資源簡介

6　光的衍射與偏振
7　激光
1～7題每題4分，共28分
考點一　光的衍射
1．某同學使用激光器作為光源，在不透光的擋板上開一條寬為0.05 mm的窄縫，進行光的衍射實驗，如圖所示，則他在光屏上看到的條紋是(　　)
2．(多選)(2023·北京師大附中高二期中)用如圖甲所示的裝置做圓孔衍射實驗，在屏上得到的衍射圖樣如圖乙所示，實驗發現光繞過孔的邊緣，傳播到了相當大的范圍。下列說法中正確的是(　　)
A．這個實驗用事實證明了光具有波動性
B．圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大
C．圓孔變小，中央亮斑的亮度反而變大
D．不同波長的光對應衍射圖樣完全相同
3．(2024·綿陽市高二期末)光照射不透明的小圓板時，在圓板陰影的中心出現泊松亮斑。泊松亮斑的形成是由于(　　)
A．光的干涉 B．光的衍射
C．光的折射 D．光的偏振
考點二　光的偏振
4．(多選)(2024·自貢市高二期末)下列有關光的敘述中，正確的是(　　)
A．立體電影的制作與觀看是應用光的偏振現象
B．相機鏡頭表面鍍上一層增透膜是應用光的衍射現象
C．茶色眼鏡利用了光的偏振現象
D．拍攝日落時水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水面反射光的影響
5．用圖示實驗裝置演示光的偏振現象，白熾燈O發出的光通過兩個透光方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列說法正確的是(　　)
A．白熾燈發出的光是縱波
B．偏振片Q起到檢偏的作用
C．光束Ⅱ中光的振動方向與透光方向垂直
D．將偏振片P以光傳播方向為軸轉動45°，光束Ⅲ將消失
6．(多選)當以入射光線的方向為軸轉動偏振片時，通過偏振片觀察電燈、燭焰、月球、反光的黑板，看到現象有何不同(　　)
A．觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化
B．觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化
C．觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化
D．觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化
考點三　激光
7．(2023·重慶市巴南區高二月考)2023年諾貝爾物理學獎頒發給“為研究物質中的電子動力學而產生阿秒激光的實驗方法”方面所做出貢獻的三位科學家。下列關于激光的特性及其應用，正確的是(　　)
A．實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗，是利用激光純凈度高
B．醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜，是利用激光的相干性
C．激光束很容易給堅硬的材料上打孔，是利用激光的方向性好
D．激光能夠比較精確測量地球到月球的距離，是利用激光的強度大
8～11題每題6分，12題8分，共32分
8．(2023·重慶市沙坪壩區高二期末)用如圖所示裝置研究偏振現象，P1，P2是兩塊完全相同的圓形偏振片，A、B為觀測點，A、B和兩塊偏振片的中心共線，且偏振片與AB連線垂直，兩偏振片可繞AB連線轉動，下列說法正確的是(　　)
A．固定P1，轉動P2，則A、B處光強均發生變化
B．固定P2，轉動P1，則A、B處光強均不發生變化
C．同時轉動P1和P2，A處光強不變，B處光強可能變化
D．同時轉動P1和P2，A、B處光強均發生變化
9．(多選)(2023·涼山高二月考)下列關于光的干涉、衍射、偏振以及激光的說法中，正確的是(　　)
A．“聞其聲而不見其人”是因為光不能發生衍射
B．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的干涉現象
C．日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰
D．激光全息照相是利用了激光相干性好的特征
10．(多選)激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛星或飛船，激光由地面激光站或空間激光動力衛星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發動機的燃燒室，使推進劑受熱而急劇膨脹，形成一股高溫高壓的燃氣流，以極高的速度噴出，產生巨大的推力，把衛星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的(　　)
A．單色性好 B．方向性好
C．高能量 D．相干性好
11．(多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列說法正確的是(　　)
A．這里應用的是光的衍射現象
B．這里應用的是光的干涉現象
C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
12．(8分)(2023·上海市徐匯區期中)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。將θ的測量值與標準值相比較，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，轉動B，O處為光屏，被測樣品P置于A、B之間。測量步驟如下：
(1)不放P時，旋轉B直到O處光強最強時停止旋轉；
(2)(4分)A、B之間放入P，到達O處的光強會________(選填“增強”或“減弱”)；
(3)(4分)將偏振片B緩慢轉動，使得O處光的強度第一次達到________(選填“最弱”或“最強”)，此時B轉過的角度就是旋光角θ。
6　光的衍射與偏振
7　激光
1．B　[根據衍射條紋的特點進行判斷，光的衍射條紋與狹縫平行，且中間寬、兩邊窄、不等間距，故B正確，A、C、D錯誤。]
2．AB　[圓孔變小，衍射現象更明顯，即衍射圖樣的范圍反而變大，故B正確；圓孔變小時，光透過的能量會變小，而中央亮斑面積會變大，所以亮度會變暗，故C錯誤；用不同波長的光做實驗，衍射圖樣不完全相同，相同孔徑時，波長越長，則亮斑會越大，故D錯誤；衍射實驗證實了光具有波動性，故A正確。]
3．B　[用平行的單色光垂直照射不透明的小圓板，在圓板后屏上的陰影中心出現了一個亮斑，這就是泊松亮斑，是單色光繞過不透光的圓板發生衍射形成的，故選B。]
4．AD　[立體電影的制作與觀看是應用光的偏振現象，放映時用雙鏡頭放映機，每個鏡頭前有透光方向不同的偏振片，觀眾戴的眼鏡也有相應方向的偏振片，這樣每只眼睛只能看到一個鏡頭所投影的圖像，故A正確；相機鏡頭表面鍍上一層增透膜是應用光的干涉原理，對反射光進行振動減弱，從而使透射光增加，故B錯誤；茶色眼鏡的鏡片是有色鏡片，它只能通過與鏡片相同顏色的光，以減弱光的透射，不是偏振現象，故C錯誤；拍攝日落時水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水面反射光的影響，故D正確。]
5．B　[光是一種橫波，A錯誤；白熾燈發出的光經過偏振片P后就成為了偏振光，又經與P透光方向平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到檢偏作用，B正確；光束Ⅱ中的光是經偏振片P透射來的，所以光束Ⅱ中光的振動方向與透光方向不可能垂直，C錯誤；將偏振片P以光傳播方向為軸轉動45°，光束Ⅲ將會減弱但不會消失，D錯誤。]
6．BD　[通過偏振片去觀察電燈、燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化，因為燈光、燭光都是自然光，沿各個方向振動的光的強度相同，因此當偏振片旋轉時，透射出來的光波的振動方向雖然改變了，但光的強弱沒有改變；月球和黑板反射的光已經是偏振光，它通過偏振片透射過來的光線強弱會隨偏振片的旋轉發生變化，故B、D正確，A、C錯誤。]
7．A　[實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗，是利用激光純凈度高，頻率單一，相干性好的特點，故A正確；醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜，是利用激光的亮度高，強度大，能量集中的特點，故B錯誤；激光束很容易給堅硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高，強度大，能量集中的特點，故C錯誤；激光能夠比較精確測量地球到月球的距離，是利用激光的方向性好，故D錯誤。]
8．C　[自然光沿著各個方向振動的光波強度均相同，故無論是否轉動P1，A處光強不變，故A、D錯誤；若轉動P1，固定P2，當兩偏振片的狹縫平行時，B處光強最大，當狹縫垂直時，B處光強最小，故B處光強可能變化，故B錯誤；同時轉動P1和P2，同理當兩偏振片的狹縫平行時，B處光強最大，當狹縫垂直時，B處光強最小，故B處光強可能變化，故C正確。]
9．CD　[“聞其聲而不見其人”說明聲音能發生衍射現象，光沒有發生明顯的衍射現象。光在一定條件下也能發生衍射，故A錯誤；通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現象，故B錯誤；日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰，故C正確；激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，故D正確。]
10．BC　[由于激光站與火箭相距較遠，為了減少能量損失，利用了激光具有很好的方向性的特點，同時利用激光的高能量特點，故選B、C。]
11．AD　[若障礙物的尺寸與光的波長相比差不多或更小，衍射現象較明顯。通過觀察屏上條紋的變化情況，從而監控抽制的細絲的情況，如果屏上條紋變寬，表明衍射現象更明顯，即抽制的絲變細，故A、D正確。]
12．(2)減弱　(3)最強
解析　(2)未加糖水時，A和B的透光方向平行，透射光最強，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，旋轉一個角度θ，所以通過糖水后的光的偏振方向與B的透光方向有一夾角θ，不再平行，到達O處光的強度會明顯減弱。
(3)將偏振片B緩慢轉動，使得O處光的強度第一次達到最強，通過糖水后的光的偏振方向與B的透光方向再次平行，此時B轉過的角度就是旋光角θ。6　光的衍射與偏振
7　激光
[學習目標]　1.觀察光的衍射現象，知道發生明顯衍射現象的條件(重點)。2.觀察光的偏振現象，知道光是橫波，知道偏振現象的應用。3.了解激光的特征和應用。
一、光的衍射
圖中小孔成像的現象說明了光是沿直線傳播的，而雙縫干涉現象則證明了光是一種波，波能發生干涉還可以發生衍射，結合機械波產生明顯衍射現象的條件，猜測生活中很難觀測到光的衍射現象的原因。
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1．光的衍射
光通過很小的狹縫時，明顯地偏離了________________方向。按照直線傳播的規律應該屬于陰影的區域也會出現________條紋；反之，應該屬于亮區的地方也會出現______的區域。這種現象叫作光的衍射。
2．三種衍射圖樣的特點
(1)單縫衍射
①單色光通過狹縫時，在屏上出現____________的條紋，中央條紋________________，兩側的亮條紋逐漸變暗變窄；
②波長一定時，單縫________(填“寬”或“窄”)的中央亮條紋寬，條紋間距大；單縫不變時，光波波長________(填“大”或“小”)的中間條紋寬，條紋間距大。
(2)圓孔衍射：光通過小孔(孔很小)時，在光屏上出現明暗相間的圓環。如圖所示。
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，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，同時亮度越弱。波長越長，中央圓形亮斑的直徑越大。
(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，會發現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。
②中央是亮斑(與圓孔衍射圖樣中心亮斑比較，泊松亮斑較小)，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。
1．當障礙物的尺寸較大時，我們觀察到光是沿直線傳播的，此時光是否發生了衍射？發生明顯衍射的條件是什么？
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2．我們經常看到交通信號燈、安全指示燈、霧燈、施工警示燈等都是紅色的，除了紅色光容易引起人們的視覺反應外，還有一個重要原因，這個原因是什么？
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3．如果讓白光分別通過狹縫或圓孔，那么形成的衍射圖樣各有什么特點？
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(1)紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋。(　　)
(2)白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋。(　　)
(3)單色光的圓孔衍射，中央為大且亮的圓斑，周圍為等間距的同心圓。(　　)
例1　(多選)(2023·唐山市英才國際學校高二月考)對于光的衍射現象的定性分析，下列說法正確的是(　　)
A．只有障礙物或孔的尺寸與光的波長相當，甚至比光的波長還要小的時候，才能產生明顯的衍射現象
B．光的衍射圖樣是光波相互疊加的結果
C．光的衍射現象否定了光沿直線傳播的結論
D．只有單色光才能產生衍射現象
例2　(2023·綿陽市高二期末)小紅利用圖(a)所示的裝置觀察紅光的干涉、衍射現象，其中P是光學元件，且P到光屏的距離恒定，通過實驗在光屏上得到了圖(b)所示甲、乙、丙、丁四種圖樣。下列說法正確的是(　　)
A．甲對應的P是雙縫，雙縫間距較大
B．乙對應的P是雙縫，雙縫間距較大
C．丙對應的P是單縫，縫的寬度較寬
D．丁對應的P是單縫，縫的寬度較窄
種類 項目 單縫衍射 雙縫干涉
不同點 產生條件 狹縫足夠小(發生明顯衍射) 頻率相同的兩列光波相遇疊加
條紋寬度 條紋寬度不等，中央條紋最寬 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，越向兩側條紋越暗 各條紋亮度基本相同
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
例3　(多選)(2023·重慶萬州區月考)某研究性學習小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，則下列說法正確的是(　　)
A．甲圖屬于圓孔衍射
B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，后來泊松發現圓板中心的確有這個亮斑
C．不管是圓孔衍射還是圓板衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的
D．發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里
二、光的偏振
1．偏振現象
(1)如圖所示，當狹縫的方向與繩的振動方向________時，繩上橫波可以傳過去；狹縫的方向與繩的振動方向________時，繩上橫波就不能通過了，這種現象叫作偏振。
(2)偏振現象是________波特有的現象。
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________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，這個方向叫作透光方向。
(2)線偏振光和自然光
①線偏振光：光振動的方向限在一個平面。
②自然光：通常光源發出的光(包括太陽光)是由大量的、振動方向不同的線偏振光組成。
(3)光有偏振現象，說明光是________波。
3．偏振現象的應用
(1)照相機鏡頭前裝一偏振濾光片，讓它的透光方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景物清晰。
(2)立體電影。
(3)各種液晶顯示器。
例4　(多選)如圖所示，電燈在S處發出的光先后經過偏振片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轉過180°后，在P處將看到光亮
D．以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮
例5　(2023·徐州市月考)圖示為通過3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，下列說法正確的是(　　)
A．左側鏡片上涂有反射膜
B．右側鏡片上涂有增透膜
C．兩側鏡片為透光方向不同的偏振片
D．電腦顯示屏發出的光為自然光
三、激光
1．激光的特性：強度大、________________、單色性好、________________、覆蓋波段寬而且可調諧等。
2．激光的應用：________________、激光全息照相、激光檢測、________________、激光醫學、激光照排等。
例6　關于激光的應用，下列說法正確的是(　　)
A．光纖通信是應用激光方向性非常好的特點對信號進行調制，使其在光導纖維中傳遞信息的
B．計算機內的“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應用激光有相干性的特點
C．醫學中用激光做“光刀”來切除腫瘤是應用了激光強度大的特點
D．“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應用了激光強度大的特點
答案精析
一、
機械波發生明顯衍射的條件是縫或障礙物的尺寸跟波長相差不大，或者比波長更小。可見光的波長遠小于一般障礙物或孔的尺寸，不能產生明顯的衍射現象，所以生活中很難觀測到。
梳理與總結
1．直線傳播　亮　暗
2．(1)①明暗相間　最寬最亮
②窄　大
討論交流
1．此時光發生了衍射，只是不明顯。
發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相差不大，或者比波長還小。
2．紅光波長較長，比其他可見光更容易發生衍射現象。
3．白光通過狹縫時，衍射圖樣中央為白色亮條紋，兩側為很快減弱的彩色條紋；白光通過圓孔時，衍射圖樣中央是大且亮的白色光斑，周圍是彩色的同心圓環。
二、
1．(1)相同　垂直　(2)橫
2．(1)特定　(3)橫
三、
1．方向性好　相干性好
2．激光加工　激光通信
易錯辨析
(1)√　(2)×　(3)×
例1　AB　[光的衍射條紋是由于來自不同位置的光，通過縫或孔之后疊加時得到加強或者削弱的結果，光的直線傳播規律只是近似的，只有在光的波長比障礙物尺寸小很多的情況下，光才可以看成是沿直線傳播的，所以光的衍射現象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現的兩種現象，任何光都能發生衍射，只是明不明顯的區別，故選A、B。]
例2　A　[條紋甲和乙都是平行等距的，都是干涉條紋，則甲和乙對應的P是雙縫，根據Δx＝λ可知，甲條紋間距較小，則甲雙縫間距較大，故A正確，B錯誤；丙和丁對應的條紋是平行不等距的，則為衍射條紋，則P是單縫，因丙圖的衍射現象較丁更明顯，可知丙的縫的寬度較窄，故C、D錯誤。]
例3　ACD　[根據衍射條紋的特點可知甲圖屬于圓孔衍射，故A正確；乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，但泊松認為這是非常荒謬的，后來菲涅耳與阿拉果發現圓板中心有這個亮斑，故B錯誤；不管是圓孔衍射還是圓板衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的，故C正確；發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里，故D正確。]
例4　BD　[自然光在垂直于傳播方向的平面內，沿各個方向的振動是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光。從電燈直接發出的光為自然光，它通過偏振片A后，即變為偏振光，故A錯，B對；設通過A的光沿豎直方向振動，而偏振片B只能通過沿水平方向振動的偏振光，則P點無光亮，以SP為軸將B轉過180°后，P處仍無光亮；以SP為軸將B轉過90°后，則該偏振片將變為能通過沿豎直方向振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，故C錯，D對。]
例5　C　[手機、電腦、電視等電子顯示設備發出的光是偏振光，故D錯誤；3D眼鏡的2個鏡片是兩個透光方向互相垂直的偏振片，圖中電腦顯示屏發出的偏振光與左側眼鏡的透光方向垂直，沒有光穿過左側眼鏡，左側眼鏡看不見電腦顯示屏，電腦顯示屏發出的偏振光與右側眼鏡的透光方向平行，有光穿過右側眼鏡，右側眼鏡看得見電腦顯示屏，故A、B錯誤，C正確。]
例6　C　[由激光的特點及應用可知光纖通信主要利用了激光的相干性，A錯誤；計算機內的“磁頭”讀出光盤上的信息主要應用了激光的方向性好，B錯誤；醫療中用激光做“光刀”利用了激光的強度大的特點，C正確；激光測距利用的是激光的方向性好的特點，D錯誤。](共55張PPT)
DISIZHANG
第四章
6　光的衍射與偏振
7　激光
1.觀察光的衍射現象，知道發生明顯衍射現象的條件(重點)。
2.觀察光的偏振現象，知道光是橫波，知道偏振現象的應用。
3.了解激光的特征和應用。
學習目標
一、光的衍射
二、光的偏振
課時對點練
三、激光
內容索引
光的衍射
一
圖中小孔成像的現象說明了光是沿直線傳播的，而雙縫干涉現象則證明了光是一種波，波能發生干涉還可以發生衍射，結合機械波產生明顯衍射現象的條件，猜測生活中很難觀測到光的衍射現象的原因。
答案　機械波發生明顯衍射的條件是縫或障礙物的尺寸跟波長相差不大，或者比波長更小。可見光的波長遠小于一般障礙物或孔的尺寸，不能產生明顯的衍射現象，所以生活中很難觀測到。
1.光的衍射
光通過很小的狹縫時，明顯地偏離了_________方向。按照直線傳播的規律應該屬于陰影的區域也會出現____條紋；反之，應該屬于亮區的地方也會出現____的區域。這種現象叫作光的衍射。
2.三種衍射圖樣的特點
(1)單縫衍射
①單色光通過狹縫時，在屏上出現________的條紋，中央條紋________，兩側的亮條紋逐漸變暗變窄；
梳理與總結
直線傳播
暗
亮
明暗相間
最寬最亮
②波長一定時，單縫____(填“寬”或“窄”)的中央亮條紋寬，條紋間距大；單縫不變時，光波波長____(填“大”或“小”)的中間條紋寬，條紋間距大。
(2)圓孔衍射：光通過小孔(孔很小)時，在光屏上出現明暗相間的圓環。如圖所示。
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，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，同時亮度越弱。波
長越長，中央圓形亮斑的直徑越大。
窄
大
(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，會發現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。
②中央是亮斑(與圓孔衍射圖樣中心亮斑比較，泊松亮斑較小)，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。
1.當障礙物的尺寸較大時，我們觀察到光是沿直線傳播的，此時光是否發生了衍射？發生明顯衍射的條件是什么？
討論交流
答案　此時光發生了衍射，只是不明顯。
發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相差不大，或者比波長還小。
2.我們經常看到交通信號燈、安全指示燈、霧燈、施工警示燈等都是紅色的，除了紅色光容易引起人們的視覺反應外，還有一個重要原因，這個原因是什么？
答案　紅光波長較長，比其他可見光更容易發生衍射現象。
3.如果讓白光分別通過狹縫或圓孔，那么形成的衍射圖樣各有什么特點？
答案　白光通過狹縫時，衍射圖樣中央為白色亮條紋，兩側為很快減弱的彩色條紋；白光通過圓孔時，衍射圖樣中央是大且亮的白色光斑，周圍是彩色的同心圓環。
(1)紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋。(　 　)
(2)白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋。(　 　)
(3)單色光的圓孔衍射，中央為大且亮的圓斑，周圍為等間距的同心圓。(　 　)
×
√
×
　(多選)(2023·唐山市英才國際學校高二月考)對于光的衍射現象的定性分析，下列說法正確的是
A.只有障礙物或孔的尺寸與光的波長相當，甚至比光的波長還要小的時
候，才能產生明顯的衍射現象
B.光的衍射圖樣是光波相互疊加的結果
C.光的衍射現象否定了光沿直線傳播的結論
D.只有單色光才能產生衍射現象
例1
√
√
光的衍射條紋是由于來自不同位置的光，通過縫或孔之后疊加時得到加強或者削弱的結果，光的直線傳播規律只是近似的，只有在光的波長比障礙物尺寸小很多的情況下，光才可以看成是沿直線傳播的，所以光的衍射現象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現的兩種現象，任何光都能發生衍射，只是明不明顯的區別，故選A、B。
　(2023·綿陽市高二期末)小紅利用圖(a)所示的裝置觀察紅光的干涉、衍射現象，其中P是光學元件，且P到光屏的距離恒定，通過實驗在光屏上得到了圖(b)所示甲、乙、丙、丁四種圖樣。下列說法正確的是
例2
A.甲對應的P是雙縫，雙縫間距較大
B.乙對應的P是雙縫，雙縫間距較大
C.丙對應的P是單縫，縫的寬度較寬
D.丁對應的P是單縫，縫的寬度較窄
√
丙和丁對應的條紋是平行不等距的，則為衍射條紋，則P是單縫，因丙圖的衍射現象較丁更明顯，可知丙的縫的寬度較窄，故C、D錯誤。
總結提升
種類 項目 單縫衍射 雙縫干涉
不同點 產生條件 狹縫足夠小(發生明顯衍射) 頻率相同的兩列光波相遇疊加
條紋寬度 條紋寬度不等，中央條紋最寬 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，越向兩側條紋越暗 各條紋亮度基本相同
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
　(多選)(2023·重慶萬州區月考)某研究性學習小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，則下列說法正確的是
A.甲圖屬于圓孔衍射
B.乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松
先推算出這個亮斑，后來泊松發現圓板中
心的確有這個亮斑
C.不管是圓孔衍射還是圓板衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的
D.發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到
障礙物的影子里
例3
√
√
√
根據衍射條紋的特點可知甲圖屬于圓孔衍射，故A正確；
乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，但泊松認為這是
非常荒謬的，后來菲涅耳與阿拉果發現圓板中心有這個亮斑，故B錯誤；
不管是圓孔衍射還是圓板衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的，故C正確；
發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里，故D正確。
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二
光的偏振
1.偏振現象
(1)如圖所示，當狹縫的方向與繩的振動方向______時，繩上橫波可以傳過去；狹縫的方向與繩的振動方向______時，繩上橫波就不能通過了，這種現象叫作偏振。
相同
垂直
橫
(2)偏振現象是___波特有的現象。
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_____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，這個方向叫作透光方向。
(2)線偏振光和自然光
①線偏振光：光振動的方向限在一個平面。
②自然光：通常光源發出的光(包括太陽光)是由大量的、振動方向不同的線偏振光組成。
(3)光有偏振現象，說明光是____波。
特定
橫
3.偏振現象的應用
(1)照相機鏡頭前裝一偏振濾光片，讓它的透光方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景物清晰。
(2)立體電影。
(3)各種液晶顯示器。
　(多選)如圖所示，電燈在S處發出的光先后經過偏振片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轉過180°后，在P處將看到光亮
D.以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮
例4
√
√
自然光在垂直于傳播方向的平面內，沿各個方向的振動是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光。從電燈直接發出
的光為自然光，它通過偏振片A后，即變為偏振光，故A錯，B對；
設通過A的光沿豎直方向振動，而偏振片B只能通過沿水平方向振動的偏振光，則P點無光亮，以SP為軸將B轉過180°后，P處仍無光亮；以SP為軸將B轉過90°后，則該偏振片將變為能通過沿豎直方向振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，故C錯，D對。
　(2023·徐州市月考)圖示為通過3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，下列說法正確的是
A.左側鏡片上涂有反射膜
B.右側鏡片上涂有增透膜
C.兩側鏡片為透光方向不同的偏振片
D.電腦顯示屏發出的光為自然光
例5
√
手機、電腦、電視等電子顯示設備發出的光是偏振光，故D錯誤；
3D眼鏡的2個鏡片是兩個透光方向互相垂直的
偏振片，圖中電腦顯示屏發出的偏振光與左側眼鏡的透光方向垂直，沒有光穿過左側眼鏡，左側眼鏡看不見電腦顯示屏，電腦顯示屏發出的偏振光與右側眼鏡的透光方向平行，有光穿過右側眼鏡，右側眼鏡看得見電腦顯示屏，故A、B錯誤，C正確。
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激光
三
1.激光的特性：強度大、_________、單色性好、_________、覆蓋波段寬而且可調諧等。
2.激光的應用：_________、激光全息照相、激光檢測、_________、激光醫學、激光照排等。
方向性好
相干性好
激光加工
激光通信
　關于激光的應用，下列說法正確的是
A.光纖通信是應用激光方向性非常好的特點對信號進行調制，使其在光
導纖維中傳遞信息的
B.計算機內的“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應用激光有相干性的特點
C.醫學中用激光做“光刀”來切除腫瘤是應用了激光強度大的特點
D.“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應用了激光強度大
的特點
例6
√
由激光的特點及應用可知光纖通信主要利用了激光的相干性，A錯誤；
計算機內的“磁頭”讀出光盤上的信息主要應用了激光的方向性好，B錯誤；
醫療中用激光做“光刀”利用了激光的強度大的特點，C正確；
激光測距利用的是激光的方向性好的特點，D錯誤。
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課時對點練
四
考點一　光的衍射
1.某同學使用激光器作為光源，在不透光的擋板上開一條寬為0.05 mm的窄縫，進行光的衍射實驗，如圖所示，則他在光屏上看到的條紋是
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基礎對點練
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根據衍射條紋的特點進行判斷，光的衍射條紋與狹縫平行，且中間寬、兩邊窄、不等間距，故B正確，A、C、D錯誤。
2.(多選)(2023·北京師大附中高二期中)用如圖甲所示的裝置做圓孔衍射實驗，在屏上得到的衍射圖樣如圖乙所示，實驗發現光繞過孔的邊緣，傳播到了相當大的范圍。下列說法中正確的是
A.這個實驗用事實證明了光具有波動性
B.圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大
C.圓孔變小，中央亮斑的亮度反而變大
D.不同波長的光對應衍射圖樣完全相同
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圓孔變小，衍射現象更明顯，即衍射圖樣的范圍反而變大，故B正確；
圓孔變小時，光透過的能量會變小，而
中央亮斑面積會變大，所以亮度會變暗，故C錯誤；
用不同波長的光做實驗，衍射圖樣不完全相同，相同孔徑時，波長越長，則亮斑會越大，故D錯誤；
衍射實驗證實了光具有波動性，故A正確。
3.(2024·綿陽市高二期末)光照射不透明的小圓板時，在圓板陰影的中心出現泊松亮斑。泊松亮斑的形成是由于
A.光的干涉 B.光的衍射
C.光的折射 D.光的偏振
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用平行的單色光垂直照射不透明的小圓板，在圓板后屏上的陰影中心出現了一個亮斑，這就是泊松亮斑，是單色光繞過不透光的圓板發生衍射形成的，故選B。
考點二　光的偏振
4.(多選)(2024·自貢市高二期末)下列有關光的敘述中，正確的是
A.立體電影的制作與觀看是應用光的偏振現象
B.相機鏡頭表面鍍上一層增透膜是應用光的衍射現象
C.茶色眼鏡利用了光的偏振現象
D.拍攝日落時水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水
面反射光的影響
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立體電影的制作與觀看是應用光的偏振現象，放映時用雙鏡頭放映機，每個鏡頭前有透光方向不同的偏振片，觀眾戴的眼鏡也有相應方向的偏振片，這樣每只眼睛只能看到一個鏡頭所投影的圖像，故A正確；
相機鏡頭表面鍍上一層增透膜是應用光的干涉原理，對反射光進行振動減弱，從而使透射光增加，故B錯誤；
茶色眼鏡的鏡片是有色鏡片，它只能通過與鏡片相同顏色的光，以減弱光的透射，不是偏振現象，故C錯誤；
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拍攝日落時水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水面反射光的影響，故D正確。
5.用圖示實驗裝置演示光的偏振現象，白熾燈O發出的光通過兩個透光方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列說法正確的是
A.白熾燈發出的光是縱波
B.偏振片Q起到檢偏的作用
C.光束Ⅱ中光的振動方向與透光方向垂直
D.將偏振片P以光傳播方向為軸轉動45°，光束Ⅲ將消失
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光是一種橫波，A錯誤；
白熾燈發出的光經過偏振片P后就成為了偏振
光，又經與P透光方向平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到檢偏作用，B正確；
光束Ⅱ中的光是經偏振片P透射來的，所以光束Ⅱ中光的振動方向與透光方向不可能垂直，C錯誤；
將偏振片P以光傳播方向為軸轉動45°，光束Ⅲ將會減弱但不會消失，D錯誤。
6.(多選)當以入射光線的方向為軸轉動偏振片時，通過偏振片觀察電燈、燭焰、月球、反光的黑板，看到現象有何不同
A.觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化
B.觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化
C.觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化
D.觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化
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通過偏振片去觀察電燈、燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化，因為燈光、燭光都是自然光，沿各個方向振動的光的強度相同，因此當偏振片旋轉時，透射出來的光波的振動方向雖然改變了，但光的強弱沒有改變；月球和黑板反射的光已經是偏振光，它通過偏振片透射過來的光線強弱會隨偏振片的旋轉發生變化，故B、D正確，A、C錯誤。
考點三　激光
7.(2023·重慶市巴南區高二月考)2023年諾貝爾物理學獎頒發給“為研究物質中的電子動力學而產生阿秒激光的實驗方法”方面所做出貢獻的三位科學家。下列關于激光的特性及其應用，正確的是
A.實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗，是利用激光純
凈度高
B.醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜，是利用激光的相干性
C.激光束很容易給堅硬的材料上打孔，是利用激光的方向性好
D.激光能夠比較精確測量地球到月球的距離，是利用激光的強度大
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實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗，是利用激光純凈度高，頻率單一，相干性好的特點，故A正確；
醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜，是利用激光的亮度高，強度大，能量集中的特點，故B錯誤；
激光束很容易給堅硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高，強度大，能量集中的特點，故C錯誤；
激光能夠比較精確測量地球到月球的距離，是利用激光的方向性好，故D錯誤。
8.(2023·重慶市沙坪壩區高二期末)用如圖所示裝置研究偏振現象，P1，P2是兩塊完全相同的圓形偏振片，A、B為觀測點，A、B和兩塊偏振片的中心共線，且偏振片與AB連線垂直，兩偏振片可繞AB連線轉動，下列說法正確的是
A.固定P1，轉動P2，則A、B處光強均發生變化
B.固定P2，轉動P1，則A、B處光強均不發生變化
C.同時轉動P1和P2，A處光強不變，B處光強可能變化
D.同時轉動P1和P2，A、B處光強均發生變化
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能力綜合練
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自然光沿著各個方向振動的光波強度均相同，故無論是否轉動P1，A處光強不變，故A、D錯誤；
若轉動P1，固定P2，當兩偏振片的狹縫平行時，
B處光強最大，當狹縫垂直時，B處光強最小，故B處光強可能變化，故B錯誤；
同時轉動P1和P2，同理當兩偏振片的狹縫平行時，B處光強最大，當狹縫垂直時，B處光強最小，故B處光強可能變化，故C正確。
9.(多選)(2023·涼山高二月考)下列關于光的干涉、衍射、偏振以及激光的說法中，正確的是
A.“聞其聲而不見其人”是因為光不能發生衍射
B.通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的干涉現象
C.日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使
景像更清晰
D.激光全息照相是利用了激光相干性好的特征
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“聞其聲而不見其人”說明聲音能發生衍射現象，光沒有發生明顯的衍射現象。光在一定條件下也能發生衍射，故A錯誤；
通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現象，故B錯誤；
日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰，故C正確；
激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，故D正確。
10.(多選)激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛星或飛船，激光由地面激光站或空間激光動力衛星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發動機的燃燒室，使推進劑受熱而急劇膨脹，形成一股高溫高壓的燃氣流，以極高的速度噴出，產生巨大的推力，把衛星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的
A.單色性好 B.方向性好
C.高能量 D.相干性好
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由于激光站與火箭相距較遠，為了減少能量損失，利用了激光具有很好的方向性的特點，同時利用激光的高能量特點，故選B、C。
11.(多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列說法正確的是
A.這里應用的是光的衍射現象
B.這里應用的是光的干涉現象
C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
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若障礙物的尺寸與光的波長相比差不多或更小，衍射現象較明顯。通過觀察屏上條紋的變化情況，從而監控抽制的細絲的情況，如果屏上條紋變寬，表明衍射現象更明顯，即抽制的絲變細，故A、D正確。
12.(2023·上海市徐匯區期中)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。將θ的測量值與標準值相比較，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，轉動B，O處為光屏，被測樣品P置于A、B之間。測量步驟如下：
(1)不放P時，旋轉B直到O處光強最強時
停止旋轉；
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(2)A、B之間放入P，到達O處的光強會______(選填“增強”或“減弱”)；
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減弱
未加糖水時，A和B的透光方向平行，透射光最強，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，旋轉一個角度θ，所以通過糖水后的光的偏振方向與B的透光方向有一夾角θ，不再平行，到達O處光的強度會明顯減弱。
(3)將偏振片B緩慢轉動，使得O處光的強度第一次達到_____(選填“最弱”或“最強”)，此時B轉過的角度就是旋光角θ。
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最強
將偏振片B緩慢轉動，使得O處光的強度第一次達到最強，通過糖水后的光的偏振方向與B的透光方向再次平行，此時B轉過的角度就是旋光角θ。
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