3　光的衍射与偏振
4　激　光


(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难

光的衍射
1、2、3



光的偏振
4、5、6、7



激光
8、9、10



综合提升
12
11、13





知识点一　光的衍射
1．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是
(　　)．
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
解析　光的干涉现象和衍射现象说明了光具有波动性．光沿直线传播的规律是近似的，只有在光波波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象．
答案　AD
2．某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，其中正确的是
(　　)．
A．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行
B．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直
C．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关
D．衍射条纹的间距与光的波长有关
解析　若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与光的波长有关，波长越长，间距越大．
答案　ACD
3．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是
(　　)．
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
解析　由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误．
答案　A
知识点二　光的偏振
4．鉴别奶粉的质量，奶粉中的碳水化合物(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5-3、4-5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
(　　)．


图5-3、4-5
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处光强最大，偏振片B转过的角度等于α
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α
解析　由题意知，转动B使到达O处的光最强，则偏振片A、B的偏振方向相同．若在A、B之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O处的光强度会明显减弱．若适当旋转A或B，可以使偏振光通过偏振片A、糖溶液和偏振片B后到达O处的光强度最大，并且偏振片旋转的角度等于糖溶液的旋光度α，故A、C、D正确．
答案　ACD
5．关于波的偏振现象，以下说法正确的是
(　　)．
A．只有横波才能发生偏振现象
B．只有纵波才能发生偏振现象
C．只有振动方向与透光方向平行的光才能通过偏振片
D．只有振动方向与透光方向垂直的光才能通过偏振片
解析　偏振是横波的特性，只有振动方向与透光方向一致时，光才能通过偏振片．
答案　AC
6．如图5-3、4-6所示，让太阳光或电灯发出的光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明
(　　)．


图5-3、4-6
A．光是电磁波      B．光是一种横波
C．光是一种纵波      D．光是概率波
解析　此题考查证明光的特性——偏振的重要实验，太阳光或白炽灯发出的光是自然光，当通过偏振片P后变为线偏振光，旋转P或Q时，通过P的线偏振光的振动方向和Q的透光方向不平行时，光屏上透射光的强度就会发生变化，该实验说明光是一种横波．
答案　B
7．在杨氏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，则有
(　　)．
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，但仍有光射到光屏上
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，所以经偏振片后的两束光的振动方向不再相同，不满足干涉条件，但仍有光到达光屏上．
答案　D
知识点三　激光
8．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强度大的特点
C．激光写、读利用了激光强度大的特点
D．激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光强度大的特点
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；利用激光的强度大进行激光切割和焊接．
答案　ABD
9．下列说法正确的是
(　　)．
A．两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光
B．偏振光可以是横波，也可以是纵波
C．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
D．激光可以像刀子一样切除肿瘤
解析　两支普通铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光；光是横波，偏振光也是横波；激光也是光，因此激光具有光的特性，能够发生衍射现象；激光有很多用途，其中包括做手术，切除肿瘤．
答案　D
10．下列说法不正确的是
(　　)．
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
解析　激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，A正确．激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容、激光武器等，B错误．激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的一样，立体感较强，D正确．由于激光亮度高、能量大，在切割皮肤等的同时，也能杀灭细菌，所以C正确．
答案　B


11．用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，可用于进行近视眼的治疗．如图5-3、4-7所示，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
(　　)．


图5-3、4-7
A．近视眼是物体在眼球中成像的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．激光具有很好的方向性，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对角膜进行切削
解析　激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．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，人就不能看清物体，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成像在视网膜上．
答案　ABD
12．如图5-3、4-8所示，让自然光照到P偏振片上，当P、Q两偏振片的透光方向间的夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱
(　　)．


图5-3、4-8
A．0°              B．30°           C．60°                 D．90°
解析　两偏振片透光方向相同时透过的线偏振光最强，两偏振片透光方向垂直时几乎没有线偏振光透过．
答案　D
13．如图5-3、4-9所示，在柏油马路和湖面上常常遇到耀眼的炫光，它使人的视觉疲劳．这些天然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜式反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果，漫反射光是非偏振光，而镜式反射光一般是部分偏振光．由于它们是从水平面上反射的，光线的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光．要想消除这种炫光，只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了．同理，要想消除从竖直面反射来的炫光，如玻璃窗反射来的炫光，所用偏振轴应取水平方向．请回答下列两个问题：


图5-3、4-9
(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？
(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？
解析　(1)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)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．
答案　见解析