2019-2020学年高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振第3节 光的偏振 第4节 激光与全息照相随堂演练（含解析）鲁科版选修3-4

第3节 光的偏振 第4节 激光与全息照相1.（多选）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（）a.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同b.偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光c.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过另一个偏振片后又还原为自然光d.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选bd.本题可由自然光和偏振光的定义解决.光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同，叫做自然光.振动方向一定的光叫做偏振光.2.全息照相利用了下列原理中的（）a.小孔成像b光的反射c.光的衍射 d激光是一种相干光解析：选d.全息照相利用了干涉原理，且激光频率单一，是一种相干光，故d项正确，a、b、c三项错误.3.（多选）如图，p是偏振片，p的透振方向（用带箭头的实线表示）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（）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：选abd.太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射p时能在p的另一侧观察到偏振光，故a正确；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故b正确；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们相互垂直，故c是错误的；沿与竖直方向成45角振动的光也能通过偏振片，故d正确.4.一台激光器，它的功率为p，如果它发射出的单色光在空气中的波长为，则这束单色光的频率是，它在时间t内辐射的光能为；如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空中发生全反射时的临界角为.解析：根据cf可得这束光的频率为f，激光器在t时间内做的功wpt转化为光能.这束单色光对该介质的折射率n，设它从该介质射向真空中发生全反射的临界角为c，则sin c，所以carcsin.答案：ptarcsin课时作业一、单项选择题1.下列现象中可以说明光是横波的是 （）a.光的干涉现象 b光的衍射现象c.光的全反射现象 d光的偏振现象解析：选d.光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为d.2.三维全息照片损坏后，用其中一小片再现观察其虚像，下列说法正确的是（）a.只能观察原物的一部分b.完全不能再现虚像c.能再现完整的虚像，和没有损坏的全息照片再现的虚像无差别d.能再现虚像，但分辨率降低解析：选c.根据全息照片的特点可知，利用其中一部分能再现完整的虚像，所以c正确.3.让激光照到vcd机、cd机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，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解析：选a.激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，dvd、vcd、cd唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项a正确，b、c、d错误.4.某些特定的环境下照相时，常在照相机镜头前装一偏振片使景象清晰，关于其原理，下列说法正确的是（）a.增强透射光的强度b.减弱所拍摄景物周围反射光的强度c.减弱透射光的强度d.增强所拍摄景物周围反射光的强度解析：选b.某些特定情况下，特别是背景存在水面时，镜面能反射较强的光，其反射光会干扰景物成像，由于反射光是偏振光，所以在镜头前加一偏振片.调整其偏振方向可以滤掉一部分背景的反射光，使景物成像清晰.5.在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则（）a.干涉条纹的间距不变，但亮纹的亮度加强b.干涉条纹的间距不变，但亮纹的亮度减弱c.干涉条纹的间距变窄，但亮纹的亮度减弱d.无干涉条纹解析：选b.自然光通过偏振片后变成偏振光，能量减少，故亮条纹的亮度减弱，因波长不变，故条纹间距不变，选项b正确.6.一束光由真空入射到平面玻璃上，当其折射角为30时，反射光恰好产生完全偏振.因此，可以推断出玻璃的折射率为（）a. bc. d解析：选b.如图所示，折射角230，由于反射光恰好完全产生偏振，因此反射光线与折射光线垂直，反射角190260，根据折射定律得n，b项正确.二、多项选择题7.关于激光与自然光，下列说法正确的是（）a.激光的频率单一，而自然光是含有各种色光频率的光，所以激光的相干性好b.自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的c.激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的d.相干性好是激光与普通光的根本区别解析：选acd.激光的频率单一，相干性很好，自然光中含有各种频率的光，故a、d正确；激光和自然光都是由原子的跃迁产生的，故b错误，c正确.8.光的偏振现象说明光是横波，下列现象中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光片，可以使景象更清晰d.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：选abc.自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光，再通过第二个偏振片时，若偏振片的透射方向与此偏振光的振动方向垂直，则无光透过第二个偏振片，若二者平行则透射光最强，故选项a反映了光的偏振现象；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线垂直时，反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直，选项b反映了光的偏振；拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时，由于水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄景物不清晰，在照相机镜头前装上偏振光片，使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，则有效防止反射光进入照相机，从而所拍景象更清晰，选项c反映了光的偏振；通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象.9.在垂直于太阳光的传播方向上前后各放置两个偏振片p和q，在q的后面放一光屏，则下列说法正确的是（）a.q不动，旋转p，屏上的光的亮度不变b.q不动，旋转p，屏上的光的亮度时强时弱c.p不动，旋转q，屏上的光的亮度不变d.p不动，旋转q，屏上的光的亮度时强时弱解析：选bd.p是起偏器，它的作用是把太阳光（自然光）转变为偏振光，该偏振光的振动方向与p的透振方向一致，所以当q与p的透振方向平行时，通过q的光强最大；当q与p的透振方向垂直时通过q的光强最小，即无论旋转p或q，屏上的光强都是时强时弱.10.奶粉的碳水化合物（糖）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，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关.将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品中的含糖量.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（）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：选acd.自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏转方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转了一个角度.到达b的光的偏振方向与b的透振方向不完全一致，故o处光的强度会明显减弱，故a项正确，b项错误；若将a或b转动一个角度，使得o处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于，故c、d两项都正确.三、非选择题11.通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？解析：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化，因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此，当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了（肉眼对此不能感觉），但光的强弱没有改变.月亮和黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射出来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化.答案：见解析12.如图为玻璃厚度检测仪的原理图，其原理是：固定一束激光ao以不变的入射角i照到mn表面，折射后从pq表面射出，折射光线