5.4 激光与全息照相 同步练习 (含解析) (1)

5.4
激光与全息照相
》每课一练1
1.关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（
)
A.激光相干性好
B.激光平行度好
C.激光亮度高
D.激光易色散
思路解析：由于激光可以看作是频率稳定的光，频率决定颜色，即激光可看作是单色，不能发生色散，故D错，而A、B、C选项均为激光的特点.
答案：ABC
2.以下说法正确的是（
)
A.光纤通信利用了激光相干性好的特点
B.激光武器利用了激光亮度高的特点
C.激光写、读利用了激光亮度高的特点
D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
思路解析：利用激光的相干性进行信息的传递.例如利用激光相干性好进行光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的高亮度进行激光切割和焊接.
答案：ABD
3.利用激光束来切割各种物质，是利用激光的（
)
A.相干性好的特点
B.方向性好，平行度高的特点
C.亮度高的特点
D.单色性好的特点
思路解析：利用激光高亮度来切割各种物质，故C选项正确.
答案：C
4.2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献，激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014
Hz，则该激光的波长为（
)
A.0.25
μm
B.0.50
μm
C.0.75
μm
D.1.33×106
m
思路解析:根据公式v=λf可以有
λ=
m=0.75×10-6
m=0.75
μm
.
答案：C
5.以下说法正确的是（
)
①光的偏振现象说明光是电磁波
②紫外线是原子外层电子受激发产生的
③泊松亮斑是一种光的衍射现象
④原子自发辐射的光是激光
A.①
B.②③
C.①②③④
D.①②③
思路解析：光的偏振现象说明光是一种横波，原子自发辐射是自然光.
答案：B
6.如图13-8-2所示，激光束从地面竖直往上射向水平位置、镜面朝下的平面镜M，M离地高度h，使镜面绕通过入射点的水平轴转过α角，则反射到地面上的光点水平移动的距离是（
)
图13-8-2
A.htanα
B.hsinα
C.htan2α
D.hsin2α
思路解析：根据下图所示，由几何关系可以有
s=htan2α.
答案：C
我综合我发展
7.利用激光遇到物体发生反射的特点，可以测定物体的有关参量，如图13-8-3甲所示，B为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲如图13-8-3乙所示中幅度大的波形，B接收的由小车C返回的激光脉冲为图乙所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙中所示，T0、T、ΔT均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为__________（填“向左”或“向右”），速度大小为___________（光速为c）.
图13-8-3
思路解析：（1）若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C速度方向与激光发射的方向一致，即小车向右运动.
（2）要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图，如图所示.
小车在第一次收到脉冲至第二次收到脉冲时，运动的距离等于第二次与第一次激光单程到达小车时的路程之差.
s=c·ΔT，如图所示，可知在s这段位移内小车运动的时间t=(T0+)=T0+
故小车的速度大小为v=.
答案：向右
8.一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν（也称频率宽度），让单色光照射到薄膜表面，一部分从前表面反射回来（这部分称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分称为乙光），甲乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间Δt.理论和实践都证明，能观察到明显的干涉的现象的条件是：Δt的最大值Δtmax与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δtmax·Δν≈1才会观察到明显、稳定的干涉现象.已知某红宝石激光器发出的激光ν=4.32×1014
Hz,它的频率宽度Δν=8.0×109
Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率为n=的薄膜表面，射入时与薄膜表面成45°角，如图13-8-4所示.求:
图13-8-4
（1）从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度；
（2）估算图示情况下，能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度dmax.
思路解析：（1）设从O点射入薄膜中的光线的折射角为r，根据折射定律有：n=sin45°/sinr.所以折射角r=arcsin()=arcsin()=30°，光在薄膜中的传播速度v==2.12×108
m/s.
（2）乙光在薄膜中经过的路程s=2dcosr，如图所示.
乙光通过薄膜所用时间Δt=
当Δt取最大值Δtmax时，对应的薄膜厚度最大，又因为Δtmax·Δv≈1,所以
解得：dmax≈=1.15×10-2
m=1.15
cm.
答案：（1）折射角为30°
2.12×108
m/s
（2）1.15
cm