第5、6節(jié)光的衍射光的偏振激光1．觀察光的衍射現(xiàn)象，認(rèn)識衍射條紋的特點(diǎn)，區(qū)分雙縫干涉與單縫衍射的圖樣。2．知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3．觀察光的偏振現(xiàn)象，知道光是橫波。4．知道自然光和偏振光的區(qū)別，知道偏振現(xiàn)象的一些應(yīng)用。5．了解激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用。一、光的衍射1．填一填(1)實(shí)驗(yàn)觀察：在擋板上安裝一個(gè)_____可調(diào)的狹縫，縫后放一個(gè)光屏，用單色平行光照射狹縫。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①縫比較寬，在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當(dāng)?shù)腳____條紋。②縫調(diào)到很窄時(shí)，亮條紋亮度_____，但寬度_____，而且還出現(xiàn)了________的條紋，中央亮條紋較寬。③用白光做實(shí)驗(yàn)，得到的條紋是_____的，但中央條紋是白色的。寬度亮降低增大明暗相間彩色(3)明顯衍射的條件：障礙物或狹縫的尺寸是_______的時(shí)候，衍射現(xiàn)象十分明顯。(4)衍射光柵①衍射光柵：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衍射圖樣特點(diǎn)：衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。③分類：_____光柵和反射光柵。2．判一判(1)單縫衍射圖樣中，中央條紋最寬最亮。

()(2)入射光的波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯。

()(3)用兩支圓柱形鉛筆并在一起，形成一個(gè)狹縫，使狹縫平行于日光燈，會(huì)看到彩色的衍射條紋。

()足夠小透射√×√3．選一選觀察單縫衍射現(xiàn)象時(shí)，把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是(

)A．衍射條紋的間距逐漸變小，衍射現(xiàn)象逐漸不明顯B．衍射條紋的間距逐漸變大，衍射現(xiàn)象越來越明顯C．衍射條紋的間距不變，只是亮度增強(qiáng)D．以上現(xiàn)象都不會(huì)發(fā)生解析：由單縫衍射實(shí)驗(yàn)的調(diào)整與觀察可知，狹縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋越寬，條紋間距也越大；將縫調(diào)寬，現(xiàn)象向相反方向變化，故選項(xiàng)A正確。答案：A二、光的偏振1．填一填(1)偏振①橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向_____，具有偏振現(xiàn)象，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向稱為_____方向。②縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在__________上，沒有偏振現(xiàn)象。(2)光的偏振①研究表明：光是一種_____。②偏振片：由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，這個(gè)方向叫作“透振方向”。光的振動(dòng)方向與這個(gè)透振方向_____時(shí)能順利通過偏振片，_____時(shí)不能通過偏振片。垂直偏振同一直線橫波平行垂直③自然光：垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都_____。④偏振光：自然光透過某一偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，沿著某一特定方向振動(dòng)的光。(3)偏振現(xiàn)象的應(yīng)用照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，轉(zhuǎn)動(dòng)濾光片，讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向______，就可以減弱反射光進(jìn)入鏡頭。相同垂直2．判一判(1)橫波和縱波都有偏振現(xiàn)象。

(

)(2)自然光通過偏振片可以得到偏振光。

()(3)只要光的偏振方向與偏振片的透振方向不垂直，就有光通過偏振片。

()3．想一想自然光和偏振光有什么不同？提示：自然光沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，而偏振光只在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)?！痢獭倘?、激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用1．填一填(1)普通光源發(fā)出的自然光是許多頻率、相位、偏振以及傳播方向各不相同的光的雜亂無章的混合。(2)激光：_____相同、_______恒定、振動(dòng)方向一致的光波。(3)激光的三個(gè)特點(diǎn)①相干性好，頻率單一：可以做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和衍射實(shí)驗(yàn)，可被調(diào)制，用來傳遞信息。②平行度非常好：傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度?？捎糜诩す鉁y距。③亮度很高：可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量?？捎糜谇懈睢⒑附?、打孔等，醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”切除腫瘤，也可“焊接”剝落的視網(wǎng)膜。頻率相位差2．判一判(1)激光頻率單一，可以進(jìn)行光纖通信。

()(2)激光可以切割、焊接，是因?yàn)榧す獾牧炼雀撸芰看蟆?/p>

()(3)激光可以在醫(yī)學(xué)上被用作“光刀”，是因?yàn)榧す獾钠叫卸群芎谩?/p>

()3．想一想利用激光測量地球到月球的距離，應(yīng)用了激光哪方面的性質(zhì)？提示：應(yīng)用了“平行度”非常好的性質(zhì)?！獭獭羀學(xué)透用活]1．光的衍射現(xiàn)象和光的直線傳播的關(guān)系光的直線傳播只是一個(gè)近似的規(guī)律，當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸很大時(shí)，光可以看成沿直線傳播；在障礙物或狹縫的尺寸是足夠小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象就十分明顯。2．三種衍射圖樣的比較三種衍射圖樣如圖所示：光的衍射和衍射圖樣(1)單縫衍射圖樣①中央條紋最亮，越向兩邊越暗；條紋間距不等，越靠外，條紋間距越小，中央條紋最寬，兩邊條紋寬度變窄。②縫變窄通過的光變少，而光分布的范圍更寬，所以亮條紋的亮度降低。③中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關(guān)，入射光波長越大，單縫越窄，中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大。④用白光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，中央亮條紋是白色的，兩邊是彩色條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮。(2)圓孔衍射圖樣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，寬度越小。②圓孔越小，中央亮斑的直徑越大，同時(shí)亮度越弱。③用不同色光照射圓孔時(shí)，得到的衍射圖樣的大小和位置不同，波長越大，中央圓形亮斑的直徑越大。④白光的圓孔衍射圖樣中，中央是大且亮的白色光斑，周圍是彩色同心圓環(huán)。⑤只有圓孔足夠小時(shí)才能得到明顯的衍射圖樣。在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中，光屏上依次得到幾種不同的現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)。(3)圓屏衍射圖樣(泊松亮斑)①中央是亮斑。②形成泊松亮斑時(shí)，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)。③周圍的亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小。[解析]

當(dāng)孔足夠大時(shí)，由于光的直線傳播，所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著小孔的繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽的像，故為小圓形光斑，隨著小孔的進(jìn)一步縮小，當(dāng)尺寸與光波波長相當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)了明暗相間的衍射條紋，最后隨小孔的閉合而全部消失，所以只有D是正確的。[答案]

D[規(guī)律方法](1)對于衍射條紋的特征用十二個(gè)字概括：“中寬邊窄，中亮邊暗，中白邊彩”。其中“中白邊彩”只適合于白光光源。(2)各種衍射圖樣的形狀不同，而圖樣的分布規(guī)律、影響因素都是類似的。

[對點(diǎn)練清]1．[多選]對于光的衍射的定性分析，下列說法中正確的是

(

)A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比擬甚至比光的波長還要小的時(shí)候，才能明顯地觀察到光的衍射現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動(dòng)性解析：光的干涉和衍射現(xiàn)象無疑說明了光具有波動(dòng)性，而小孔成像說明光沿直線傳播，而要出現(xiàn)小孔成像現(xiàn)象，孔不能太小，可見光的直線傳播規(guī)律只是近似的，只有在光波波長比障礙物小得多的情況下，光才可以看作是直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播并不矛盾，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種光現(xiàn)象，單縫衍射實(shí)驗(yàn)中單縫光源可以看成是無限多個(gè)子光源排列而成，因此光的衍射現(xiàn)象也是光波相互疊加的結(jié)果。故上述選項(xiàng)中正確的有A、B、D。答案：ABD2．[多選]在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是

(

)A．將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬解析：當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn)，條紋間距也越大；當(dāng)光的波長一定時(shí)，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；光的波長一定、單縫寬度也一定時(shí)，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會(huì)變寬，故選項(xiàng)A、C、D正確。答案：ACD

3．用單色光通過小圓盤和小圓孔做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到衍射圖形，它們的特征是

(

)A．中央均為亮點(diǎn)的同心圓形條紋B．中央均為暗點(diǎn)的同心圓形條紋C．用小圓盤時(shí)中央是暗的，用小圓孔時(shí)中央是亮的D．用小圓盤時(shí)中央是亮的，用小圓孔時(shí)中央是暗的解析：圓孔衍射實(shí)驗(yàn)圖樣，與單色光通過小圓盤得到的泊松亮斑，它們中央均為亮點(diǎn)的同心圓形條紋。故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A

[學(xué)透用活]1．單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射與雙縫干涉的比較名稱項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等相同點(diǎn)成因都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果意義都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波2．三點(diǎn)提醒(1)單縫衍射可以理解為若干個(gè)光源的干涉，從而理解條紋相間排列。(2)光波的波長增大，衍射條紋、干涉條紋的寬度都變大。(3)復(fù)色光的衍射或干涉圖樣，可認(rèn)為各單色光單獨(dú)衍射或干涉所成圖樣的疊加。[答案]

B[規(guī)律方法]區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的，而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的亮條紋逐漸變窄。(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮紋往兩側(cè)亮度變化很小，而單縫衍射條紋的中央亮條紋最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗。[對點(diǎn)練清]1．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，圖中屬于光的單縫衍射圖樣的是

(

)A．a(chǎn)、c B．b、cC．a(chǎn)、d D．b、d解析：a圖中是等間距的光的干涉圖樣，b圖是單色光的單縫衍射圖樣，c圖是水波的衍射圖樣，d圖是白光的單縫衍射圖樣，可見D正確。答案：D2．利用圖1所示的裝置(示意圖)，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是

(

)A．甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫B．甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應(yīng)的雙縫間距較大解析：單縫衍射圖樣的中央條紋亮且寬，相鄰條紋間距不等；雙縫干涉圖樣中相鄰條紋間距相等。根據(jù)題目中給出的甲、乙兩種圖樣可知，甲是單縫衍射的圖樣，乙是雙縫干涉的圖樣，A選項(xiàng)正確。答案：A

3．在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的有

(

)A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅白相間的條紋C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D．用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：用白光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)中央條紋為白色亮條紋而兩邊對稱出現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色亮條紋與暗條紋(即黑條紋)相間的條紋，故B錯(cuò)；用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，由于頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，屏上將不出現(xiàn)干涉條紋，故C錯(cuò)；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對。答案：D

[學(xué)透用活]1．自然光與偏振光的對比光的偏振現(xiàn)象

自然光偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿所有方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光強(qiáng)度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿某一特定方向(與起偏器的透振方向一致)2．偏振光的產(chǎn)生方式(1)自然光在玻璃、水面等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，入射角變化時(shí)偏振的程度也會(huì)變化。自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。(2)自然光經(jīng)過偏振片(起偏器)后能形成偏振光。偏振光可以用另一個(gè)偏振片(檢偏器)檢驗(yàn)。3．光的偏振的應(yīng)用(1)攝影技術(shù)中的應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用，如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景象不清楚，如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可使反射來的偏振光不能進(jìn)入照相機(jī)內(nèi)，從而可拍出清晰的照片。故人們把偏振濾光片叫作攝像機(jī)的“門衛(wèi)”。(2)偏振片在汽車擋風(fēng)玻璃上的應(yīng)用偏振片——汽車司機(jī)的福音。在夜間行車時(shí)，迎面開來的車燈眩光常常使司機(jī)看不清路面，容易發(fā)生事故。如果在每輛車燈玻璃上和司機(jī)座椅前面的擋風(fēng)玻璃上安裝一片偏振片，并使它們的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解決這一問題。從對面車燈射來的偏振光，由于振動(dòng)方向跟司機(jī)座椅前擋風(fēng)玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不會(huì)射進(jìn)司機(jī)眼里。而從自己的車燈射出去的偏振光，由于振動(dòng)方向跟自己的擋風(fēng)玻璃上的偏振片的透振方向相同，所以司機(jī)仍能看清自己的車燈照亮的路面和物體。[典例3]

[多選]如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則

(

)A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮[解析]

自然光沿各個(gè)方向發(fā)散是均勻分布的。通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動(dòng)的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；它通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆?，選項(xiàng)B正確；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動(dòng)，若B偏振片只能通過沿水平方向振動(dòng)的偏振光，則P點(diǎn)無光亮，將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^沿豎直方向振動(dòng)的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，選項(xiàng)D正確。[答案]

BD[規(guī)律方法](1)偏振片是由特殊材料制成的，每個(gè)偏振片都有特定的透振方向，沿與透振方向垂直振動(dòng)的光不能透過偏振片。(2)獲得偏振光的兩種方式①讓自然光通過偏振片；②自然光射到兩種介質(zhì)的分界面上，反射光和折射光都是偏振光。[對點(diǎn)練清]1．在拍攝日落時(shí)水面下的景物時(shí)，應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片，其目的是(

)A．減弱反射光，從而使景物的像清晰B．增強(qiáng)反射光，從而使景物的像清晰C．增強(qiáng)透射光，從而使景物的像清晰D．減弱透射光，從而使景物的像清晰解析：由于反射光的干擾，景物的像常常比較模糊，裝上偏振片的目的是減弱反射光，且透振方向與反射光的振動(dòng)方向垂直，但不能增強(qiáng)透射光。答案：A2．[多選]如圖，P是一偏振片，P的透振方向(用帶箭頭的實(shí)線表

示)為豎直方向。下列四種入射光束中哪種照射P時(shí)能在P的另

一側(cè)觀察到透射光

(

)A．太陽光

B．沿豎直方向振動(dòng)的光C．沿水平方向振動(dòng)的光

D．沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光解析：光是橫波，振動(dòng)方向與傳播方向垂直，振動(dòng)方向垂直于偏振片的光不能通過偏振片，沿其他方向振動(dòng)的光可以全部或部分通過偏振片，故答案為A、B、D。答案：ABD3．關(guān)于自然光和偏振光，下列觀點(diǎn)正確的是

(

)A．自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，而偏振光卻不能B．只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：光振動(dòng)沿垂直于傳播方向的各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光，而振動(dòng)沿著特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射，所以A錯(cuò)；光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光，所以B錯(cuò)；光的顏色由光的頻率決定，與光的振動(dòng)方向無關(guān)，所以C錯(cuò)；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，所以D對。答案：D

[學(xué)透用活]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(diǎn)(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，其單色性好，相干性好。激光的頻率單一，相干性非常好，顏色特別純。用激光做衍射、干涉實(shí)驗(yàn)，效果很好。激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用(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(kuò)展范圍不過幾厘米，而探照燈的光束能擴(kuò)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(shí)間內(nèi)集中很大的能量。3．激光的應(yīng)用(1)光纖通信；(2)激光測距；(3)激光讀寫；(4)激光加工；(5)激光手術(shù)(亦稱光刀手術(shù))；(6)激光武器；(7)可控聚變反應(yīng)中的應(yīng)用。[典例4]

[多選]關(guān)于激光的應(yīng)用，下列說法中正確的是

(

)A．激光用來控制核聚變，是因?yàn)樗姆较蛐院煤土炼雀?，光源的能量就集中在很小一點(diǎn)上，可以在空間某個(gè)小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度B．由于激光是相干光，所以它能像無線電波那樣被調(diào)制，用來傳遞信息C．用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星，是因?yàn)榧す庠诖髿庵袀鞑ゲ皇艽髿獾挠绊慏．能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因?yàn)榧す馔ㄟ^地球大氣不會(huì)發(fā)生折射[解析]激光用來控制核聚變，是因?yàn)樗姆较蛐院煤土炼雀?，光源的能量就集中在很小一點(diǎn)上，可以在空間某個(gè)小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度，故A正確；由于激光是相干光，所以它能像無線電波那樣被調(diào)制，用來傳遞信息，故B正確；用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星，是因?yàn)榧す夥较蛐院?、能量高；能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因?yàn)榧す馄叫卸群?，方向性好，但都?huì)不同程度地受大氣影響，故C、D錯(cuò)誤。[答案]

AB[對點(diǎn)練清]1．對于激光的認(rèn)識，以下說法中正確的是

(

)A．普通光源發(fā)出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一種光C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光D．激光一定比普通光的強(qiáng)度大解析：激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，是人工產(chǎn)生的一種相干光，與普通光源發(fā)出的光不同，所以C正確，A、B錯(cuò)誤；用途不同，不同激光的強(qiáng)度大小并不相同，激光不一定比普通光的強(qiáng)度大，D錯(cuò)誤。答案：C

2．激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船。激光由地面激光站或空間激光動(dòng)力衛(wèi)星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，使推進(jìn)劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃?xì)饬鳎詷O高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的

(

)A．單色性好

B．平行度好C．高能量

D．相干性好解析：利用激光的高能量特點(diǎn)，使推進(jìn)劑急劇膨脹，噴出類似于現(xiàn)代火箭的燃料燃燒后產(chǎn)生的燃?xì)饬?。答案：C3．[多選]以下說法正確的是

(

)A．光纖通信利用了激光相干性好的特點(diǎn)B．激光武器利用了激光亮度高的特點(diǎn)C．激光寫、讀利用了激光亮度高的特點(diǎn)D．激光加工、激光手術(shù)利用了激光亮度高的特點(diǎn)解析：由于激光頻率單一、相干性好，故可用來光纖通信，故A正確；激光亮度高，能量大，激光加工、激光手術(shù)和激光武器都利用了激光的這個(gè)特點(diǎn)，故B、D正確；激光方向性好、平行度高，可以會(huì)聚到很小的一點(diǎn)，激光寫、讀利用了激光的這個(gè)特點(diǎn)，故C錯(cuò)誤。答案：ABD一、偏振光的能量變化分析(科學(xué)思維)[選自魯科版教材課后練習(xí)]將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒有光通過。如果將其中的一個(gè)偏振片逐漸旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過程中，透過偏振片的光

(

)A．先增強(qiáng)，然后又減弱到零B．先增強(qiáng)，然后減弱到非零的最小值C．在整個(gè)過程中都增強(qiáng)D．先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)解析：將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒有光通過，說明兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，當(dāng)其中一個(gè)偏振片逐漸旋轉(zhuǎn)90°的過程中，透振方向逐漸變?yōu)橄嗤?，透過偏振片的光變?yōu)樽顝?qiáng)，再逐漸旋轉(zhuǎn)90°的過程中，透振方向逐漸變?yōu)榇怪?，透過偏振片的光逐漸減弱到零，故選項(xiàng)A正確。答案：A

二、光盤為什么能記錄大量的信息(科學(xué)思維)[選自魯科版教材課后練習(xí)]一張光盤可記錄幾億個(gè)字節(jié)，其信息量相當(dāng)于數(shù)千本十多萬字的書，其中一個(gè)重要原因就是光盤上記錄信息的軌道可做得很密，1mm的寬度至少可容納650條軌道。這是應(yīng)用了激光的什么特性？提示：這是利用了激光的平行度好的特性，因平行度好，所以激光可以讀取很密的軌道內(nèi)儲(chǔ)存的信息。問題一三種衍射圖樣的比較[情境探究]使太陽光垂直照射到一塊遮光板上,板上有可以自由收縮的正方形孔,孔的后面放置一個(gè)光屏,在正方形孔逐漸變小的過程中,猜一猜光屏上依次可以看到的不同現(xiàn)象。要點(diǎn)提示

正方形孔較大時(shí)看到正方形光斑,孔逐漸減小看到屏上的正方形光斑由大到小,孔再減小看到圓形光斑,孔小到一定程度看到明暗相間的彩色條紋。[知識歸納]1.單縫衍射圖樣的特點(diǎn)(1)中央條紋最亮、越向兩邊越暗;中央條紋最寬,越靠外,條紋間距越窄。(2)縫變窄,通過的光變少,而光分布的范圍更寬,所以亮條紋的亮度降低。(3)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關(guān)。入射光波長越長,單縫越窄,中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大。(4)用白光做單縫衍射時(shí),中央亮條紋是白色的,兩邊是彩色條紋,中央亮條紋仍然最寬、最亮。2.圓孔衍射(1)圓孔衍射如圖所示,當(dāng)擋板AB上的圓孔較大時(shí),光屏上出現(xiàn)圖甲所示的情形,無明顯的衍射現(xiàn)象發(fā)生;當(dāng)擋板AB上的圓孔很小時(shí),光屏上出現(xiàn)圖乙所示的衍射圖樣,為明暗相間的圓環(huán)。(2)圓孔衍射的圖樣特征①單色光的圓孔衍射圖樣:中央亮圓的亮度大,外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)。越向外,圓(亮)環(huán)亮度越低。②白光的圓孔衍射圖樣:中央亮圓為白色,周圍是彩色圓環(huán)。3.圓板衍射(1)各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射,致使影的輪廓的邊緣模糊不清,若在單色光(如激光)傳播途中放一個(gè)較小的圓形障礙物,會(huì)發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個(gè)亮斑,這就是著名的泊松亮斑,如圖丙所示。(2)形成泊松亮斑時(shí),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)。丙

[典例剖析]例題1對于單縫衍射現(xiàn)象,下列說法正確的是(

)A.縫的寬度d越小,衍射條紋越亮B.縫的寬度d越小,衍射現(xiàn)象越明顯C.縫的寬度d越小,光的傳播路線越接近直線D.入射光的波長越短,衍射現(xiàn)象越明顯解析

單縫寬度越小,衍射條紋的亮度越小,選項(xiàng)A錯(cuò);入射光的波長越長,單縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,選項(xiàng)B對,選項(xiàng)C、D錯(cuò)。答案

B規(guī)律方法

對衍射現(xiàn)象的理解(1)衍射現(xiàn)象是否明顯方面:入射光波長越長,障礙物、小孔和狹縫的尺寸越小,衍射現(xiàn)象越明顯。(2)衍射條紋的亮度方面:小孔和狹縫的尺寸越小,衍射條紋的亮度越小。變式訓(xùn)練1(吉林高二期末)在一次觀察光的衍射實(shí)驗(yàn)中,觀察到如圖所示的清晰的明暗相間的圖樣,那么障礙物是下列給出的(

)A.很小的不透明圓板B.很大的不透明圓板C.很大的中間有大圓孔的不透明擋板D.很大的中間有小圓孔的不透明擋板解析

用光照射很大的中間有小圓孔的不透明擋板時(shí)出現(xiàn)明暗相間的衍射圖樣,即題圖中所示圖樣,故D正確。答案

D問題二單縫衍射和雙縫干涉的比較[情境探究]在光的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中均可觀察到明暗相間的條紋,下列三幅圖樣中哪幅為雙縫干涉圖樣,哪幅為單縫衍射圖樣?要點(diǎn)提示

a為雙縫干涉圖樣;b為單縫衍射圖樣。[知識歸納]單縫衍射與雙縫干涉的比較比較項(xiàng)單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小,任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等,中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮,兩邊變暗條紋清晰,亮度基本相等相同點(diǎn)成因都有明暗相間的條紋,條紋都是光波疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果意義都是波特有的現(xiàn)象,表明光是一種波要點(diǎn)筆記

光波的波長越長,干涉條紋、衍射條紋的寬度都變大。

[典例剖析]例題2關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象,下列說法正確的是(

)A.光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理,衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B.白光的干涉條紋是彩色的,衍射條紋是黑白相間的C.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點(diǎn)D.光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果解析

光的干涉現(xiàn)象和光的衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象,都是光波疊加的結(jié)果,白光的干涉條紋是彩色的,白光的衍射條紋也是彩色的,只是條紋間距特點(diǎn)及亮度特點(diǎn)不同而已。答案

D規(guī)律方法

區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分:雙縫干涉的條紋是等寬的,條紋間的距離也是相等的;而單縫衍射的條紋,中央亮條紋最寬,兩側(cè)的條紋變窄。(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分:雙縫干涉條紋,從中央亮紋往兩側(cè)亮度變化很小;而單縫衍射條紋中央亮紋最亮,兩側(cè)的亮紋逐漸變暗。變式訓(xùn)練2(四川雅安高二期末)如圖所示為紅光、藍(lán)光分別通過單縫、雙縫所呈現(xiàn)的圖樣,則(

)A.甲為藍(lán)光的衍射圖樣

B.乙為紅光的干涉圖樣C.丙為紅光的衍射圖樣

D.丁為藍(lán)光的干涉圖樣解析

單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長越大,中央亮條紋越粗,故甲、乙是衍射圖樣,且甲圖為紅光的單縫衍射圖樣,乙圖為藍(lán)光的衍射圖樣,故A、B錯(cuò)誤;雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,故丙、丁是雙縫干涉現(xiàn)象,根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx=λ可知,波長越大,條紋間距越大,故丙圖為紅光的干涉圖樣,丁圖為藍(lán)光的干涉圖樣,故C錯(cuò)誤,D正確。答案

D問題三自然光和偏振光的比較[情境探究]在觀看立體電影時(shí),觀眾要戴上特制的眼鏡,這副眼鏡就是一對透振方向相互垂直的偏振片。如果不戴這副眼鏡,銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么?要點(diǎn)提示

立體電影的光是偏振光。因?yàn)楣馐菣M波,只有與偏振片透振方向一致的光才能通過。[知識歸納]1.偏振片偏振片由特定的材料制成,每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向,只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能完全通過偏振片,這個(gè)方向叫作“透振方向”。偏振片對光波的作用就像狹縫對于機(jī)械波的作用一樣。2.自然光和偏振光的比較

比較項(xiàng)自然光偏振光成因從光源(如太陽、電燈等)直接發(fā)出的光自然光通過偏振片后就變成了偏振光,通常情況下的反射光、折射光均為偏振光振動(dòng)方向在垂直于傳播方向上沿著各個(gè)方向振動(dòng)在垂直于傳播方向的平面內(nèi)只有一個(gè)振動(dòng)方向比較項(xiàng)自然光偏振光經(jīng)偏振片后現(xiàn)象比較

比較項(xiàng)自然光偏振光經(jīng)偏振片后現(xiàn)象比較如上圖所示,通過偏振片后,自然光就變成了偏振光,轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片,偏振光的亮度不變,但偏振方向隨之變化如上圖所示,偏振光經(jīng)偏振片后,若偏振方向與透振方向平行,屏亮;若垂直,則屏暗;若介于兩者之間,則屏上亮度介于兩者之間并隨偏振方向與透振方向夾角的增大而變暗[典例剖析]例題3(多選)如圖所示,電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B,人眼在P處迎著入射光方向,看不到光亮,則(

)A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后,在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后,在P處將看到光亮解析

自然光沿各個(gè)方向振動(dòng)是均勻分布的,通過偏振片后,透射光是只有沿著某一特定方向振動(dòng)的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤;它通過偏振片A后,即變?yōu)槠窆?則選項(xiàng)B正確;設(shè)通過A的光沿豎直方向振動(dòng),則偏振片B只能通過沿水平方向振動(dòng)的偏振光,則P點(diǎn)無光亮,將B轉(zhuǎn)過180°后,在P處看不到光亮,即選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若將B轉(zhuǎn)過90°,則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向振動(dòng)的光的偏振片,則偏振光能通過B,即在P處可看到光亮,選項(xiàng)D正確。答案

BD規(guī)律方法

對偏振光的理解(1)自然光通過一個(gè)偏振片成為偏振光,透射光的偏振方向與偏