光的衍射光的偏振激光知識點：光的衍射光的偏振激光一、光的衍射1．用單色平行光照射狹縫，當(dāng)縫很窄時，光沒有沿直線傳播，它繞過了縫的邊緣，傳播到了相當(dāng)寬的地方．這就是光的衍射現(xiàn)象．2．各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射，致使影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條紋．3．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：在障礙物的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯．二、衍射光柵1．構(gòu)成：由許多等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學(xué)元件．2．增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．3．種類：透射光柵和反射光柵．三、偏振1．偏振現(xiàn)象：不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能不同，這種現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”，橫波的振動方向稱為“偏振方向”．2．光的偏振(1)偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”．(2)自然光和偏振光①自然光：太陽、日光燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同．這種光是“自然光”．②偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定的方向振動，這種光叫作偏振光．(3)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波．四、激光的特點及其應(yīng)用特點應(yīng)用相干性強：激光具有頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特點，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度好：激光的平行度非常好，傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度激光測距，為槍械、火炮、導(dǎo)彈等武器提供目標(biāo)指引亮度高：它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量用激光束切割、焊接，醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”，激發(fā)核聚變等技巧點撥一、光的衍射三種衍射圖樣的特點1．單縫衍射(1)單色光通過狹縫時，在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄；白光通過狹縫時，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為白色條紋．(2)波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，條紋間距大；單縫不變時，光波波長大的中央條紋寬，條紋間距大．2.圓孔衍射：光通過小孔(孔很小)時，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)．如圖所示．圖(1)中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?。?2)圓孔越小，中央亮斑的直徑越大，同時亮度越弱．3．圓板衍射(泊松亮斑)(1)若在單色光傳播途中放一個較小的圓形障礙物，會發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑．衍射圖樣如圖所示．圖(2)中央是亮斑，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)．二、單縫衍射與雙縫干涉的比較1．不同點(1)產(chǎn)生條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(單縫衍射：狹縫足夠小發(fā)生明顯衍射,雙縫干涉：頻率相同的兩列光波相遇疊加))(2)圖樣eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(單縫衍射的圖樣是中央為最寬最亮的亮條紋，,兩側(cè)亮條紋變暗變窄,雙縫干涉的圖樣是亮度相同的等間距的條紋))2．相同點(1)都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強或減弱的結(jié)果．(2)都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波．三、光的偏振1．透振方向：偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”．2．光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波．3．自然光與偏振光的比較自然光偏振光不同點光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過偏振片后的光或由某種介質(zhì)反射或折射的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿所有方向，且沿各個方向振動的光波的強度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿某個特定方向(與偏振片透振方向一致)相同點不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動方向一定垂直四、激光1．激光的產(chǎn)生激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉．激光是人工產(chǎn)生的相干光．2．激光的特點(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，其單色性好、相干性好．用激光做衍射、干涉實驗，效果很好．(2)激光的平行度好，從激光器發(fā)出的激光具有極好的平行性，幾乎是一束方向不變、發(fā)散角很小的平行光．傳播幾千米后，激光斑擴展范圍不過幾厘米，而探照燈的光束能擴展到幾十米范圍．(3)亮度高．激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量．例題精練1．（豐臺區(qū)校級三模）下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A． B． C． D．2．（天津模擬）圖甲是可見光單縫衍射圖；圖乙是白光通過三棱鏡，兩次折射形成的七色光帶。下列說法正確的是（）A．光的干涉條紋的形成和光的衍射條紋的形成原理相似，都可認為是兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的 B．各種顏色的光通過三棱鏡，光線兩次折射均向底面偏折，光的波長越短，三棱鏡對這種光的折射率越小，光在三棱鏡中傳播的速度越小 C．不同顏色的光通過三棱鏡，三棱鏡對光的折射率越小，光的波長越短，光子動量越大D．不同顏色的光通過三棱鏡，三棱鏡對光的折射率越小，光射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距越小隨堂練習(xí)1．（江蘇模擬）利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是（）①到達O處光的強度會明顯減弱②到達O處光的強度不會明顯減弱③將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ④將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θA．①③ B．①④ C．①③④ D．②③④2．（歷下區(qū)校級月考）下列說法正確的是（）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波 B．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象和信息，這是利用了光的折射原理 C．一切波都能發(fā)生衍射，紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．對于受迫振動，驅(qū)動力頻率越大，受迫振動的振幅一定越大3．（江寧區(qū)校級月考）下列說法正確的是（）A．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場 B．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波 C．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射向水中時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射 D．交警可以利用多普勒效應(yīng)對行駛的汽車進行測速4．（重慶模擬）下列唯一正確的說法是（）A．在單縫衍射實驗中，將入射光由紅色換成綠色，衍射條紋間距變寬 B．太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色屬于光的折射現(xiàn)象 C．只有狹縫寬度要遠小于波長才發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．用光的干涉現(xiàn)象可以用檢查工件平面的平整度綜合練習(xí)一．選擇題（共15小題）1．（海原縣校級月考）一單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫照射到光屏上，可觀察到的圖象是（）A． B． C． D．2．（閔行區(qū)二模）某次光的衍射實驗中，觀察到如圖所示的明暗相間的圖樣，則障礙物為（）A．很小的不透明圓板 B．中間有較小圓孔的不透明擋板 C．很大的不透明圓板 D．中間有較大圓孔的不透明擋板3．（泰安模擬）“牛頓環(huán)”又稱“牛頓圈”。如圖甲所示。牛頓環(huán)的上表面是半徑很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面。其工作原理為“薄膜干涉”?？梢杂脕砼袛嗤哥R表面凸凹。精確檢驗光學(xué)元件表面質(zhì)量、測量透鏡表面曲率半徑和液體折射率等。把牛頓環(huán)與玻璃面接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到明暗相間的彩色圓環(huán)；若用單色光照射，則會出現(xiàn)一些明暗相間的單色圓環(huán)，如圖乙所示。它們是由球面和被檢測面上反射的光相互干涉而形成的條紋，這些圓環(huán)的分布情況與球冠半徑及被測物品的表面情況有關(guān)。以下分析正確的是（）A．圓環(huán)的間距大小與球冠半徑大小無關(guān) B．球冠的半徑越大，圓環(huán)的間距越小 C．若觀察到的是規(guī)則圓環(huán)，則被檢測的面是均勻、對稱的 D．被檢測的面必須是平的4．（徐匯區(qū)校級模擬）在觀察光的單縫衍射現(xiàn)象時，當(dāng)狹縫寬度從0.1mm逐漸增加到0.5mm的過程中，通過狹縫觀察線狀光源的情況是（）A．不再發(fā)生衍射現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象越來越明顯 C．衍射條紋亮度逐漸變暗 D．衍射條紋的間距逐漸變大5．（泰州期末）如圖，四種明暗相間的條紋分別由紅光、藍光各自通過同一個雙縫及黃光、紫光各自通過同一個單縫所得圖樣（黑色部分表示亮條紋）。則四幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（）A．紅紫藍黃 B．紅黃藍紫 C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫6．（湖州期末）如圖所示，某同學(xué)使用激光器作光源，在不透光的擋板上開一條寬為0.05mm的窄縫，利用光屏觀察光的衍射現(xiàn)象，則他在光屏上看到的條紋是（）A． B． C． D．7．（天津月考）下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋 C．鍍膜后，望遠鏡的鏡頭透入光的亮度增強 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的展品時，在鏡頭前加裝一元件，可以有效阻擋玻璃的反射光進入相機鏡頭8．（雙塔區(qū)校級期末）關(guān)于光的現(xiàn)象及應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是電磁波 B．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象 C．露珠呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象 D．通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象9．（宿遷期末）下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法不正確的是（）A．陽光下水面上的油膜呈現(xiàn)出彩色條紋是光的全反射現(xiàn)象 B．在城市交通中，用紅燈表示禁止通行是因為紅光更容易產(chǎn)生衍射 C．觀看3D立體電影時，觀眾戴的眼鏡是應(yīng)用光的偏振原理制成的 D．唐詩“潭清疑水淺，荷動知魚散”中“疑水淺”是由于發(fā)生了光的折射10．（沙坪壩區(qū)校級月考）以下說法中正確的是（）A．同一束光，在光疏介質(zhì)中的傳播速度較小 B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋屬于光的色散現(xiàn)象 C．當(dāng)紅光和藍光以相同入射角從玻璃射入空氣時，若藍光剛好能發(fā)生全反射，則紅光也一定能發(fā)生全反射 D．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波11．（如皋市校級月考）如圖所示，A、B為兩偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此時在光屏C上透射光的強度最大，下列說法正確的是（）A．此時A、B的透振方向垂直 B．將A繞OO′軸旋轉(zhuǎn)45°時，屏上透射光的強度幾乎為零 C．將B繞OO′軸旋轉(zhuǎn)45°時，屏上透射光的強度幾乎為零 D．將A、B同時繞OO′軸反方向旋轉(zhuǎn)45°時，屏上透射光的強度幾乎為零12．（湖州期末）如果激光直接照射人的眼睛，聚于感光細胞時引起的蛋白質(zhì)凝固變性是不可逆的損傷，會造成眼睛的永久失明。激光對人眼的危害如此之大的原因是（）A．單色性好 B．高能量 C．相干性好 D．平行度好13．（南陽期中）下列說法中正確的是（）A．全息照片往往用激光來拍攝，是利用了激光的相干性 B．光的雙縫干涉實驗中，在光屏上的某一位置，會時而出現(xiàn)明條紋、時而出現(xiàn)暗條紋 C．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從氣泡射向水時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故 D．為減少光學(xué)元件的反射損失，在光學(xué)元件表面涂上一層增透膜，其厚度應(yīng)為這種光在該材料中波長的1/214．（諸暨市校級期中）讓激光照到VCD機、CD機或計算機的光盤上，就可以讀出盤上記錄的信息，經(jīng)過處理后還原成聲音和圖象，這是利用光的（）A．平行度好，可以會聚到很小的一點上 B．相干性好，可以很容易形成干涉圖樣 C．亮度高，可以在很短時間內(nèi)集中很大的能量 D．波長短，很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象15．（愛民區(qū)校級期中）在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是（）A．a(chǎn)、c B．b、c C．a(chǎn)、d D．b、d二．多選題（共15小題）16．（淄博期末）關(guān)于波動，下列說法正確的是（）A．各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋 C．聲波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點的運動速度等于聲波的傳播速度 D．波不但可以傳遞能量，而且還可以傳遞信息17．（汪清縣校級月考）下列說法正確的是（）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波 B．某玻璃對a光的折射率大于b光，則在該玻璃中傳播速度a光大于b光 C．當(dāng)觀察者向靜止的聲源運動時，接收到的聲音的波長大于聲源發(fā)出的波長 D．變化的電場一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生電場 E．狹義相對論認為：真空中的光速大小在不同慣性參考系中都是相同的18．（鼓樓區(qū)校級模擬）下面各儀器或現(xiàn)象的分析中正確的是（）A．偏光鏡是利用縱波偏振特性的儀器 B．全息技術(shù)利用了激光相干性好的特性 C．虎門大橋橋面的劇烈抖動屬于受迫振動 D．照相機鏡頭呈淡紫色是光的衍射引起的 E．雷達測速儀是利用波的多普勒效應(yīng)原理19．（市中區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（）A．露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象是由光的全反射引起的 B．光波從空氣進入水中后，更容易發(fā)生衍射 C．電磁波具有偏振現(xiàn)象 D．根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運行的列車比靜止時短 E．物體做受迫振動時，其頻率和振幅與自身的固有頻率無關(guān)20．（館陶縣校級月考）如圖所示，A、B為兩偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此時在光屏C上，透射光的強度最大，則下列說法中正確的是（）A．此時A、B的透振方向垂直 B．只有將B繞OO′軸順時針旋轉(zhuǎn)90°，屏上透射光的強度才最弱，幾乎為零 C．將A或B繞OO′軸旋轉(zhuǎn)90°，屏上透射光的強度最弱，幾乎為零 D．將A沿順時針旋轉(zhuǎn)180°，屏上透射光的強度最大21．（通遼模擬）下列說法中正確的是（）A．軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象 B．機械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響 D．假設(shè)火車以接近光速通過站臺時，站臺上旅客觀察到車上乘客在變矮 E．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在22．（安徽模擬）關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說法正確的有（）A．全息照片用激光來拍攝，主要是利用了激光與物光的相干性高的特點 B．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以減小玻璃表面反射光的強度 D．當(dāng)觀察者向靜止的聲源運動時，觀察者接收到的聲波頻率低于聲源的頻率 E．一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，波長變短23．（洛陽期中）影響顯微鏡分辨率的一個因素是波的衍射，衍射現(xiàn)象越明顯，分辨本領(lǐng)越低。使用電子束工作的電子顯微鏡有較高的分辨本領(lǐng)，它利用高壓對電子束加速后打在感光膠片上來觀察顯微圖象。下列說法中正確的（）A．加速電壓越高，電子的波長越小，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越強 B．加速電壓越高，電子的波長越大，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越弱 C．如果加速電壓相同，則用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用電子流工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)強 D．如果加速電壓相同，則用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用電子流工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)弱24．（沈河區(qū)校級模擬）以下說法中正確的是（）A．全息照相利用了光的衍射現(xiàn)象 B．如果兩個波源振動情況完全相同，在介質(zhì)中能形成穩(wěn)定的干涉圖樣 C．聲源遠離觀察者時，聽到的聲音變得低沉，是因為聲源發(fā)出的聲音的頻率變低了 D．人們所見到的“海市蜃樓”現(xiàn)象，是由于光的全反射造成的 E．?dāng)z像機的光學(xué)鏡頭上涂一層“增透膜”后，可減少光的反射，從而提高成像質(zhì)量25．（河北模擬）關(guān)于光的干涉衍射和偏振，下列說法中正確的是（）A．高級照相機鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象 B．全息照相的拍攝主要是利用了光的偏振原理 C．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象 D．中國古代的“小孔成像”實驗，反映了光波的衍射 E．與X射線相比，紫外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象26．（宿遷期末）下列說法正確的有（）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 B．紅外線比紫外線更容易發(fā)生衍射 C．白光下鍍膜鏡片看起來有顏色，是因為光發(fā)生了衍射 D．交警可以利用多普勒效應(yīng)對行駛的汽車進行測速27．（天山區(qū)校級期末）下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置圖都來源于課本，則下列判斷準(zhǔn)確無誤的是（）A．是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑” B．是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度的 C．是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的偶數(shù)倍，則是亮紋 D．是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋．28．（泰安期末）下列對光學(xué)知識的敘述，正確的有（）A．泊松亮斑是典型的衍射現(xiàn)象 B．光波的偏振特性說明光是橫波 C．水面上的油膜在陽光的照射下出現(xiàn)彩色的花紋是光的衍射現(xiàn)象 D．增透膜的