第四章 光及其应用 第六、七节 光的衍射和偏振 激光(课件PPT)-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（粤教版）

光的衍射和偏振 激光 第六、七节 核心素养导学 物理观念 (1)知道光的衍射现象，知道光能产生明显衍射现象的条件。 (2)知道光的偏振现象，光是横波。 (3)知道激光的特性和各种应用。 科学思维 (1)能用对比法分析衍射图样和干涉图样的区别。 (2)对比自然光和偏振光的区别，知道偏振现象、激光在科技和生活中的应用。 科学探究 (1)探究光发生明显衍射的条件。 (2)观察光的偏振现象。 科学态度与责任 认识光学知识在现代生活和科技等方面的应用。 续表 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 强化关键能力 01 02 CONTENTS 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 04 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、光的衍射 1.实验探究 (1)实验步骤：用单色平行光照射一狭缝可调的挡板AB，在狭缝后面放置一光屏。 (2)实验现象： ①当狭缝较宽时，在观察屏上是一条___的光带，光带的宽度符合光的直线传播规律。 亮 ②当狭缝不断变窄时，观察屏上会出现中央___且宽、两边_________、_________的光带，整个图样远大于光通过狭缝时按照直线传播所能照亮的区域。 (3)将狭缝换成大小可调的圆孔，当圆孔足够小时，同样能观察到中央为明显的亮斑、周围是明暗相间的_________的图样，图样远大于通过圆孔时按照直线传播所能照亮的区域。 2.明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长_____，甚至比光的波长_____。 亮 对称分布 明暗相间 圆形光环 相当 还小 [微点拨] 光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的。 二、光的偏振 1.光的偏振 (1)偏振片：由特殊的材料制成的元件，每个偏振片都有一个特定的方向，这个方向叫作透振方向。光的振动方向与这个透振方向______时能完全通过偏振片，______时不能通过偏振片。 (2)自然光：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。 平行 垂直 (3)偏振光：自然光透过某一偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，沿着某一特定方向振动的光。 (4)通过偏振光的检测实验可知光是______。 2.偏振现象的应用 (1)偏振光眼镜可以有效地衰减进入眼睛的光强，保护眼睛，避免意外发生。 (2)照相机镜头前装一片偏振滤光片，会起到有效地______水面、玻璃面反射光的作用，从而获得清晰的照片。 横波 减弱 三、激光 1.激光的特性 (1)单色性好：激光发射的光谱宽度很窄，是_____性很好的光源。 (2)相干性好：激光能保证相位差恒定，是很好的相干光源。 (3)平行度好：激光束的发散角很小，_____性很强。 (4)亮度高：激光的亮度可比普通光源高出1012~1019倍，是目前最亮的光源。 单色 方向 2.激光的应用 (1)用激光作为信息高速传输的载体，进行光导纤维通信。 (2)激光在雷达上用于测量距离和跟踪目标。 (3)激光高亮度的特点被用在工业上的激光切割、激光焊接技术，医学上用于切割肿瘤的“光刀”、用于矫正视力的准分子激光技术，美容上的“激光祛斑”，军事上的激光武器等。 (4)利用激光测量大气中水蒸气的饱和程度，可以准确预告降雨量。 (5)利用激光可进行_____照相，能拍摄三维照片。 全息 1.用三块不透光的板，在每块板的中间各开一个圆孔，各板所开的圆孔直径依次变小。装置如图甲所示，先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个如图乙所示的明亮圆形光斑;再换上圆孔较小的那块板，在屏上会出现如图丙所示较小的明亮圆形光斑;最后用圆孔最小(直径约为1 mm)的那块板，在屏上会出现如图丁所示的明暗相间的条纹。 (1)图乙中的情境是______________现象。 (2)图丙中的情境是_____________现象。 (3)图丁中的情境是__________现象。 光的直线传播 光的直线传播 光的衍射 2.通过一块偏振片观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同? 提示：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，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(肉眼对此不能感觉)，但光的强弱没有改变。月亮和黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化。 3.激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，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，以极大的速度喷出，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哪些性质? 提示：由于激光站与卫星相隔距离远，激光具有很好的平行度，同时有高能量的特点，可以减少能量损失。 [四层]学习内容2 强化关键能力 新知学习(一) 三种常见的衍射 三种衍射图样如图所示： 试判断三种衍射的类型。 任务驱动 　提示：a为单缝衍射，b为圆孔衍射，c为泊松亮斑。 1.单缝衍射 (1)现象：如图，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域;若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA'、BB'区出现亮暗相间的条纹，即发生了衍射现象。 重点释解 (2)单缝衍射图样的四个特点： ①中央条纹亮而宽; ②两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱; ③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; ④白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色。 2.圆孔衍射 (1)现象：如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图乙中a所示的情形，光沿直线传播，无明显衍射现象发生;当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图乙中b所示的衍射图样(圆孔衍射)，出现亮、暗相间的圆环。 (2)圆孔衍射图样的两个特点 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环;越向外，亮环亮度越低。 ②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。 3.泊松亮斑——障碍物的衍射现象 (1)现象：各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑，如图乙中c所示。 (2)障碍物的衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，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。 [典例]　如图a、b是由单色光分别入射到a圆孔和b圆孔形成的图像，由两图可以得出 (　 ) A.a图是衍射图像，a孔直径小于b孔直径 B.a图是干涉图像，a孔直径大于b孔直径 C.b图是衍射图像，a孔直径小于b孔直径 D.b图是干涉图像，a孔直径大于b孔直径 典例体验 √ [解析]　因为干涉图样为等宽度亮暗相间的条纹，a图是衍射图像，所以B、D错误;衍射发生的条件是缝隙宽度小于光的波长才能有清晰的衍射图像，如果缝隙宽度过大会观察不到衍射图像，光会沿直线传播，根据图像信息可知，b图是光沿直线传播形成的图像，所以a孔直径小于b孔直径，故A正确、C错误。 /方法技巧/ 光通过大孔、小孔、小圆盘衍射的区别 (1)光通过大孔沿直线传播，不形成明显的衍射条纹。 (2)小孔形成明显的衍射条纹。 (3)小圆盘出现泊松亮斑。 1.光可以通过小孔形成清晰的明暗相间的衍射图样，下列四幅图片中属于光的小孔衍射图样的是(图中白色和黑色分别表示明亮和黑暗程度) (　 ) 针对训练 解析：小孔衍射条纹的特点是圆形条纹，中心圆形亮条纹大且亮，B正确。 √ 2.让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，观察在孔后的屏上将先后出现什么现象?并解释产生该现象的原因? 提示：当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上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。 新知学习(二) 单缝衍射和双缝干涉的对比 单缝衍射与双缝干涉的比较 重点释解 名称 单缝衍射 双缝干涉 不同点 产生条件 只要狭缝足够小，任何光都能明显发生 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波相遇叠加 条纹宽度 条纹宽度不相等，中央最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不相等 各相邻条纹等间距 亮度 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等 相同点 成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义 都是波特有的现象，表明光是一种波 图样 光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大。复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加 续表 [典例]　如图所示的4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形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是 (　 ) A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 典例体验 √ [解析]　双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此a、c为双缝干涉条纹，b、d为单缝衍射条纹。双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮或暗条纹间距)Δx=λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即a、c分别对应于红光和蓝光。而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，b、d分别对应于紫光和黄光。综上所述，a、b、c、d四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确。 /方法技巧/ 区分双缝干涉图样与单缝衍射图样的方法 (1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。 (2)根据条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮纹往两侧亮条纹的亮度变化很小，而单缝衍射条纹的中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗。 [变式拓展]　(多选)对应[典例]的情境，结合其中蓝光产生的干涉图样和黄光产生的衍射图样，下列能使条纹变宽的方法是 (　 ) A.把蓝光换成紫光 B.把双缝干涉仪器中的双缝间距变小 C.把黄光换成红光 D.把单缝的宽度变小 √ √ √ [解析]　对双缝干涉来说，相邻条纹的间距Δx=λ，可知增大l和λ或减小d均可增大条纹的宽度，故A错误，B正确;在单缝衍射现象中，如增大条纹的宽度，可以使λ增大或单缝减小，故C、D正确。 1.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)。其中属于蓝光衍射图样的是 (　 ) 针对训练 √ 解析：双缝干涉图样中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;单缝衍射图样条纹中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，且波长越大，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，故B正确。 2.(多选)如图(a)所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ;接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则 (　 ) A.完成操作1后，光屏上出现的是图(b)所示图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹 B.完成操作1后，光屏上出现的是图(c)所示图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹 C.完成操作2后，光屏上出现的是图(b)所示图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹 D.完成操作2后，光屏上出现的是图(c)所示图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹 √ √ 解析：结合题意可知，操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现题图(b)所示图案，由图案知甲对应的光的波长大于乙对应的光的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确;操作2是单缝衍射实验，条纹间距不相等，光屏上为题图(c)所示图案，再结合波长关系可知D正确。 新知学习(三) 光的偏振现象及应用 (1)某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰，这是利用什么原理? 任务驱动 提示：在某些特定环境下，如拍摄池水中的游动的鱼时，由于水面反射光的干扰，影像会不清楚，在镜头前装一片偏振片，清除反射光(反射光为偏振光)，影像就变得清晰。这是利用了光的偏振。 (2)市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片，为什么不用普通的带色玻璃片而用偏振片?安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向? 提示：这种太阳镜是为了消除柏油马路和湖面上反射的耀眼的炫光，因此应用偏振片而不是带色的普通玻璃片。该反射光为水平方向的偏振光，故应使镜片的透振方向竖直。 1.自然光与偏振光的比较 重点释解   自然光(非偏振光) 偏振光 不 同 点 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器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(与起偏器透振方向一致) 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 2.偏振光的产生方式 (1)自然光在玻璃、水面等表面反射、折射时，反射光和折射光都是偏振光。 (2)自然光经过偏振片(起偏器)后能形成偏振光。偏振光可以用另一个偏振片(检偏器)检验。 3.光的偏振的应用 (1)摄像技术中的应用; (2)汽车驾驶中的应用; (3)攀登雪山运动员的应用。 [典例]　(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 典例体验 √ [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。 1.(多选)如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透振方向) (　 ) 针对训练 √ √ √ 解析：自然光通过起偏器后成为偏振光，当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过，否则不能通过，所以A、B、D正确。 2.在拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是 (　 ) A.减弱反射光，从而使景物的像清晰 B.增强反射光，从而使景物的像清晰 C.增强透射光，从而使景物的像清晰 D.减弱透射光，从而使景物的像清晰 √ 解析：由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片可以减弱反射光，但不能增强透射光。A正确。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 1.(选自鲁科版教材“迷你实验室”)如图所示，让一束光通过剃须刀片，仔细观察，剃须刀片边缘有条纹出现，这就是光在刀片边缘处产生的衍射现象。经研究发现，不仅小孔、狭缝能使光产生衍射，不同形状的各种障碍物都可能使光产生衍射，并在边缘呈现明暗相间的衍射图样，从而使其影像的轮廓变得模糊不清。 ◉物理观念——刀片边缘的衍射 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 2.(选自鲁科版教材课后练习)将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面，此时没有光通过。如果将其中的一个偏振片逐渐旋转180°，在旋转过程中，透过偏振片的光 (　 ) A.先增强，然后又减弱到零 B.先增强，然后减弱到非零的最小值 C.在整个过程中都增强 D.先增强，再减弱，然后又增强 ◉科学思维——光的偏振现象 √ 解析：将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面，此时没有光通过，说明两个偏振片的透振方向相互垂直，当其中一个偏振片逐渐旋转90°的过程中，透振方向逐渐变为相同，透过偏振片的光变为最强，再逐渐旋转90°的过程中，透振方向逐渐变为垂直，透过偏振片的光逐渐减弱到零，故A正确。 3.(选自鲁科版教材课后练习)如图所示，让太阳光通过窗上的小孔射进漆黑的室内，并落在光滑的反射面(如玻璃、瓷碗、镀铬器件或涂有油漆的门窗等)上，这时，你眯着眼并迎着反射方向看去，不但能看到反射面上的白点(太阳虚像)，同时还能看到在它的两旁出现一排对称的彩带，眼缝越细，这种现象越显著，请分析原因。 ◉科学态度与责任——太阳光的衍射 提示：这是一种光的衍射现象，光通过眼缝时产生衍射现象，不同色光衍射条纹间距不同，因此，可以看到一排对称的彩带，眼缝越细，衍射现象越明显。 1.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全(如图)。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，使对面车灯的光线不能进入车内，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是 (　 ) 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° √ 解析：此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误;若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能进入车内，B错误;若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进入本车窗内，却可以透射进对面车内，C错误，D正确。 2.应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离。若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，求月球到地球的距离。 答案：3.84×108 m 解析：真空中光速c=3.0×108 m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间中激光所行路程是月、地距离的2倍。从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约为s=ct=× 3.0×108×2.56 m=3.84×108 m。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 (　 ) A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d 解析：a为双缝干涉，b为单色光单缝衍射，c为圆孔衍射，d为白光单缝衍射，故选D。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 2.红光透过双缝在墙上呈现亮、暗相间的条纹，若将其中一条缝封住，在墙上可以观察到 (　 ) A.条纹形状与原来相同，但亮度减弱 B.一片红色 C.仍有条纹，但形状与原来不同 D.光源的像 √ 解析：红光透过双缝在墙上呈现亮、暗相间的干涉条纹，若将其中的一条缝封住，则在墙上可以观察到单缝衍射条纹，干涉条纹是亮、暗相间的等间距条纹，而单缝衍射条纹是中央又宽又亮，从中央到两侧，条纹宽度减小，亮度减弱，所以两者条纹形状不同，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 3.关于激光的应用，下列说法正确的是 (　 ) A.全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理 B.利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距 C.由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息 D.利用激光亮度高，可以用在医学上做“光刀”切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：全息照片拍摄是利用了激光的频率单一、相干性好，能够产生明显的干涉，故A错误;利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故B错误;利用激光相干性好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故C错误;利用激光的亮度高、能量集中，可以用在医学上做“光刀”切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 4.如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q。现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是 (　 ) A.M、N间为偏振光 B.P、Q间为自然光 C.P、Q间的光线亮度逐渐变暗 D.光屏N上的亮线逐渐变暗 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：M、P间为自然光，P、N间为偏振光，故A、B错误; P、Q间光线亮度不变，光屏上亮度逐渐变暗，故C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 5.(2023·天津高考)下列四幅图能说明光是横波的是 (　 ) √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：只有光的偏振现象能说明光的传播方向与振动方向垂直，即能说明光是横波，其他的现象均不能说明光是横波，如A项的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象，B项的干涉现象和D项的衍射现象说明光具有波动性，故C正确，A、B、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 6.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 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 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。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 7.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆盘后，分别得到如图所示的衍射图样。据此可以判断出 (　 ) A.甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆盘后的衍射图样 B.乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆盘后的衍射图样 C.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大 D.甲、乙都是光线射到圆盘后的衍射图样，乙板的直径较大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：题甲图的衍射图为明暗相间的圆环，而题乙图为在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑，故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样，乙为光线射到不透光的圆盘上形成的衍射图样，故A正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 8.(多选)如图所示，A、B为两偏振片，一束自然 光沿OO'方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最 大，则下列说法中正确的是 (　 ) A.此时A、B的透振方向平行 B.只有将B绕OO'轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才会最弱，几乎为零 C.将A或B绕OO'轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 D.将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上的光强度最大;当二者透振方向垂直时，光屏上的光强度最小，几乎为零。由此可知A、C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 9.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.丁是小圆孔、甲是双缝 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：衍射与干涉图样的区别：前者是中间亮条纹，越向两侧条纹宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹;根据小孔衍射与泊松亮斑的区别可知，小圆孔衍射的图样，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，可知丙是小圆孔衍射，丁是小圆板衍射(泊松亮斑)，所以C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 10.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，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，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 A.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 C.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏器和检偏器的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 11.(多选)如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形， 让太阳光或白炽灯光通过小孔S形成细光束从空气射向柱 体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2，现 保持入射光方向不变，将半圆玻璃柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直，反射光束和透射光束的偏振方向相互垂直，且反射光束的偏振方向与纸面垂直。在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片所在平面与入射光束垂直，其透振方向与纸面平行，这时看到的现象是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 A.反射光束1消失 B.透射光束2消失 C.反射光束1和透射光束2都消失 D.偏振片P以入射光束为轴旋转90°，透射光束2消失 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：自然光射到界面上，当反射光束与透射光束垂直时，反射光束和透射光束的偏振方向相互垂直，且反射光束的偏振方向与纸面垂直，透射光的透振方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向与纸面平行的偏振片P时，因垂直于纸面方向无光，反射光束1消失，A正确，B、C错误;偏振片转动90°，因平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 12.(多选)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 (　 ) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象　 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 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：由题意知，激光束经过细丝时在光屏上产生的条纹是衍射条纹，所以本装置利用了光的衍射，A错误，B正确;根据衍射规律得：细丝变细，会使条纹变宽，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 13.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下 (　 ) A.只有波长较短的一部分光才能到达地面 B.只有波长较长的一部分光才能到达地面 C.只有频率较大的一部分光才能到达地面 D.只有频率较小的一部分光才能到达地面 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：据光发生明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ=知，到达地面的光是频率较小的一部分。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 14.(多选)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图像更清晰。如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到明暗相间的条纹，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。下列说法正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 A.做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B.做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C.做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D.做双缝实验时，光强分布图如丙所示 解析：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹。做单缝实验时，光强分布图如题图乙所示，故A正确，B错误;做双缝实验时，光强分布图如题图丙所示，故C错误，D正确。 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 15.(多选)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 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 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转过的角度等于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 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 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正确;同理，D正确。 本课结束 $$