部编版2020高中物理 第五章 光的波动性 光的衍射、偏振、色散、激光习题(基础篇)教科版选修3-4
光的偏振、激光(第01课时)(高中物理教学课件)
一.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 能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。
例如，一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上 下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿 其他“斜”的方向振动。
2.偏振方向 横波的振动方向称为“偏振方向”。
一.偏振
让绳穿过一块带有狭缝的木板，先后将狭缝与振动方向 平行放置及与振动方向垂直放置。 ①左图绳上的横波能穿过狭缝，右图则不能。
②如下图，在一条弹簧上传播的纵波，无论狭缝的取向 如何，波都能穿过。
结论：只有横波才有偏1.偏振片：为了研究光是横波还是纵波，我们利 用“偏振片”代替带有狭缝的木板来做光学实验。 偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用 一样。
2.透振方向：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，沿着这个方向振动的 光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂 直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。
再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但 是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航， 从而不会迷路。
三.偏振现象的应用
6.液晶显示：液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶 盒，盒内充有液晶，四周用密封材料——胶框密封，盒的两个外 侧贴有偏光片。
如果有光线进入,通过第一个偏振片后，将被液晶分子逐渐改 变偏振方向（液晶的旋光性）。由于光线沿着分子排列的方向传 播，光线最终将从另一端射出（透光）。
二.光的偏振
3.自然光：太阳以及日光灯、发光 二极管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，而且沿着各个方向振动 的光波的强度都相同，这样的光叫自然光。 4.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某 个特定的方向振动的光叫作偏振光。
高中物理第5章光的干涉衍射和偏振第4节光的偏振第5节激光与全息照相提升训练鲁科版选择性必修第一册
第4节光的偏振第5节激光与全息照相基础过关练题组一偏振现象1.(2020北京西城八中高二下期末)下列有关偏振现象和偏振光的说法中正确的是()A.横波能发生偏振,纵波也能发生偏振B.只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振C.自然条件下不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.照相机镜头前加装偏振片,可以减弱水面或镜面反射光的影响2.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3.(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) ()题组二偏振现象的应用4.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5.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()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,表示温度变化越小题组三激光特性与应用6.让激光照到VCD、CD机或计算机的光盘上,就可以读出光盘上记录的信息,经过处理后还原成声音或图像,这是利用激光的 ()A.平行度好,可以会聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象7.关于激光的应用问题,下列说法中正确的是 ()A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息B.计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光相干性好的特点C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点8.(2020江苏高二下期末)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学研究、工业生产和日常生活中应用广泛。
2020-2021学年高中物理 第五章 光的波动性 3 光的衍射与偏振教案2 教科版选修3-4
光的偏振教学目标1、通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。
2、了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
3、了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。
重点难点重点：1．光的偏振实验的观察和分析难点：1．光振动与自然光和偏振光的联系过程与方法1、通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法。
2、通过对光的偏振应用的学习，提高应用知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯。
教学资源柔软的长绳一根，带有狭缝的木板两块，细软的弹簧一根，人造偏振片三片，乒乓球一个、由偏振片制成的圆筒一个，投影仪、投影、多媒体课件等教学设计【课堂引入】穿墙魔术表演为了进一步探索光的本性，我们将进一步研究光的波动性的其他表现——光的偏振。
【课堂学习】学习活动：光的偏振问题1：什么是波的偏振现象？①举例说说什么是横波？什么是纵波？②介绍课本图5.3.3装置，教师演示，引导学生仔细观察绳波遇到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到栅栏的另一侧。
③将以上实验中的细绳换成轻弹簧，进一步演示弹簧中的纵波可以通过与传播方向垂直的任意方向的狭缝。
总结：1、横波在它的传播方向上的狭缝，只要狭缝的方向横波的振动方向相同，横波就可以毫无阻碍地传过去；如果把狭缝的方向旋转90°，横波就不能通过了，这种现象叫偏振；2、偏振是横波所特有的性质。
问题2：光是否也会产生偏振呢？演示实验：光的偏振现象1、自然光：从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于一定方向。
这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光；太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向的平面内沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这种光都是自然光。
2、让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片P1，在P1的另一侧观察，可以看到它是透明的。
2020高中物理 第五章 光的波动性 光的干涉习题 教科版选修3-4
光的干涉一、选择题1．某同学自己动手利用如图所示器材，观察光的干涉现象，其中，A 为单缝屏，B 为双缝屏，C 为像屏．当他用一束阳光照射到A 上时，屏C 上并没有出现干涉条纹．他移走B 后，C 上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能是（ ）．A ．单缝S 太窄B ．单缝S 太宽C ．S 到S 1和S 2距离不等D ．阳光不能作光源2．如图所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上P 点出现第三条暗条纹，已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差（r 2－r 1）应为（ ）．A ．2c f B ．32c f C ．23c f D ．52c f3．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（ ）．A ．不再产生干涉条纹B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向下移4．下列说法正确的是（ ）．A．用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是彩色的B．用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是白色的C．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光D．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光5．两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（）．A．两盏灯亮度不同 B．灯光的波长太短C．两灯光的振动情况不同 D．电灯发出的光不稳定6．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（）．A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变7．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失，其中正确的是（）．8．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）．A．不同的色光有可能产生干涉现象 B．不同的色光不可能产生干涉现象C．光的强度不同有可能产生干涉现象 D．光的强度不同不可能产生干涉现象9．用单色光做双缝干涉实验时（）．A．屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方10．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现（）．A．黄色的干涉条纹 B．红绿相间的条纹 C．黑白相间的条纹 D．无干涉条纹11．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用光甲进行实验的图样，a为中央亮条纹．乙为换用另一种单色光乙进行实验的图样，a＇为中央亮条纹，则以下说法正确的是（）．A．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲长B．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲长C．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲短D．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲短二、填空题12．（1）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取或________的方法．13．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4 mm，双缝到光屏间的距离L=0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A=________mm，x B=________mm，相邻两条纹间距Δx=________mm；（2）波长的表达式λ=________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=________m；（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”“不变”或“变小”）．三、解答题14．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置．若将单缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？若将双缝绕中心轴旋转（不超过90°）条纹将发生什么变化？15．如图所示，在双缝干涉中，若用λ1=5.0×10－7m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处．若换用λ2=4.0×10－7m的光照射时，屏上D处是什么情况？屏上A处又是什么情况？【答案与解析】一、选择题1．【答案】B【解析】双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于不满足相干条件，单缝太宽．2．【答案】D【解析】由题中条件可知，215 2r rλ-=，又因为cfλ=，则可得D项正确．3．【答案】D4．【答案】B、D5．【答案】C【解析】一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况、频率往往是不同的．两盏普通白炽灯发出的光正是由于振动情况、频率不同，不是相干光源，所以观察不到干涉条纹，C项正确．6．【答案】B【解析】根据双缝干涉相邻亮纹或暗纹的间距与双缝间的距离d、双缝到像屏的距离L之间的关系Lxdλ∆=分析可知，像屏向右平移一小段距离时L变大，条纹间距增大．7．【答案】A、B、D【解析】由条纹间距公式lxdλ∆=，d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．8．【答案】B、C【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键是看两列光是不是相干光，与光的频率、相位、振动方向有关，不同的色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，B项正确．光的强度不同但有可能满足相干光，若满足，当然能产生干涉现象，C项正确．9．【答案】A、B【解析】在双缝干涉实验中屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹，可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A项正确，C项错误．屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍（暗条纹），也可能是半波长的偶数倍（明条纹），B项正确．两列光波的波峰与波谷相遇的地方。
(人教版)2020高中物理 第五章 光的波动性 光的反射、折射、全反射习题 教科版选修3-4
光的反射、折射、全反射一、选择题1．一条光线从空气射入折射率为在的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是（）．A．75° B．90° C．105° D．120°2．两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a 的折射率大于对b的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，有（）．A．两束光仍平行，间距等于d B．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于d D．两束光不再平行3．一条光线以40°的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是（）．A．小于40° B．在50°～100°之间C．在100°～140°之间 D．大于140°4．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面．a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON 上反射和折射的情况如图所示．由此可知（）．A．棱镜内a光的传播速度比b光的小B．棱镜内a光的传播速度比b光的大C．a光的频率比b光的小D．a光的波长比b光的长5．一玻璃柱体的横截面为半圆形．细的单色光束从空气射向柱体的D点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2，入射角为45°（相应的折射角为24°）．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过D点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（）．A．光束1转过15° B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°6．如图甲所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图图中的哪个图形？（）．7．如图所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中．若屏上的彩色光带先后全部消失，则（）．A．红光最先消失，紫光最后消失 B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失 D．红光最先消失，黄光最后消失8．在完全透明的水下某处放一点光源，在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大，则光源（）．A．加速上升 B．加速下沉 C．匀速上升 D．匀速下沉9．如图为一直角棱镜的横截面，∠bac=90°，∠abc=60°，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n=bc面上的反射光，则有光线（）．A．从ab面射出 B．从ac面射出C．从bc面射出，且与bc面斜交 D．从bc面射出，且与bc面垂直10．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2．用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则（）．A．n1＜n2，v1＜v2 B．n1＜n2，v1＞v2C．n1＞n2，v1＜v2 D．n1＞n2，v1＞v211．如图所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中以下说法正确的是（）．A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角i适当大些，可以提高准确度D．P1、P2之间的距离，入射角的大小均与实验的准确度无关二、填空题12．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B＇，由此可知液面________（填“升高”或“降低”）了________．13．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa＇、bb＇与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa＇、bb＇为界面画光路图．则：（1）甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）．（2）乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）．（3）丙同学测得的折射率与真实值相比________．14．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①将记录光路的白纸铺放在平板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上：③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa＇和bb＇；④在aa＇上选择点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r；⑥按公式分别计算sinsinir，取三个值的算术平均值．以上步骤中有错误或不妥之处的是：________；应改正为：________．15．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（网中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．（1）设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．（2）该同学在插大头针只前不小心将玻璃砖以D为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）．16．测定玻璃砖折射率的实验如图13-1-44所示，把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三条直线，它们分别是________、________、_______，最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4的位置决定了光线________的方位，从而确定了折射光线________的方向．三、解答题17．由某种透明物质制成的等腰直角三角形棱镜AOB，两腰都为16 cm，且两腰与Ox和Oy轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为（0，12），D 点的坐标为（9，0），由此可以算出该透明物质的折射率为多大？18．某市体育广场中心，设计建造了一组旋转摇摆式喷泉，在喷泉周围，水下40 cm 深处，环绕了一圈彩灯，夜幕降临时，从喷泉射出的水柱在彩灯的映衬下，显得很美丽壮观．若池水的折射率为43，那么彩灯的视深（池边的人看到的彩灯的深度）是多少？19．一物点放在表面平行的玻璃板后L=15 cm 处，观察者透过玻璃板观察，且视线垂直于玻璃表面，设玻璃板厚度d=4.5 cm ，玻璃的折射率n=1.5，问物点的像到玻璃板前表面间的距离为多少？20．一个大游泳池，池底是水平面．池中水深1.2 m ，有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分BC 恰为杆长AC 的一半．太阳光以与水平方向成37°角射在水面上，如图所示，测得杆在池底影长是 2.5 m ，求水的折射率．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）21．有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ，其周围是空气，如图所示，当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时，（1）要使光线在BC 面发生全反射，证明：入射角应满足的条件是sin α≤BC 面足够长）． （2）如果对于任意入射角的光线都能发生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？22．在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板的下表面，有一个半径为r 的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大？23．用折射率为n 的透明介质做成内、外半径分别为a 和b 的空心球，如图所示，当一束平行光射向球壳，经球壳外、内表面两次折射后，能进入空心球壳的入射平行光束的横截面积是多少？24．横截面为矩形的 的棒被弯成如图所示的形状，一束平行光垂直地射入水平表面A 上，要使通过表面A 射入的光全部从表面B 射出，比值Rd最小是多少？（玻璃的折射率n=1.5）25．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O ，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2，在另一侧再先后插两枚大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 4、P 3和P 2、P 1的像恰在一直线上．移去圆形玻璃和大头针后，在图中画出：（1）沿P 1、P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向； （2）光线在玻璃内的传播方向；（3）过光线的入射点作法线，标出入射角i 和折射角r ； （4）写出计算玻璃折射率的公式．【答案与解析】 一、选择题1．【答案】C【解析】如右图所示，根据折射定律12sin sin n θθ=，则12sin 1sin 2n θθ===，230θ=︒，反射光线与折射光线的夹角105β=︒，C 项正确．2．【答案】C【解析】光路如图所示．由光路图可知d ＇＜d ，故C 项正确。
高中物理必修之知识讲解 光的衍射、偏振、色散、激光 提高
光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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。
必刷05 光的干涉、衍射、偏振、激光-备战2020年高考物理冲刺必刷选修3-4(解析版)
必刷04光的干涉、衍射、偏振、激光例18在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时()A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮【答案】C【解析】两列光波发生干涉的条件之一是频率相等．利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，但分别用红滤光片和绿滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，故选C.例19．用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()1【答案】BD【解析】振动方向一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件需满足ΔL＝kλ(k＝0,1,2,3…)．例20．某同学自己动手利用如图所示器材，观察光的干涉现象．其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹．他移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能是()A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等D．太阳光不能做光源【答案】B23【解析】因为移走B 屏后，在C 上出现一窄亮斑，说明单缝S 太宽．本实验中，单缝S 应非常窄，才可看作“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，故B 正确，A 错误；S 到S1和S2距离不等时也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮条纹，C 错误；太阳光是复色光，可出现彩色干涉条纹，D 错误．例21．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是( )A ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹B ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹C ．单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹D ．单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹【答案】C【解析】判定某处是明条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光源的光程差是该光波长的多少倍，若是整数倍，该处为明条纹；若为整数倍加半个波长，则为暗条纹．单色光f1的波长λ1＝c f1＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm. 单色光f2的波长λ2＝c f2＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm 可见ΔL ＝λ1，ΔL ＝32λ2，故用f1照射时，P 点出现明条纹，用f2照射时，P 点出现暗条纹．例22．如图所示的4幅明暗相间的条纹，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(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，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【答案】B【解析】双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样．例23．如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()4图2A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45 °角振动的光【答案】ABD【解析】在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的，油膜的体积等于分子体积之和；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，由此可知B、C、D正确，A错误．01．在杨氏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()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【答案】D【解析】双缝后分别放置偏振片后，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．02．奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．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，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()5A．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αD．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α【答案】ACD【解析】因为A、B的偏振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A 后，变成偏振光，通过B后到达O.当在A、B间放糖溶液，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度，不能再通过B，A对，B错．但当B转过一个角度，恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度．所以C对．同理D也对．03．下列关于双缝干涉条纹的说法中正确的是()A．用同一种单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹B．用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍C．用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍D．用同一种单色光经双缝干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍【答案】ABD【解析】同一单色光干涉条纹为明暗相间的单色条纹，选项A正确；光程差ΔL＝kλ(k为整数)时，67为明条纹，选项B 正确，C 错误；ΔL ＝(2k －1)λ2(k ＝1,2…)时，为暗条纹，选项D 正确．04．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置( )A ．仍在P 处B ．在P 点上方C ．在P 点下方D ．要将屏向双缝方向移近一些才能看到【答案】B【解析】由λ＝c f 知f 变小，λ变大．若出现第二条暗条纹，则P 到双缝的光程差ΔL ＝32λ，当λ变大时，ΔL 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，即在P 点上方，B 正确．04．．如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7 m 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P 点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7 m 的紫色光照射单缝时，问：8(1)屏上P 处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？【答案】(1)亮条纹 (2)暗条纹【解析】(1)从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2的距离相等，即分别由S 1、S 2射出的光到P 点的路程差为零，因此P 点是中央亮条纹的中心，因而无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的中心．(2)分别由S 1、S 2射出的光到P 1点的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7m ＝λ橙，则两列光波到达P 1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮条纹．当换用波长为4.0×10－7 m 的紫色光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7 m ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出的光到达P 1点时相互削弱，因此在P 1点出现暗条。
新教材高中物理第5章光的干涉衍射和偏振第3节光的衍射课后落实(含解析)选择性
光的衍射(建议用时：40分钟)◎题组一 光的衍射1．(多选)下列现象中，能产生明显衍射的是( )A ．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B ．光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大C ．光的波长等于孔或障碍物的尺寸D ．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多ABC [光能够产生明显衍射现象的条件是：光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大，或波长明显大于孔或障碍物的尺寸，故选A 、B 、C ．]2．(多选)用卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是( )A ．卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行观察B ．卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色光带，两侧为彩色光带，且彩带平行于日光灯C ．狭缝由0.5 mm 宽度缩小到0.2 mm ，条纹间距变宽，亮度变暗D ．狭缝由0.5 mm 宽度扩展到0.8 mm ，条纹间距变宽，亮度变暗BC [用卡尺狭缝平行于日光灯，狭缝远离日光灯，眼睛应靠近狭缝进行观察，观察到平行于日光灯的彩色条纹，且中央为白色条纹，A 错误、B 正确；狭缝越小，衍射现象越明显，即条纹间距变宽，但亮度变暗，C 正确、D 错误．]3．(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，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 ．只有频率较大的一部分光才能到达地面C ．只有频率较小的一部分光才能到达地面D ．红光比紫光更容易穿过沙尘到达地面CD [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＝c f知，到达地面的光是频率较小的部分．红光比紫光波长大，更容易穿过沙尘，C 、D 正确．]4．在单缝衍射实验中，用红色激光照射单缝，在下列不同条件下缝后的屏幕上出现的现象，正确的是( )A ．当缝较宽时，屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹B ．当缝很窄并继续调窄时，中央亮条纹变亮，宽度增大C ．当缝很窄并继续调窄时，中央亮条纹亮度降低，宽度增大D．当缝很窄时，屏上出现了中央亮条纹，此时改用蓝色激光，则中央亮条纹宽度不变AC[当缝较宽时，不会出现明显的衍射现象，此时光沿直线传播，因此屏上出现一条与缝宽相当的亮条纹，A正确；衍射条纹的宽度与缝的宽度有关，缝变宽，条纹宽度变窄，亮度增大，缝变窄，条纹宽度变宽，亮度减弱，当缝的宽度变窄时，衍射现象更明显，中央亮条纹宽度增加，但亮度降低，B错误，C正确；当缝很窄时，屏上出现了中央亮条纹，若改用蓝色激光，因波长变短，则中央亮条纹宽度变小，D错误．]5．(多选)下列哪些现象是光的衍射产生的( )A．泊松亮斑B．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑C．阳光经凸透镜后形成的亮斑D．平行光照在一个较大障碍物上后，影的轮廓模糊不清AD[A、D中现象是由光的衍射产生的；B中的现象是由光的小孔成像产生的，C中的亮斑是由于透镜对光的汇聚作用而形成的．]◎题组二光的衍射与光的干涉综合6．(多选)如图甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样，图中阴影部分表示亮条纹，下列判断正确的是( )甲乙A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样C．甲为双缝干涉的图样D．乙为单缝衍射的图样AB[甲图中央条纹最宽，两侧条纹间距呈对称的渐小，是单缝衍射的特点，选项A正确，选项C错误；乙图条纹宽度几乎不变，是双缝干涉图样，选项B正确，选项D错误．] 7．(多选)在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹BD[白光作杨氏双缝干涉实验的光源，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对．]8．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( )甲 乙 丙 丁A ．甲是单缝、乙是双缝B ．乙是双缝、丙是小圆孔C ．丁是小圆孔、甲是双缝D ．丙是小圆孔、丁是小圆板D [根据衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小；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，小圆孔做衍射的图样是中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，可知丙是小孔衍射，丁是小圆板衍射图样．所以只有D 是正确的．]9．(多选)如图所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是( )A ．若用b 做单缝衍射实验，要比用a 做中央亮条纹更宽B ．用a 更易观测到泊松亮斑C ．做双缝干涉实验时，用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的距离更大D ．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象AD [设折射角为θ1，入射角为θ2，由题设条件知，θ1a ＝θ1b ，θ2a ＜θ2b ，由n ＝sin θ1sin θ2，知n a ＞n b ，所以λa ＜λb ，又Δx ＝l d λ，故Δx a ＜Δx b ，A 正确，C 错误；而波长越长，衍射现象越明显，B 错误；b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象，D 正确．]。
高中物理第5章光的干涉衍射和偏振4光的偏振5激光与全息照相练习含解析鲁科版选择性1
光的偏振激光与全息照相（25分钟·70分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分）1。
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度,下列说法正确的是（）A.MN间为偏振光B。
PQ间为自然光C.PQ间的光线亮度逐渐变暗D.光屏N上的亮线逐渐变暗【解析】选D.MP间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此PN间为偏振光，故A、B错误；由于自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同,因此经过偏振片P后,使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中,PQ间的光线亮度不变，故C错误;自然光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上,使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中,当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则光屏上光的亮度逐渐变暗,故D正确。
故选D。
2。
下列说法正确的是（）A.用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B。
光学镜头上的增透膜利用了光的衍射现象C。
偏振光可以是横波，也可以是纵波D。
雨后天晴，马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的衍射现象【解析】选A。
用光导纤维传播信号是利用了光的全反射,选项A正确;光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象,选项B错误;偏振光只能是横波，不可以是纵波，选项C错误;雨后天晴,马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的干涉现象,选项D 错误。
故选A。
3.(多选）对于激光的认识,以下说法正确的是(）A。
普通光源发出的光都是激光B.激光是自然界普遍存在的一种光C。
激光是一种人工产生的相干光D.激光已经深入我们生活的各个方面【解析】选C、D。
普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足相干条件，所以激光与普通光源发出的光有着本质的区别,A项不合题意；激光是原子受激辐射产生的光，要通过人工专门制得，所以并不是在自然界中普遍存在的,B项不合题意,C 项符合题意；在日常的生产、生活中很多方面都用到了激光，D 项符合题意。
2020高中物理 第五章 光的波动性 电磁波习题 教科版选修3-4
电磁波一、选择题1．一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波．打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的线圈，另一组是粗线疏绕匝数少的线圈，收音机中的调谐电路为LC 电路，由此可以判断（）．A．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收中波B．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收短波C．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收短波D．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收中波2．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是（）．A．电池用久了 B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了 D．振荡电路中电容器的电容小了3．如图所示的加振荡电路，此时线圈中电流是减小的，则（）．A．此时电容器两极板的电压是增大的B．此时电流的方向由线圈的下端流向上端C．此时线圈L中的自感电动势是减小的D．此时电容器所带电量是减小的4．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（）．A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路B．为了使振荡电路有效地向外辐射能量，必须是开放电路C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强D．要使电视机的屏上有图像，必须要有检波过程5．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（）．A．红外线遥感是利用了红外线波长较长的特点B．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用D．X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞6．如图14-8所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶段（）．A．经调制后 B．经调谐后 C．经检波后 D．耳机中7．某空间出现如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（）．A．在中心点O处有一个点电荷 B．沿轴线方向有稳定的电流C．沿轴线方向的磁场在迅速减弱 D．沿轴线方向的磁场在迅速增强8．眼睛的视觉暂留时间为0.1 s，为了使电视图像是连续活动的，电视台每秒内发送的图像信号（）．A．应该多于10张 B．应该少于10张C．通常每秒发射10张 D．通常每秒发射25张9．微波炉中放一个鸡蛋，先被加热的是（）．A．炉内空气 B．蛋壳 C．蛋黄 D．同时被加热二、填空题10．现在，移动电话（手机）已经十分普遍，随身携带一部手机就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有1.2亿以上部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________（填“相同”或“不相同”）．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________．11．电磁波谱中，按频率从高到低排列是________，频率越高的电磁波，________能力越强，波长越________的电磁波，绕过障碍物的能力越强．12．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为________．三、解答题13．波长50～10 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1500 km的远处最少需要多长时间？14．某雷达工作时，发射电磁波的波长 =20 cm，每秒脉冲数n=5000，每个脉冲持续时间t=0.02μs，问电磁波进入海水中的振荡频率为多少？在空气中最大的侦察距离是多少？15．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V 2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：（1）当3102t π-=⨯s 时，电容器的右极板带何种电荷；（2）当t=π×10－3 s 时，LC 回路中的电流．【答案与解析】一、选择题1．【答案】A 、C【解析】线圈的自感系数L 与匝数有关，匝数越多，L 越大．由2c vT v f λ===L 越大，A 越大，A 、C 两项正确．2．【答案】B 、C【解析】根据2T =3．【答案】A 、B【解析】充电电流是减小的，充电电流是由负极板流入正极板，电容器上电量增大，线圈中的电流由下向上，电容器两端电压和线圈中自感电动势增大．4．【答案】B 、C 、D【解析】由电磁波的发射和接收的知识便可判断．5．【答案】A 、B 、C【解析】在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用．6．【答案】A 、B【解析】为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制，调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅；在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流．7．【答案】C 、D【解析】电荷的周围产生静电场而不是涡旋电场，稳定电流的周围产生磁场。
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1
光的衍射、偏振、色散、激光
一、选择题
1．下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有( )．
A．它同双缝干涉的图样完全相同
B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同
C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同
D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中间亮纹最宽最亮
2．单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间
的条纹，比较这两种条纹( )．
A．干涉、衍射条纹间距都是均匀的
B．干涉、衍射条纹间距都是不均匀的
C．干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀
D．干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀
3．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是( )．
A．光的反射 B．光强太弱 C．光的干涉，通过剃须刀片中央的孔直进 D．光的衍射
4．声波比光波容易产生明显的衍射，原因是( )．
A．声波是纵波，光波是横波
B．声波是机械波，光波是电磁波
C．一般障碍物尺寸跟声波波长相近而比光波波长大得多
D．声波必须通过介质传播，而光波可以在真空中传播
5．关于衍射，下列说法中正确的是( )．
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果
B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
速效基础演练
6．纵波不可能产生的现象是( )．
A．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象
7．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )．
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，
反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
8．光的颜色取决于( )．
A．波长 B．频率 C．传播速度 D．折射率
2
9．如图所示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是( )．
10．如图所示为双缝干涉实验得到的干涉条纹．(a)图为绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，
α为中央条纹；(b)图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，α′为中央条纹，则以下
说法中正确的是( )．
A．(b)图可能是红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．(b)图可能是紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．(b)图可能是紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．(b)图可能是红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
11．以下说法中正确的是( )．
A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象
B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象
C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果
D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果
12．某种色光在传播过程中，下面说法正确的是( )．
A．当它的频率不发生改变时，一定是在同一种介质中传播
B．当它的速度由小变大时，一定是从光疏介质进入光密介质
C．当它的速度由小变大时，一定是从光密介质进入光疏介质
D．当它的波长由长变短时，一定是从光疏介质进入光密介质
13．关于激光，下列说法正确的是( )．
A．激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
B．自然界中某些天然物体也可能发出激光
C．激光可以像刀子一样切除肿瘤
D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
14．根据激光亮度高、能量集中的特点，在医学上可以利用激光( )．
A．杀菌消毒 B．切除肿瘤 C．透视人体 D．“焊接”剥落的视网膜
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15．下列说法正确的是( )．
A．激光可用于测距
B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料
C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染
D．激光可用于全息照相，有独特的特点
16．用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光
刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是( )．
A．近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体
B．激光具有高度的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术
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对角膜进行切削
二、填空题
17．霓虹是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的．通常可看到两道
弓形彩带，里面一道叫虹，比较明亮；外面一道叫霓，较为暗淡，如图(a)所示．
(1)虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的，如图(b)所示，从内到外色序的排列是
_______；
(2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的，如图(c)所示，从内到外色序的排列是
_______．
三、解答题
18．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十万字的书，其中一个重要的原因就
是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm的宽度可以容纳650条轨道，这是应用了激光的什么特
点?
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】D
【解析】由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D项正确．
2．【答案】D
【解析】干涉条纹间距均匀，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽，D项正确．
3．【答案】D
【解析】在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去，从而看到影子的边缘模糊，D项正确．
4．【答案】C
【解析】声波的波长远大于光波的波长，因此声波比光波较容易发生明显的衍射现象．
5．【答案】A、B
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【解析】干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的
尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影．但影的形成与衍射现象并不矛盾．
6．【答案】A
7．【答案】D
8．【答案】B
【解析】光的颜色由频率决定，色光从一种介质进入另一种介质时，f不变．
9．【答案】D
10．【答案】A
【解析】由Lxd△，△x越大表明λ越大，因此(b)图中实验光的波长一定是比绿光要长．
11．【答案】B、D
12．【答案】C、D
13．【答案】A、C
【解析】激光是用人工方法激发的一种特殊的光，它是可见光，A项正确，B项错误；激光具有方
向性好、亮度高、能量强等特点，可以像刀子一样切除肿瘤；C项正确，激光是一种电磁波，只要是
电磁波就能发生衍射现象，D项错误．
14．【答案】B、D
【解析】利用激光亮度高、能量集中的特点可以在医学上“焊接”剥落的视网膜，当作“光刀”
切除肿瘤．
15．【答案】A、C、D
【解析】激光不仅可加工金属材料，也可以加工非金属材料，所以B项错误．A、C、D三项都属
于激光的应用．
16【答案】．A、B、D
【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果，人的眼睛是一个光学成像系统，角膜
和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体
组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人们不能看清楚物体，这就是近视眼．激
光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，
物体经过角膜和晶状体后在视网膜上成像．
二、填空题
17．【答案】(1)紫到红 (2)红到紫
【解析】根据光的折射现象和色散知，太阳光经过水滴的光路图如图所示．所以(1)问正确答案是
紫到红．
同理可分析(2)的正确答案是红到紫．
三、解答题
18．【答案】平行度好
【解析】激光的平行度好，激光可以会聚到很小的一点，由于会聚点很小，所以光盘记录信息的
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密度很高．