只有横波才有这个特性。
2.偏振片
(1)自然光：在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致均匀的，所以不显示______性，这样的光称为自然光。
多维度理解
特定
偏振
(2)偏振片和偏振光：偏振片是只让某一方向振动的光通过，而不让其他方向振动的光通过的一种光学元件。让自然光通过偏振片就可以获得______光。
(3)起偏器和检偏器：用于获得______光的偏振片称为起偏器。为了检查通过起偏器的光是不是偏振光，可在起偏器后面再放一个偏振片，这个偏振片称为检偏器。
偏振
偏振
3.偏振现象的应用
(1)制作偏振镜，如观众戴上偏振镜观看立体电影；为了消除物体表面反射光的影响，在相机镜头前安装一片偏振镜，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减少反射光的干扰，使像更清晰。
(2)检查力的分布情况，如根据偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振方向会发生变化，人们制作车辆、桥梁模型来显示它们的受力分布情况，为设计和制造提供重要参数。
[微点拨] 自然光和偏振光的比较
自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光
振动方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，沿着某个特定的方向振动
自然光 偏振光
经偏振片 后现象的 比较
如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
1.判断下列说法是否正确。
(1)自然光通过偏振片后，就能获得偏振光。 ( )
(2)起偏器与检偏器的透振方向相互平行时，偏振光完全不能通过。( )
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。 ( )
全方位练明
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2.关于自然光和偏振光，下列观点正确的是 ( )
A.自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
解析：偏振光同样能产生干涉与衍射，A错误；自然界中的反射光等均属于偏振光，B错误；自然光可以是任意颜色的色光，偏振光也可以是白色光，C错误；自然光和偏振光都能使感光底片感光，D正确。
√
3.(2024·江苏高考)用观看立体电影的特制眼镜观察手机液晶屏幕上的图片，透过左镜片的图片明亮、右镜片的灰暗。旋转手机屏幕90°后，透过两镜片的图片 ( )
A.均变明亮
B.均变灰暗
C.亮度均无变化
D.左镜片的变暗，右镜片的变亮
√
解析：用观看立体电影的特制眼镜去观看手机液晶屏幕上的图片，透过左镜片的图片明亮，右镜片的灰暗，说明左镜片的透振方向和光的偏振方向相同，右镜片的透振方向和光的偏振方向垂直。当手机屏幕旋转90°时，左镜片的透振方向与光的偏振方向垂直，则透过左镜片的图片变暗，右镜片的透振方向与光的偏振方向相同，则透过右镜片的图片变亮，故D正确，A、B、C错误。
逐点清(二) 激光与全息照相
1.激光的特点及应用
多维度理解
特点 性质 应用
单色性好 激光具有_____一致、相位_____、偏振方向_____的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信
方向性强 激光束的传播方向一致，发散角很小，几乎是一条______的光束 精确的测距；读取光盘上记录的信息等
亮度高 激光的亮度可比普通光源高出上千倍，是目前最亮的光源 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
频率
一致
一致
平行
2.全息照相
(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
(2)原理：全息照相的拍摄利用了光的_____原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的_____性。
(3)观察全息照片时要用______照射照片，从另一侧面观察。
干涉
相干
激光
[微点拨] 全息照相与普通照相的区别
项目 全息照相 普通照相
原理不同 物理光学原理 几何光学原理
记录方法不同 记录的是物光与参考光相干涉的干涉条纹，同时记录了物光的振幅和相位 透镜成像在胶片上，只记录下物光的光强信息
成像性质不同 立体像 平面像
再现方法不同 用激光照射，从另一面观看 直接成像在感光面上，冲洗后即能看到像
1.判断下列说法是否正确。
(1)激光用于光纤通信是利用了它亮度高的特点。 ( )
(2)激光可用作“光刀”来切开皮肤，是利用了激光的相干性好。( )
(3)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。 ( )
全方位练明
×
×
×
2.(双选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，针对一些疾病可彻底根除，以上功能是利用了激光的 ( )
A.单色性好 B.平行度好
C.粒子性 D.高能量
解析：激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官。
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课时跟踪检测
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1.(双选)下列关于光的偏振的说法中正确的是 ( )
A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
B.自然光通过偏振片后就变成了单色光
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.光的偏振现象说明光波是纵波
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解析：自然光通过偏振片时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能通过，即自然光变成了偏振光，但不一定是单色光，A项正确，B项错误；光的偏振现象说明光波是横波，C项正确，D项错误。
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2.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化，下列说法能够解释这一现象的是 ( )
A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用
B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用
C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用
D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用
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解析：发现光有强弱变化，说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的透振方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的透振方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故选B。
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3.(双选)关于激光，下列说法中正确的是 ( )
A.激光是由自然界中某种物质直接发光产生的
B.激光在真空中传播的速度大于3×108 m/s
C.激光反射也遵循反射定律
D.激光通过小孔时能产生衍射现象
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解析：激光是人造光，自然界中无法直接产生，故A错误；激光在真空中传播的速度也等于3×108 m/s，故B错误；激光在界面上也可以发生反射，并且反射时也遵循反射定律，故C正确；衍射是一切波具有的现象，故激光通过小孔时也能产生衍射现象，故D正确。
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4.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是 ( )
A.医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤，应用了激光平行度好的特点
B.计算机内的“激光头”能读出光盘上记录的信息，应用了激光亮度高的特点
C.光纤通信是应用激光相干性好的特点把要传送的信息转换为光信号在光导纤维中传递的
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离，应用了激光相干性好的特点
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解析：医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度高、能量大的特点，A错误；计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用激光平行度好的特点，B错误；光纤通信是应用激光相干性好的特点把要传送的信息转换为光信号在光导纤维中传递的，C正确；“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用激光平行度好的特点，D错误。
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5.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 ( )
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
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解析：一切光都是横波，故A错误；根据v=λf，光在不同介质中的传播速度不同，频率相同，波长不同，故B错误；发生干涉现象的两束光频率必须相同，故C错误；利用激光的平行度非常好可以进行测距，故D正确。
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6.(双选)如图所示，下列说法正确的是 ( )
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A.如图甲，自然光由空气射向水面，反射光是偏振光
B.如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理相同
C.拍摄图丙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
D.如图丁所示的衍射图样是由光照射一个不透光的圆盘得到的
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解析：如题图甲，自然光由空气射向水面，反射光是偏振光，故A正确；如题图乙，立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，故B错误；拍摄题图丙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故C错误；如题图丁所示，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，是由光照射一个不透光的圆盘得到的衍射图样，故D正确。
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7.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其偏振化方向正好与对面灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光照亮的物体。假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按同一要求设计，如下措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的偏振化方向是竖直的，前灯玻璃的偏振化方向是水平的
B.前窗玻璃和前灯玻璃的偏振化方向都是斜向右上45°
C.前窗玻璃的偏振化方向是斜向右上45°，前灯玻璃的偏振化方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃的偏振化方向是竖直的，前灯玻璃的偏振化方向是竖直的
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解析：如果前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则对方车辆的灯光与自己前窗玻璃透振方向正好成90°，光不能通过前窗，故B正确。A、C选项均会使司机不能看清自己前灯照亮的物体，D选项对面灯光可以透振进入车窗内，故A、C、D错误。
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8.如图所示为某城市上空的“超级月亮”夜景照片。
下列关于光现象说法正确的是 ( )
A.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄“超级月亮”时可使景象更清晰
B.偏振是纵波特有的现象，光导纤维传递信号利用了光的偏振原理
C.十字路口交通信号灯三种色光中，红光波长最短，最不易发生明显衍射
D.自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
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解析：在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄“超级月亮”时，可减弱反射光，从而使景象更清晰，A正确；偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，光导纤维利用了光的全反射原理，B错误；交通信号灯采用的红黄绿三种色光中，红光波长最长，最易发生明显衍射，C错误；激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D错误。
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9.(双选)旋光仪可以用来测量糖溶液的
浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振
光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。其原理图如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测糖溶液P置于A、B之间，则下列说法中正确的是 ( )
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A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度小于θ
D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于θ
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解析：偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有糖溶液时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透振方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光角”是θ，光线经过样品后偏振方向不再与B的透振方向相同，故到达O处光的强度会明显减弱，A正确，B错误。偏振片B转过的角度等于θ，透振方向与偏振光的方向相同时，光到达O处的强度将再次最大，C错误；同理，D正确。
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10.(双选)下列说法正确的是 ( )
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A.在图甲中，为增加镜片的透光性会在镜片上涂上增透膜以消除反射光，增透膜利用的是光的折射现象
B.在图乙中，电影院使用的3D眼镜利用的是光的偏振原理
C.在图丙中，5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息传送量，但因波长变短导致其衍射能力变弱，故信号覆盖面会变窄
D.在图丁中，阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为肥皂膜相当于三棱镜使光发生了色散现象
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解析：镜片上涂上增透膜以消除反射光，增透膜利用的是光的干涉现象，故A错误；电影院使用的3D眼镜利用的是光的偏振原理，故B正确；5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息传送量，但其波长较短衍射现象不明显，导致信号覆盖面变窄，故C正确；阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的干涉现象，故D错误。
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11.(双选)如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 ( )
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A.到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B.到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
C.到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小
D.到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越大
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解析：光源发出的光经过起偏器之后成为偏振光，若光纤的温度不发生变化，则在某个方向传播的光是不会发生变化的，那么通过检偏器的偏振光也是一定的，也就是说光接收器所接收的光强度是一定的。若被测物体的温度发生了变化，会导致光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，根据光的偏振知识可知，到达检偏器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大，反之亦然，因此选项A、C正确。
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12.某同学利用如图所示的装置研究一些光学现象。
已知激光源发出的激光是偏振光，下列关于该装置和
相关现象的说法正确的是 ( )
A.激光源发出的激光相位差不恒定
B.若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片，照射到光屏上的光强度一定不变
C.若在缝屏上安装的是双缝，光屏上得到的是明暗相间等距的条纹，且增大双缝间距条纹变宽
D.若在缝屏上安装的是单缝，光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，且单缝变窄中央亮条纹变宽
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解析：激光源发出的激光相位差恒定，故A错误；若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片，由于偏振片只允许一个方向的激光通过，所以照射到光屏上的光强度一定变化，故B错误；若在缝屏上安装的是双缝，光屏上得到的是明暗相间等距的条纹，增大双缝间距时，由Δy=λ可知条纹变窄，故C错误；若在缝屏上安装的是单缝，光通过单缝时发生衍射，光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，当孔径或障碍物的尺寸小于波长或与波长相差不大时衍射现象明显，所以单缝变窄时衍射现象明显，中央亮条纹变宽，故D正确。课时跟踪检测(二十) 光的偏振 激光与全息照相
1.(双选)下列关于光的偏振的说法中正确的是 ( )
A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
B.自然光通过偏振片后就变成了单色光
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.光的偏振现象说明光波是纵波
2.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化,下列说法能够解释这一现象的是 ( )
A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用
B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用
C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用
D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用
3.(双选)关于激光,下列说法中正确的是 ( )
A.激光是由自然界中某种物质直接发光产生的
B.激光在真空中传播的速度大于3×108 m/s
C.激光反射也遵循反射定律
D.激光通过小孔时能产生衍射现象
4.关于激光的应用问题,下列说法中正确的是 ( )
A.医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤,应用了激光平行度好的特点
B.计算机内的“激光头”能读出光盘上记录的信息,应用了激光亮度高的特点
C.光纤通信是应用激光相干性好的特点把要传送的信息转换为光信号在光导纤维中传递的
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离,应用了激光相干性好的特点
5.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 ( )
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
6.(双选)如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.如图甲,自然光由空气射向水面,反射光是偏振光
B.如图乙,立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理相同
C.拍摄图丙中玻璃橱窗中的物体,通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
D.如图丁所示的衍射图样是由光照射一个不透光的圆盘得到的
7.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其偏振化方向正好与对面灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光照亮的物体。假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按同一要求设计,如下措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的偏振化方向是竖直的,前灯玻璃的偏振化方向是水平的
B.前窗玻璃和前灯玻璃的偏振化方向都是斜向右上45°
C.前窗玻璃的偏振化方向是斜向右上45°,前灯玻璃的偏振化方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃的偏振化方向是竖直的,前灯玻璃的偏振化方向是竖直的
8.如图所示为某城市上空的“超级月亮”夜景照片。下列关于光现象说法正确的是 ( )
A.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄“超级月亮”时可使景象更清晰
B.偏振是纵波特有的现象,光导纤维传递信号利用了光的偏振原理
C.十字路口交通信号灯三种色光中,红光波长最短,最不易发生明显衍射
D.自然界中某些天然物体也可以发出激光,激光不能发生衍射现象
9.(双选)旋光仪可以用来测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量。其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为“旋光角”,θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。其原理图如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测糖溶液P置于A、B之间,则下列说法中正确的是 ( )
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度小于θ
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于θ
10.(双选)下列说法正确的是 ( )
A.在图甲中,为增加镜片的透光性会在镜片上涂上增透膜以消除反射光,增透膜利用的是光的折射现象
B.在图乙中,电影院使用的3D眼镜利用的是光的偏振原理
C.在图丙中,5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息传送量,但因波长变短导致其衍射能力变弱,故信号覆盖面会变窄
D.在图丁中,阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为肥皂膜相当于三棱镜使光发生了色散现象
11.(双选)如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是 ( )
A.到达检偏器的光的透振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏器的光的透振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
C.到达检偏器的光的透振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越大,表示温度变化越小
D.到达检偏器的光的透振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越大,表示温度变化越大
12.某同学利用如图所示的装置研究一些光学现象。已知激光源发出的激光是偏振光,下列关于该装置和相关现象的说法正确的是 ( )
A.激光源发出的激光相位差不恒定
B.若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片,照射到光屏上的光强度一定不变
C.若在缝屏上安装的是双缝,光屏上得到的是明暗相间等距的条纹,且增大双缝间距条纹变宽
D.若在缝屏上安装的是单缝,光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹,且单缝变窄中央亮条纹变宽
课时跟踪检测(二十)
1.选AC 自然光通过偏振片时,只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能通过,即自然光变成了偏振光,但不一定是单色光,A项正确,B项错误;光的偏振现象说明光波是横波,C项正确,D项错误。
2.选B 发现光有强弱变化,说明水面上反射的阳光是偏振光,而阳光本身是自然光,在反射时发生了偏振,当偏振片的透振方向与光的偏振方向平行时,通过的光最强,而当偏振片的透振方向与光的偏振方向垂直时,通过的光最弱,因此镜片起到检偏器的作用。故选B。
3.选CD 激光是人造光,自然界中无法直接产生,故A错误;激光在真空中传播的速度也等于3×108 m/s,故B错误;激光在界面上也可以发生反射,并且反射时也遵循反射定律,故C正确;衍射是一切波具有的现象,故激光通过小孔时也能产生衍射现象,故D正确。
4.选C 医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度高、能量大的特点,A错误;计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用激光平行度好的特点,B错误;光纤通信是应用激光相干性好的特点把要传送的信息转换为光信号在光导纤维中传递的,C正确;“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用激光平行度好的特点,D错误。
5.选D 一切光都是横波,故A错误;根据v=λf,光在不同介质中的传播速度不同,频率相同,波长不同,故B错误;发生干涉现象的两束光频率必须相同,故C错误;利用激光的平行度非常好可以进行测距,故D正确。
6.选AD 如题图甲,自然光由空气射向水面,反射光是偏振光,故A正确;如题图乙,立体电影的原理是光的偏振,照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉,故B错误;拍摄题图丙中玻璃橱窗中的物体,通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光,故C错误;如题图丁所示,在圆形阴影中心有亮斑,即泊松亮斑,是由光照射一个不透光的圆盘得到的衍射图样,故D正确。
7.选B 如果前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°,则对方车辆的灯光与自己前窗玻璃透振方向正好成90°,光不能通过前窗,故B正确。A、C选项均会使司机不能看清自己前灯照亮的物体,D选项对面灯光可以透振进入车窗内,故A、C、D错误。
8.选A 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄“超级月亮”时,可减弱反射光,从而使景象更清晰,A正确;偏振现象是横波的特征,纵波无偏振现象,光导纤维利用了光的全反射原理,B错误;交通信号灯采用的红黄绿三种色光中,红光波长最长,最易发生明显衍射,C错误;激光是用人工方法激发的一种特殊的光,激光是一种电磁波,只要是电磁波就能发生衍射现象,D错误。
9.选AD 偏振片只能让一定偏振方向的光通过,没有糖溶液时,要使到达O处的光最强,偏振片A、B的透振方向应相同;当放入样品时,由于样品的“旋光角”是θ,光线经过样品后偏振方向不再与B的透振方向相同,故到达O处光的强度会明显减弱,A正确,B错误。偏振片B转过的角度等于θ,透振方向与偏振光的方向相同时,光到达O处的强度将再次最大,C错误;同理,D正确。
10.选BC 镜片上涂上增透膜以消除反射光,增透膜利用的是光的干涉现象,故A错误;电影院使用的3D眼镜利用的是光的偏振原理,故B正确;5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息传送量,但其波长较短衍射现象不明显,导致信号覆盖面变窄,故C正确;阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的干涉现象,故D错误。
11.选AC 光源发出的光经过起偏器之后成为偏振光,若光纤的温度不发生变化,则在某个方向传播的光是不会发生变化的,那么通过检偏器的偏振光也是一定的,也就是说光接收器所接收的光强度是一定的。若被测物体的温度发生了变化,会导致光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,根据光的偏振知识可知,到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大,反之亦然,因此选项A、C正确。
12.选D 激光源发出的激光相位差恒定,故A错误;若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片,由于偏振片只允许一个方向的激光通过,所以照射到光屏上的光强度一定变化,故B错误;若在缝屏上安装的是双缝,光屏上得到的是明暗相间等距的条纹,增大双缝间距时,由Δy=λ可知条纹变窄,故C错误;若在缝屏上安装的是单缝,光通过单缝时发生衍射,光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹,当孔径或障碍物的尺寸小于波长或与波长相差不大时衍射现象明显,所以单缝变窄时衍射现象明显,中央亮条纹变宽,故D正确。
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