物理选择性必修 第一册6 光的偏振 激光课堂检测

课时作业19　光的衍射　光的偏振　激光

1．下列应用激光的实例中，不正确的是(　D　)

A．因为激光的纯净的特性，所以可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验

B．激光的亮度高、能量高，因此我们可以用激光束来切割物体，焊接金属，在硬质难熔材料上打孔，医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术

C．激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰，利用干涉现象可以精确测定物体的长度

D．激光的亮度高，可以用来照明

解析：在做双缝干涉实验时，一般要在双缝前加一个单缝，目的是产生两列频率相同的相干光，从而在屏上观察到双缝干涉现象，而激光的相干性好，故可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验，A正确；激光具有平行度好，亮度高等特点，医学上用激光“刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高且能量高的特点，但不能用来照明，B正确，D错误；激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰，利用干涉现象可以精确测定物体的长度，C正确．

2．以下关于偏振片和增透膜的说法正确的是(　D　)

A．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一增透膜

B．为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一偏振片

C．照相机的增透膜厚度通常为λ/2

D．3D立体电影充分利用了光的偏振原理

解析：水面的反射光是偏振光，减弱偏振光的影响，应该加偏振片，故选项A错误；照相机镜头前应加增透膜，以减小反射光，故选项B错误；增透膜的厚度通常为绿光在增透膜这种介质中的波长的，故选项C错误；3D立体电影充分利用了光的偏振原理，故选项D正确．

3．(多选)下列说法正确的是(　CD　)

A．只有频率相同、相位差恒定的两束光才能产生明显的衍射现象

B．两只完全相同的灯泡发出的两束光能产生稳定的干涉现象

C．如果光的波长与障碍物的尺寸相差不多，则能产生明显的衍射现象

D．泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽

解析：频率相同、相位差恒定是光发生干涉的条件，不是发生明显衍射的条件，A错误；即使是同一光源上不同部分发出的光，也不一定能发生稳定的干涉，更不用说是两个独立的灯泡发出的光了，B错误；发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与光的波长相差不太大，或者比光的波长小，当光的波长比障碍物或孔的尺寸大时，衍射会更明显，因此C正确；由泊松亮斑形成原理知D正确．

4．关于自然光和偏振光，下列说法正确的是(　D　)

A．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，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．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光

D．自然光和偏振光都能使感光底片感光

解析：自然光和偏振光都能产生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A错，D对；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的光绝大部分都是偏振光，B错；偏振光也可能是白光，C错．

5．某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示．则他在光屏上看到的条纹是(　D　)

解析：此为单缝衍射，故条纹间距不等，单缝水平方向，条纹也应为水平方向，故D正确．

6．(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射方向)(　ABD　)

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．

7．(多选)抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，则下列说法正确的是(　AD　)

A．这里应用的是光的衍射现象

B．这里应用的是光的直线传播性

C．这里应用的是光的干涉现象

D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细

解析：当障碍物的尺寸与光的波长相当或小于光的波长时，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象．如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更加明显，可知纤维丝变细．故B、C错误，A、D正确．

8．一种红宝石激光器反射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W.

(1)每列光脉冲的长度是多少？

(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？

答案：(1)3.0×10－3 m　(2)300

解析：(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间．

一个光脉冲长度Δl＝c·Δt＝3.0×108×1.0×10－11 m＝3.0×10－3 m.

(2)一个光脉冲所携带的能量

ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11 J＝0.1 J.

消除面积为50 mm2的色斑需要光脉冲数为

n＝＝＝300(个)．

1．对光的衍射现象的定性分析，不正确的是(　D　)

A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象

B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果

C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据

D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论

解析：根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．

2．光的偏振现象说明了(　A　)

A．光是一种横波　　　　 B．光是一种纵波

C．光是一种电磁波   D．光波的波长很短

解析：偏振现象是横波特有的现象．

3．如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　C　)

A．A、B均不变

B．A、B均有变化

C．A不变，B有变化

D．A有变化，B不变

解析：白炽灯发出的光为自然光，通过偏振片P后产生偏振光，旋转P，A处光的强度不变；当P与Q的偏振方向一致时B点光的强度最亮；当P与Q的偏振方向垂直时B点光的强度最暗，所以选项C正确．

4．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．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，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，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(　D　)

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：若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平的话，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A项错；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B项错误；若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内，C项错．正确的措施是D.

5．在双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则(　D　)

A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小

B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大

C．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗

D．干涉条纹消失，但仍有光照射到光屏上

解析：双缝后面分别放置偏振片后，由于两个偏振片的透振方向相互垂直，不能出现干涉条纹，但仍有光照射到光屏上．

6．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是(　D　)

A．很小的不透明的圆板

B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板

C．很大的不透明圆板

D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板

解析：由题图可知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，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D选项正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．

7．(多选)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是(　BD　)

A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同

B．偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光

C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光

D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光

解析：自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿各个方向振动的光波的强度相同，所以A错误；偏振光也是横波，所以振动方向垂直于传播方向，而且偏振光是沿着某一特定方向振动的光，所以B正确；自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光，故C错误；太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光，故D正确．

8．(多选)有关偏振和偏振光的下列说法中正确的是(　BD　)

A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振

B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振

C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光

D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光

解析：只有横波才能产生偏振现象，而机械波中也有横波，当然能发生偏振，A错误，B正确；我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光．自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，C错误，D正确．

9．实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光．已知水的折射率为1.33，求这一入射角．

答案：53°

解析：设入射角为θ1，折射角为θ2，反射角为θ1′.

由光的反射定律知θ1′＝θ1；

由光的折射定律得n＝，

由题给条件知θ1＋θ2＝90°，故有

sinθ2＝sin(90°－θ1)＝cosθ1，

n＝＝tanθ1，θ1＝arctan1.33＝53°.