粤教版选修34 光的衍射和偏振 第1课时 作业.docx

光的衍射和偏 振1.下列说法正确的是( )。a.自然光就是白光b.自然光一定是复色光c.单色光不是自然光d.自然光可以是单色光,也可以是复色光【解析】自然光是指含有在垂直传播方向上沿一切方向振动的光,且沿着各个方向振动的光波的强度相同,可以是单一频率的光,也可以是不同频率的光,故d选项正确。【答案】d【点评】自然光与偏振光的不同在于振动是不是沿特定方向。2.(考查偏振光的概念)对于光的偏振,下列说法正确的是()。a.振动方向只在某一个平面内的光是偏振光b.从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光c.转动偏振片去看电灯光,看到透射光亮度无变化,说明透射光不是偏振光d.光的偏振现象使人们认识到光是一种横波【解析】光的偏振现象说明光是一种横波,选项d正确。偏振光是在与传播方向垂直的方向上只沿某个特定方向振动的光;在同一个与传播方向垂直的平面内,光可以有很多振动方向,因此选项a错误。电灯、太阳等光源发出的光都是自然光,选项b错误。只通过一个偏振片去观察电灯发出的光,此偏振片只相当于起偏器,转动此起偏器时,观察到的电灯光不会发生变化,也从另一个方面证明了电灯发出的光是自然光,同时所观察到的是偏振光,选项c错误。【答案】d【点评】只有横波才有偏振现象。 3.(考查偏振光的检验)如图所示,电灯s发出的光先后经过偏振片a和b,人眼在图中p处迎着光入射的方向观察,看不到光亮,则()。a.图中a是偏振光b.图中b是偏振光c.将b转过180,将在p处看到光亮d.将a转过90,将在p处看到光亮【解析】电灯s发出的光是自然光,自然光沿各个方向的振动是均匀分布的,通过一个偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振动的光,所以选项a错误,选项b正确。偏振片b只透过振动方向与其透振方向一致的偏振光,人眼在p处看不到光亮,说明其透振方向与偏振片a的透振方向垂直。将b转过180后,其透振方向仍与偏振片a的透振方向垂直,人眼在p处依然看不到光亮,所以选项c错误。将b转过90后,其透振方向与偏振片a的透振方向相同,人眼在p处能看到光亮,所以选项d正确。【答案】bd【点评】只有偏振方向与偏振片透振方向垂直的光,才不能通过偏振片。4.(考查对偏振现象的理解)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,照射p时能在p的另一侧观察到透射光的是()。a.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【解析】太阳光是自然光,沿各个方向振动的光都有,所以在偏振片另一侧可看到透射光;沿竖直方向振动的光,与p的透振方向相同,能透过偏振光;沿与竖直方向成45角振动的光,有部分能透过偏振片p,故a、b、d正确。【答案】abd【点评】偏振片的透振方向与光的振动方向即不平行又不垂直时有部分光透过5.用白炽灯泡做光源做光的双缝干涉实验,如果在双缝后面各放置一个偏振片,且这两个偏振片的透振方向相互垂直,则下列说法正确的是()。a.光屏上仍有干涉条纹,但条纹的亮度减弱b.光屏上仍有干涉条纹,但条纹的亮度增强c.光屏上的干涉条纹消失,但仍有光射到光屏上d.光屏上的干涉条纹消失,且光屏上一片黑暗【分析】本题在偏振光知识的基础上进一步理解光的干涉。干涉的条件不仅需要两列光频率相同,而且振动方向也要相同。【解析】由于两个偏振片的透振方向相互垂直,所以到达光屏时偏振光的偏振方向相互垂直。虽然它们的频率相同、相位差恒定,满足了干涉的一个必要条件,但是它们的偏振方向不同,不在一条直线上,没有满足干涉的另一个必要条件,所以不能相互叠加形成稳定的干涉,因此,选项a、b错误。虽然透过两偏振片的光不能在屏上形成干涉条纹,但毕竟到达了光屏,因此选项c正确,选项d错误。【答案】c【点拨】光产生干涉的条件:a.频率相同;b.相遇点波的振动方向在一条直线上。只满足一个是不能形成干涉的。如果在一个缝后放偏振片,一个缝后不放偏振片,在光屏上可以观察到双缝干涉图样,但亮度比不放偏振片时要暗一些。如果双缝后所放偏振片的透振方向平行,在光屏上可以观察到双缝干涉图样。同样,干涉条纹的亮度比不放偏振片时要暗一些。拓展二:涉及偏振现象的计算6.一束太阳光由真空入射到平面玻璃上,当折射角是30时,反射光线和折射光线恰好相互垂直,反射光恰好为完全偏振光。由此可以推断出,这种玻璃的折射率是多少?【分析】本题实质上是光的反射和折射问题,作光路图时要画出法线标明入射角、反射角和折射角。【解析】如图所示,设入射角为1,折射角为2,反射角为1由光的反射定律知1=1要使反射光为完全偏振光,则1+2=90根据光的折射率得n=则有sin 1=sin 1=sin(90-2)=cos 2,n=cot 2,解得:n=。【答案】 【点拨】通过对本题的分析求解,可以得出一个结论:光从真空射入某种介质时,一旦有反射线与折射线垂直出现,则该介质的折射率就等于折射角正切值的倒数。7.关于自然光与偏振光,下列说法正确的是()。a.自然光能发生干涉和衍射现象,而偏振光不能b.只有将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】振动沿各个方向均匀分布的光是自然光,而振动只沿某特定方向的光是偏振光。干涉和衍射是波的特性,所以自然光和偏振光都能发生干涉和衍射现象,选项a错误。光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光外,我们通常见到的光绝大部分都是偏振光,反射光和折射光通常也是偏振光,选项b错误。光的颜色是由光的频率决定的,与光的振动方向无关,白光是复色光。只要光在与传播方向垂直的平面内沿各个方向振动,且各方向振动的强度相同,它就是自然光,因此单色光也可以是自然光,选项c错误。自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,所以选项d正确。【答案】d8.可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定糖量。偏振光通过糖水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度,这一角度称为“旋光度”,的值只与糖溶液的浓度有关,将的测量值与标度值相比较,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,最后将被测样品p置于a、b之间,则下列说法中正确的是( )。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处光强度最大,偏振片b转过的角度等于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【解析】 a、b之间不放糖溶液时,自然光通过偏振片a后,变成偏振光,通过b后到o。当在a、b间放糖溶液时,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,到达o处的光强会明显减弱;但当b转过一个角度,恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,o处光强又为最强,故b的旋转角度即为糖溶液的旋光度;同理转动偏振片a也可以。【答案】acd9.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝s形成细光束从空气射向柱体的o点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2。现保持入射光不变,将半圆柱绕通过o点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片p,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是( )。a.反射光束1消失b.透射光束2消失c.反射光束1和透射光束2都消失d.偏振片p以入射光线为轴旋转90角,透射光束2消失【解析】自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片p时,因垂直于纸面无光,反射光束1消失,a正确,b,c均错误;偏振片转动90,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,d正确。【答案】ad10.如图所示,杨氏双缝实验中,下述情况能否看到干涉条纹?简单说明理由。(1)在单色自然光源s后加一偏振片p。(2)在(1)情况下,再加p1、p