4.6 光的偏振 激光（知识解读）-2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

4.6 光的偏振 激光（知识解读）（解析版） •知识点1 偏振、光的偏振 •知识点2 激光的特点及其应用 •作业 随堂检测 知识点1 偏振、光的偏振 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。 注意：（1）偏振说明光是横波，纵波没有偏振现象。 （2）自然光通过偏振片后变成偏振光，只有振动方向与透振方向平行才能通过。 （3）应用：偏振眼镜、液晶显示、立体电影。 【典例1-1】光学在生活中有很多应用，下列说法错误的是（    ） A．看电影时戴的3D眼镜，利用了光的偏振原理 B．泊松亮斑形成的主要原因是光的衍射 C．相机镜头的增透膜，利用了光的全反射原理 D．太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．看电影时戴的3D眼镜利用偏振光分离左右眼图像，符合光的偏振原理，故A正确； B．泊松亮斑是光绕过障碍物边缘形成的衍射现象，故B正确； C．相机镜头的增透膜通过薄膜干涉减少反射光，增加透射光，并非利用全反射原理（全反射需满足从光密到光疏介质且入射角大于临界角），故C错误； D．肥皂泡表面彩色条纹由薄膜前后表面反射光干涉形成，符合光的干涉现象，故D正确。 本题选错误的选项，故选C。 【典例1-2】（多选）下列关于光的偏振现象的应用正确的是（     ） A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向 B．立体电影利用了光的偏振现象 C．手影的形成是偏振现象 D．拍摄日落时水面上的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 【答案】ABD 【详解】A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向，故A正确； B．立体电影利用了光的偏振现象，故B正确； C．手影的形成是光的直线传播原理，不是偏振现象，故C错误； D．拍摄日落时水面上的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，故D正确。 故选ABD。 【变式1-1】下列关于各物理现象的相关图片，说法正确的是（     ） A．如图甲，周边的人会观测到声波的多普勒效应，那是警笛的发声频率发生了变化 B．如图乙，其他条件不变，当A、B间夹角稍微变小些，A板下底面产生的干涉条纹间距将变密 C．如图丙，和这原理一样，在观看立体电影时必须戴特制眼镜---镜片是偏振片 D．如图丁，和这原理一样，要在显微镜镜头表面镀一层增透膜，以增加光的透射 【答案】C 【详解】A．多普勒效应中，声源本身的发声频率不变，只是观测者接收到的频率发生变化，故A错误； B．乙图是空气劈尖干涉，干涉条纹间距满足关系（θ 是A、B的夹角） 当夹角θ变小时，条纹间距Δx变大，干涉条纹变疏，故B错误； C．丙图展示的是光的偏振现象，立体电影正是利用偏振原理：放映机输出两束偏振方向相互垂直的偏振光，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向也相互垂直，对应使左右眼接收不同的画面，产生立体效果，故C正确； D．丁图展示的是光的衍射现象，而显微镜增透膜的原理是薄膜干涉（利用反射光干涉相消，增加透射光强度），二者原理不同，故D错误。 故选C。 【变式1-2】（多选）关于光的干涉、光的衍射、光的偏振、激光，下列说法正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的干涉造成的 B．古语云“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的衍射 C．光的偏振现象说明光是一种横波，3D立体电影利用了光的偏振原理 D．激光通信和无线电通信完全不同，激光束不能载有图像信号 【答案】BC 【详解】A．圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故A错误； B．声波容易发生衍射现象，它能绕过一般的障碍物而被另一侧的人听到，也就产生了只闻其声不见其人的现象，属于衍射现象，故B正确； C．光的偏振现象说明光是一种横波，立体电影利用了光的偏振原理，故C正确； D．激光能够传播声音、图像等信号，激光通信和无线电通信相似，都是利用电磁波传递信息，故D错误。 故选BC。 【变式1-3】如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到的现象是透射光的强度（或亮度）______（选填“发生变化”或“保持不变”），这是光的偏振现象，这个实验表明______。 【答案】 发生变化 光是横波/光是一种横波/光波是横波 【详解】（1）[1]太阳光或白炽灯光通过偏振片后成为线偏振光。旋转偏振片或会改变两偏振片透振方向的夹角，因此透射光的强度发生变化。 [2]只有横波才会发生偏振现象，因此光的偏振现象表明光是横波。 知识点2 激光的特点及其应用 1、激光和激光的产生 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工产生的光。 （2）在现代科学技术中用激光器产生激光。 2、激光的特点及应用 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 注意：（1）激光具有亮度高、单色性好、相干性好、方向性好四大特点。 （2）相干性好用于干涉、衍射、全息照相。 （3）方向性好、能量集中用于激光切割、焊接、医疗、光纤通信。 【典例2-1】下列有关光的说法正确的是（　　） A．自然光照在防蓝光眼镜上反射出蓝紫色的光，发生了全反射现象 B．相机镜头可以加装某种滤镜以拍摄更加清晰的水底景象，利用了光的偏振原理 C．工业上用激光切割钢板，主要是利用了激光平行度非常好的特点 D．通过一个狭缝来观察日光灯可以看到彩色条纹，这是因为光的干涉 【答案】B 【详解】A．自然光照在防蓝光眼镜上反射出蓝紫色的光，这是由于薄膜干涉引起的，故A错误； B．相机镜头加装偏振滤镜可减少水面反射的偏振光，从而更清晰地拍摄水下景象，这利用了光的偏振原理，故B正确； C．工业激光切割钢板主要利用激光的高亮度，故C错误； D．通过一个狭缝观察日光灯看到彩色条纹，这是单缝衍射现象，故D错误。 故选B。 【典例2-2】（多选）准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于近视眼的治疗。下列说法正确的是（     ） A．激光具有很好的平行度，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 B．用激光治疗近视眼是对视网膜进行修复 C．用激光治疗近视眼是对角膜进行切削等 D．用激光治疗近视眼利用的是激光的相干性好 【答案】AC 【详解】A．激光具有很好的平行度，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，故A正确； BC．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削等，改变角膜的形状，使物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，故B错误，C正确； D．激光刀利用的是亮度高、能量集中、平行度好，不是相干性好。故D错误。 故选AC。 【变式2-1】光学在现代科学技术中有许多应用。关于光现象，下列说法正确的是（     ） A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度 B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C．观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 D．拍摄水面下景物时，在相机镜头前装上偏振片，目的是为了增强反射光 【答案】A 【详解】A．增透膜利用薄膜干涉原理，使膜前后表面的反射光发生干涉相消，减少光的反射损失，从而增加透射光的强度，故A正确； B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是利用了激光平行度好、可聚焦到极小光斑的特点，和激光亮度高无关，故B错误； C．立体电影的放映和观看利用的是光的偏振原理，特制眼镜为偏振片，和光的衍射无关，故C错误； D．水面的反射光为偏振光，拍摄水下景物时镜头前装偏振片是为了过滤水面反射光，减弱反射光的干扰让水下成像更清晰，不是增强反射光，故D错误。 故选A。 【变式2-2】（多选）准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于近视眼的治疗。下列说法正确的是（　　） A．近视眼是物体成像在视网膜的前面，使人不能看清远处的物体 B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D．激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好 【答案】AB 【详解】A．近视眼的病理成因是晶状体的折光能力过强导致远处物体的光线经晶状体折射后，成像位置落在视网膜的前方，无法在视网膜上形成清晰的像，因此人眼无法看清远处的物体，A正确； B．激光的核心特性之一是方向性好，光束的发散程度极小，可以汇聚在非常小的面积上，形成精度极高的“激光刀”，能够在眼部的极小区域完成精细手术，该选项描述符合激光的特性与实际应用，B正确； C．激光治疗近视眼的手术原理是通过激光修正角膜的形态，改变眼球的等效折光能力，让原本成像在视网膜前的像重新落回视网膜上，手术的操作对象是角膜而非视网膜，C错误； D．激光治疗近视眼利用的是激光方向性好、能量集中的特性，并非利用激光的相干性好；相干性是激光在干涉、全息成像等场景下的应用特性，和该手术的原理无关，D错误； 故选AB。 【变式2-3】（1）全息照相是利用激光_________的特点，做手术切除肿瘤是利用激光_________的特点，精确地测量距离是利用了激光_________的特点。（A．单色性好；B．方向性好；C．相干性好；D．高亮度） （2）如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象，当狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时，所看到的四个图像的顺序是_________。 【答案】 AC/CA D B abcd 【详解】（1）[1][2][3]全息照相是利用激光单色性好、相干性好的特点，做手术切除肿瘤是利用激光亮度高、能量大的特点，精确地测量距离是用了激光平行度好、方向性强的特点。 （2）[4]0.8mm大于光的波长，不能发生明显的衍射现象，看到的是条纹状光斑，即图像a。随着缝宽度减小，光斑面积减小，即图像b，当发生衍射时，随着缝宽度减小，衍射条纹间距变大，则先看到c再看到b。故看到的四个图像的顺序是abcd。 1．下列有关光学现象的描述正确的是（　　） A．如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套小 B．图乙是双缝干涉所形成的图样 C．若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图丙所示 D．如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波 【答案】D 【详解】A．光导纤维能够使光在有机玻璃内传播是利用光的全反射原理，要想发生全反射光必须从光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大于外套的折射率，故A错误； B．双缝干涉所形成的条纹是平行等间距的，且亮度相同，图乙是单缝衍射的条纹，故B错误； C．同一干涉条纹上空气膜厚度相等，若下方玻璃片上表面有一凹痕，则该处空气膜厚度增大，则条纹应向左突出，故C错误； D．横波具有偏振现象，所以相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，可以说明光是横波，故D正确。 故选D。 2．钛金属阳极氧化工艺是一种在金属及其合金表面通过电解使其表面形成氧化膜的技术。通过控制电压可以改变薄膜的厚度，自然光照射在工件表面时，光线在薄膜前后表面发生反射，工件就显示出不同的颜色。关于该现象，下列说法正确的是（　　） A．这是光的偏振现象 B．这是光的衍射现象 C．薄膜各处厚度不均匀的话，工件看上去是彩色的 D．薄膜各处厚度均匀的话，工件看上去是彩色的 【答案】C 【详解】AB．薄膜前后表面反射的光线进行叠加后有的波长的光增强，有的波长的光减弱，这是干涉现象，故AB错误； CD．薄膜各处厚度不同，不同波长的光在不同厚度处得到增强，工件显示出彩色，故C正确，D错误。 故选C。 3．下列说法正确的是（　　） A．观看3D电影时，观众戴上特制的眼镜就能看到立体画面，利用光的偏振，也说明了光是横波 B．光导纤维内芯采用的是光疏介质，外侧包层采用的是光密介质 C．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的折射现象 D．物体影子的边缘比较模糊，这是光的干涉现象 【答案】A 【详解】A．3D电影利用偏振眼镜使左右眼接收不同偏振方向的光，形成立体视觉，偏振是横波特有的现象，故A正确； B．光导纤维利用全反射原理传输光，全反射要求光从光密介质射向光疏介质，因此内芯应为光密介质（折射率高），包层为光疏介质（折射率低），选项描述相反，故B错误； C．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过障碍物产生的衍射现象，而非折射现象，故C错误； D．物体影子边缘模糊主要由光的衍射引起（光波绕过障碍物），干涉是相干波叠加产生的现象（如双缝干涉），故D错误。 故选A。 4．光能发生反射、折射、衍射、干涉及偏振等现象，关于其原理在科学技术中的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉 B．3D电影应用了光的衍射 C．光纤通信应用了光的偏振 D．望远镜中的棱镜应用了光的折射 【答案】A 【详解】A．照相机镜头的增透膜利用薄膜干涉原理，使膜前后表面的反射光发生相消干涉，减少反射光损失、增加透射光强度，应用了光的干涉，故A正确； B．3D电影应用了光的偏振原理，通过偏振眼镜分离左右眼对应的不同偏振方向的图像以产生立体视觉，和光的衍射无关，故B错误； C．光纤通信的核心原理是光的全反射，光在光纤内芯与包层的界面不断发生全反射从而传输信号，并非应用光的偏振，故C错误； D．望远镜中的棱镜工作时，主要应用了光的全反射原理，故D错误。 故选A。 5．下列有关光学内容说法错误的是（　　） A．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 B．用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到左镜片变暗，右镜片变亮 C．雨后公路积水上的油膜之所以呈现彩色，是因为阳光照射时，光在油膜里折射出不同颜色光，形成彩虹般的视觉效果 D．在双缝干涉实验中，仅将红光换为蓝光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小 【答案】C 【详解】A．圆孔衍射和圆盘衍射均属于光的衍射现象，衍射会导致光波绕过障碍物或通过小孔后扩散，使影像边缘模糊不清。这是衍射的基本特征，故A正确； B．立体影院眼镜通常采用偏振片，左、右镜片分别对应不同偏振方向的光。手机液晶屏幕发出的光也具有特定偏振方向。当屏幕旋转90°时，原偏振方向改变，导致左镜片接收的光强度减弱（变暗），右镜片接收的光强度增强（变亮）。这符合偏振光的匹配原理，故B正确； C．雨后公路积水上的油膜之所以呈现彩色，是因为阳光照射时，光在油膜上下表面反射后发生干涉，形成彩色的视觉效果，故C错误； D．双缝干涉条纹间距公式为 ，当红光换为蓝光时， 减小， 减小，条纹间距变小，故D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 6．如图所示，两光屏间放有两个透振方向平行的偏振片，它们四者共轴且平行，现让太阳光沿轴线通过上的小孔照射到固定不动的上，再使绕轴匀速转动。关于上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．逐渐变亮 B．逐渐变暗 C．先变亮后变暗 D．先变暗后变亮 【答案】B 【详解】太阳光是自然光，通过偏振片P后，变为偏振光。设通过P后的光强度为。 偏振片P和Q的透振方向初始时是平行的。当偏振片Q绕轴线转动时，设其透振方向与P的透振方向（即入射偏振光的振动方向）的夹角为。根据马吕斯定律，通过Q的光强度与夹角的关系为： 初始状态，P和Q的透振方向平行，，此时通过Q的光强度最大，。 当Q绕轴匀速转动时，夹角从均匀增大到。 在这个过程中，的值从1减小到0，因此的值也从1单调减小到0。 所以，通过Q到达光屏N上的光强度从逐渐减小到0，即光屏N上的亮度逐渐变暗。 故选B。 7．TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中（　　） A．两偏振片方向不垂直依然能工作 B．液晶分子正电中心偏向后基板 C．液晶分子所受合静电力不为零 D．液晶分子的电势能逐渐增大 【答案】B 【详解】A．前偏振片输出水平偏振光，后偏振片初始为竖直方向（正交），无电场时液晶旋转90°使光通过；有电场时分子沿电场排列，不旋转光，光被阻挡，发光位置变暗。若两偏振片方向不垂直时，闭合开关有可能亮度不变，因此不能正常工作，故A错误； B．图中前基板接正极，后基板接负极，电场方向水平向右，则液晶分子正电中心偏向后基板，故B正确； C．分子整体电中性，正负电荷在匀强电场中受力大小相等、方向相反，合力为零，故C错误； D．从无序到沿电场力方向排列，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 故选B。 8．（多选）关于激光的应用，下列说法正确的是（     ） A．光纤通信是应用激光相干性好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递 B．计算机内的“激光头”可读出光盘上记录的信息，这应用了激光平行度好的特点 C．激光打孔应用了激光相干性好的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远的目标的距离，这主要应用了激光亮度高的特点 【答案】AB 【详解】A．光纤通信主要利用激光相干性好的特点，将信息调制到光载波上并在光导纤维中传递，故A正确； B．计算机内的“激光头”读取光盘上记录的信息，主要利用激光平行度好的特点，故B正确； C．激光打孔需要把能量集中在很小的区域，主要利用激光亮度高的特点，而不是相干性好，故C错误； D．激光测距雷达需要激光束具有良好的方向性以准确指向远处目标，主要利用激光平行度好的特点，而不是亮度高，故D错误。 故选AB。 9．（多选）关于激光在下列用途中的说法正确的是（　　） A．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，它是利用激光具有相干性，能像无线电波一样被调制来传递信息的 B．按照信息论的理论，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，用激光可以比用无线电波传递更多的信息 C．在演习中，常用激光制导炸毁目标，这是由于激光平行度高，方向性强，在传播很远后仍保持一定强度，指示目标准确 D．激光在医学上当作“光刀”进行手术，利用的是激光相干性好这一特点 【答案】ABC 【详解】A．激光具有良好的相干性，能够进行调制并由光导纤维传输信息，故A正确； B．在调制技术等条件相近时，载波频率越高，可利用的频带越宽、信息容量越大；激光的频率远高于无线电波，故B正确； C．激光的平行度高、方向性强，远距离传播时光束发散很小，能保持较高强度并准确指示目标，故C正确； D．激光作“光刀”主要利用激光亮度高、能量集中，使组织迅速汽化或凝固，并非利用相干性好，故D错误。 故选ABC。 10．（多选）下列说法正确的是（     ） 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i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝的距离l，两相邻亮条纹间的距离将减小 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上光的亮度将发生明、暗交替变化，此现象表明光波是横波 【答案】BD 【详解】A．设空气和玻璃的折射率分别为，，且，入射角为，玻璃中的折射角为。由折射定律得 整理得 在下表面玻璃射向空气时，全反射临界角满足 由于，光线始终能从面射出，故A错误； B．设双缝间距为，双缝到光屏的距离为，屏上距中央亮纹为处的光程差近似为 亮纹处满足 联立上式得 所以相邻亮纹间距 保持，不变而减小，随之减小，故B正确； C．用干涉法检查工件平整度时，干涉条纹表示被测面与参考面之间空气膜的等厚线。条纹弯曲只能说明空气膜厚度分布发生变化；由于未说明工件与参考面的放置关系，凸起和凹陷都可能产生弯曲条纹，不能据此判断该处一定凸起，故C错误； D．P、Q为偏振片，P固定而转动Q时，两偏振片透振方向的夹角改变，透射光会出现明暗交替。偏振现象只有横波才能产生，因此该现象说明光波是横波，故D正确。 故选BD。 11．（多选）关于下面四幅图中现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲中，A、B两人听到的警笛声不同，说明波源发出的波的频率与传播速度有关 B．图乙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 C．图丙中，M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏L上的光亮度不变 D．图丁中，光学镜头增透膜利用光的干涉原理，增透膜的最小厚度为入射光在膜中波长的四分之一 【答案】BD 【详解】A．图甲是多普勒效应，波源本身的频率由波源自身决定，和传播速度无关，A、B听到的声音频率不同，是观察者接收的频率发生变化，波源频率不变，故A错误； B．劈尖干涉检验平整度时，同一级干涉条纹对应相同的空气膜厚度 劈尖左端（薄端）空气层厚度更小，越向右厚度越大；P处条纹向左（薄端/劈尖方向）弯曲，说明P处空气层厚度比平整时同位置更大，对应工件P是凹处 Q处条纹向右（厚端）弯曲，说明Q处空气层厚度比平整时同位置更小，对应工件Q是凸处，故B正确； C．自然光经过偏振片M后变为线偏振光，M固定，转动N时，出射光强随透振方向夹角变化：当N和M透振方向垂直时，没有光透过N，光屏亮度会从亮逐渐变暗，因此亮度会变化，故C错误； D．光学镜头增透膜利用了光的薄膜干涉原理，目的是让反射光干涉相消，增加透射光强度 增透膜折射率介于空气和玻璃之间，两个反射面的反射都存在半波损失，半波损失相互抵消，反射光的光程差为，要满足干涉相消的最小厚度满足 可得，其中是入射光在增透膜中的波长，故D正确。 故选 BD。 12．（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中是水波的多普勒效应现象，图形表示波源向x轴正方向移动 B．图乙中是光的偏振现象，这种现象表明光是纵波 C．图丙中是杨氏双缝干涉，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 【答案】AD 【详解】A．水波的多普勒效应现象中，波源移动的前方波峰密集，后方波峰稀疏，故图甲表示波源向x轴正方向移动，故A正确； B．图乙中、是偏振片，是荧光屏，当不动缓慢转动时，荧光屏上的光的亮度将发生变化，这表明光是横波，故B错误； C．根据可知，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故C错误； D．楔形薄膜干涉中，干涉条纹间距由决定，两板间的薄片越薄，越小，干涉条纹间距越大，故D正确。 故选AD。 13．医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的___________；“未见其人，先闻其声”是声波的__________现象；在生活中，当我们观看3D电影时，所佩戴的眼镜利用了光的__________；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率__________（选填“小”或“大”）；。 【答案】 多普勒效应 衍射 偏振 大 【详解】[1][2]医院用的医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应；“未见其人，先闻其声”是声波的衍射现象； [3]3D电影放映时，两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光，在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜利用了光的偏振原理； [4]发生全反射的条件是：光从光密介质到光疏介质且入射角大于或等于临界角，故光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大。 14．尝试进行以下两个小实验，观察实验现象，思考以下问题： （1）两只相同的手电筒射出的光束在空间相遇。 （2）把两支同样的激光笔发出的光射向墙上的同一个地方。 这两个实验哪个能观察到明暗相间的干涉条纹？为什么？ 【答案】两个实验都不能观察到明暗相间的干涉条纹。 因为两只手电筒、两支激光笔均属于各自独立发光的光源，所以这两个实验都不满足光的干涉产生的条件，都看不到干涉图样 【详解】这两个实验都不能观察到明暗相间的干涉条纹。 两只手电筒和两支激光笔均属于各自独立发光的光源，因此这两个实验都不满足光的干涉产生的条件，都看不到干涉图样。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.6 光的偏振 激光（知识解读）（解析版） •知识点1 偏振、光的偏振 •知识点2 激光的特点及其应用 •作业 随堂检测 知识点1 偏振、光的偏振 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。 注意：（1）偏振说明光是横波，纵波没有偏振现象。 （2）自然光通过偏振片后变成偏振光，只有振动方向与透振方向平行才能通过。 （3）应用：偏振眼镜、液晶显示、立体电影。 【典例1-1】光学在生活中有很多应用，下列说法错误的是（    ） A．看电影时戴的3D眼镜，利用了光的偏振原理 B．泊松亮斑形成的主要原因是光的衍射 C．相机镜头的增透膜，利用了光的全反射原理 D．太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 【典例1-2】（多选）下列关于光的偏振现象的应用正确的是（     ） A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向 B．立体电影利用了光的偏振现象 C．手影的形成是偏振现象 D．拍摄日落时水面上的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 【变式1-1】下列关于各物理现象的相关图片，说法正确的是（     ） A．如图甲，周边的人会观测到声波的多普勒效应，那是警笛的发声频率发生了变化 B．如图乙，其他条件不变，当A、B间夹角稍微变小些，A板下底面产生的干涉条纹间距将变密 C．如图丙，和这原理一样，在观看立体电影时必须戴特制眼镜---镜片是偏振片 D．如图丁，和这原理一样，要在显微镜镜头表面镀一层增透膜，以增加光的透射 【变式1-2】（多选）关于光的干涉、光的衍射、光的偏振、激光，下列说法正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的干涉造成的 B．古语云“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的衍射 C．光的偏振现象说明光是一种横波，3D立体电影利用了光的偏振原理 D．激光通信和无线电通信完全不同，激光束不能载有图像信号 【变式1-3】如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到的现象是透射光的强度（或亮度）______（选填“发生变化”或“保持不变”），这是光的偏振现象，这个实验表明______。 知识点2 激光的特点及其应用 1、激光和激光的产生 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工产生的光。 （2）在现代科学技术中用激光器产生激光。 2、激光的特点及应用 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 注意：（1）激光具有亮度高、单色性好、相干性好、方向性好四大特点。 （2）相干性好用于干涉、衍射、全息照相。 （3）方向性好、能量集中用于激光切割、焊接、医疗、光纤通信。 【典例2-1】下列有关光的说法正确的是（　　） A．自然光照在防蓝光眼镜上反射出蓝紫色的光，发生了全反射现象 B．相机镜头可以加装某种滤镜以拍摄更加清晰的水底景象，利用了光的偏振原理 C．工业上用激光切割钢板，主要是利用了激光平行度非常好的特点 D．通过一个狭缝来观察日光灯可以看到彩色条纹，这是因为光的干涉 【典例2-2】（多选）准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于近视眼的治疗。下列说法正确的是（     ） A．激光具有很好的平行度，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 B．用激光治疗近视眼是对视网膜进行修复 C．用激光治疗近视眼是对角膜进行切削等 D．用激光治疗近视眼利用的是激光的相干性好 【变式2-1】光学在现代科学技术中有许多应用。关于光现象，下列说法正确的是（     ） A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度 B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C．观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 D．拍摄水面下景物时，在相机镜头前装上偏振片，目的是为了增强反射光 【变式2-2】（多选）准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于近视眼的治疗。下列说法正确的是（　　） A．近视眼是物体成像在视网膜的前面，使人不能看清远处的物体 B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D．激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好 【变式2-3】（1）全息照相是利用激光_________的特点，做手术切除肿瘤是利用激光_________的特点，精确地测量距离是利用了激光_________的特点。（A．单色性好；B．方向性好；C．相干性好；D．高亮度） （2）如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象，当狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时，所看到的四个图像的顺序是_________。 1．下列有关光学现象的描述正确的是（　　） A．如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套小 B．图乙是双缝干涉所形成的图样 C．若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图丙所示 D．如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波 2．钛金属阳极氧化工艺是一种在金属及其合金表面通过电解使其表面形成氧化膜的技术。通过控制电压可以改变薄膜的厚度，自然光照射在工件表面时，光线在薄膜前后表面发生反射，工件就显示出不同的颜色。关于该现象，下列说法正确的是（　　） A．这是光的偏振现象 B．这是光的衍射现象 C．薄膜各处厚度不均匀的话，工件看上去是彩色的 D．薄膜各处厚度均匀的话，工件看上去是彩色的 3．下列说法正确的是（　　） A．观看3D电影时，观众戴上特制的眼镜就能看到立体画面，利用光的偏振，也说明了光是横波 B．光导纤维内芯采用的是光疏介质，外侧包层采用的是光密介质 C．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的折射现象 D．物体影子的边缘比较模糊，这是光的干涉现象 4．光能发生反射、折射、衍射、干涉及偏振等现象，关于其原理在科学技术中的应用，下列说法正确的是（ ） A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉 B．3D电影应用了光的衍射 C．光纤通信应用了光的偏振 D．望远镜中的棱镜应用了光的折射 5．下列有关光学内容说法错误的是（　　） A．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 B．用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到左镜片变暗，右镜片变亮 C．雨后公路积水上的油膜之所以呈现彩色，是因为阳光照射时，光在油膜里折射出不同颜色光，形成彩虹般的视觉效果 D．在双缝干涉实验中，仅将红光换为蓝光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小 6．如图所示，两光屏间放有两个透振方向平行的偏振片，它们四者共轴且平行，现让太阳光沿轴线通过上的小孔照射到固定不动的上，再使绕轴匀速转动。关于上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．逐渐变亮 B．逐渐变暗 C．先变亮后变暗 D．先变暗后变亮 7．TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中（　　） A．两偏振片方向不垂直依然能工作 B．液晶分子正电中心偏向后基板 C．液晶分子所受合静电力不为零 D．液晶分子的电势能逐渐增大 8．（多选）关于激光的应用，下列说法正确的是（     ） A．光纤通信是应用激光相干性好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递 B．计算机内的“激光头”可读出光盘上记录的信息，这应用了激光平行度好的特点 C．激光打孔应用了激光相干性好的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远的目标的距离，这主要应用了激光亮度高的特点 9．（多选）关于激光在下列用途中的说法正确的是（　　） A．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，它是利用激光具有相干性，能像无线电波一样被调制来传递信息的 B．按照信息论的理论，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，用激光可以比用无线电波传递更多的信息 C．在演习中，常用激光制导炸毁目标，这是由于激光平行度高，方向性强，在传播很远后仍保持一定强度，指示目标准确 D．激光在医学上当作“光刀”进行手术，利用的是激光相干性好这一特点 10．（多选）下列说法正确的是（     ） 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i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝的距离l，两相邻亮条纹间的距离将减小 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上光的亮度将发生明、暗交替变化，此现象表明光波是横波 11．（多选）关于下面四幅图中现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲中，A、B两人听到的警笛声不同，说明波源发出的波的频率与传播速度有关 B．图乙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 C．图丙中，M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏L上的光亮度不变 D．图丁中，光学镜头增透膜利用光的干涉原理，增透膜的最小厚度为入射光在膜中波长的四分之一 12．（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中是水波的多普勒效应现象，图形表示波源向x轴正方向移动 B．图乙中是光的偏振现象，这种现象表明光是纵波 C．图丙中是杨氏双缝干涉，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 13．医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的___________；“未见其人，先闻其声”是声波的__________现象；在生活中，当我们观看3D电影时，所佩戴的眼镜利用了光的__________；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率__________（选填“小”或“大”）；。 14．尝试进行以下两个小实验，观察实验现象，思考以下问题： （1）两只相同的手电筒射出的光束在空间相遇。 （2）把两支同样的激光笔发出的光射向墙上的同一个地方。 这两个实验哪个能观察到明暗相间的干涉条纹？为什么？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $