【同步】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：第4章5光的衍射6光的偏振激光分層作業(yè)課件

第四章5光的衍射6光的偏振激光123456789101112A級必備知識基礎(chǔ)練1.小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光,轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化。下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是(

)A.陽光在水面反射時發(fā)生了偏振,鏡片起起偏器的作用B.陽光在水面反射時發(fā)生了偏振,鏡片起檢偏器的作用C.陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振,鏡片起起偏器的作用D.陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振,鏡片起檢偏器的作用B解析

在轉(zhuǎn)動鏡片時光有強弱變化證明反射光為偏振光,鏡片的作用為檢測功能,為檢偏器,B正確。1234567891011122.(2023浙江湖州高二期中)如圖所示的四種光學(xué)現(xiàn)象中,光學(xué)原理與其他幾種不同的是(

)A123456789101112解析

光照射肥皂膜得到的圖樣,屬于薄膜干涉現(xiàn)象;光通過圓孔得到的圖樣,屬于衍射現(xiàn)象;泊松亮斑屬于衍射現(xiàn)象;光照射針尖得到的圖樣屬于衍射現(xiàn)象。故選A。1234567891011123.(多選)關(guān)于衍射光柵,下列說法正確的是(

)A.衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的B.衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類C.透射光柵中刻痕的部分相當(dāng)于透光的狹縫D.透射光柵中未刻的部分相當(dāng)于透光的狹縫ABD解析

對于透射光柵來說,當(dāng)光照到刻痕上時,由于光發(fā)生漫反射而不能透過,故選項C錯誤。1234567891011124.(2023江蘇南通高二期中)有一種魔術(shù)道具被稱為“穿墻而過”,其結(jié)構(gòu)是兩片塑料偏振片卷起來,放進空心的透明圓筒內(nèi),中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”,如圖甲所示。當(dāng)圓筒中的小球從B端滾向A端,居然穿過了“擋板”,如圖乙所示。則下列說法正確的是(

)A.該魔術(shù)說明光是橫波B.該魔術(shù)對觀眾的觀察角度有要求C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術(shù)D.該魔術(shù)中對兩偏振片卷起來的方式無要求A123456789101112解析

光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,故A正確;任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象,故不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同,故對觀察角度無要求,故B錯誤;偏振片的特點為當(dāng)偏振片的偏振方向與偏振光的方向平行時,偏振光可以全部通過偏振片,當(dāng)偏振片的偏振方向與偏振光的方向垂直時,偏振光不能通過偏振片,則在中間區(qū)域應(yīng)放垂直偏振片和水平偏振片,將兩偏振片卷起來,且部分重合,自然光通過兩片偏振方向互相垂直的偏振片時,光強減弱,形成黑影,看起來就像一道墻,一片偏振片無法完成實驗,故C、D錯誤。1234567891011125.(多選)關(guān)于衍射,下列說法正確的是(

)A.衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果B.雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象C.一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.影子的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實AB解析

衍射圖樣是復(fù)雜的光波的疊加現(xiàn)象,雙縫干涉中光通過兩個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象,一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射。一切波都能發(fā)生衍射,但要發(fā)生明顯的衍射,需要滿足障礙物的尺寸小于或相當(dāng)于波長的條件。影子的存在和衍射現(xiàn)象并不矛盾。1234567891011126.如圖所示,讓太陽光或白熾燈發(fā)出的光通過偏振片P和Q,以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q,可以看到透射光的強度會發(fā)生變化,這個實驗?zāi)軌蛘f明(

)A.光是電磁波

B.光是一種橫波C.光是一種縱波

D.光不沿直線傳播B解析

光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波,故選B。

1234567891011127.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋?，F(xiàn)將其中一條縫擋住,讓這束紅光只通過一條縫,則在光屏上可以看到(

)A.與原來相同的明暗相間的條紋,只是亮條紋比原來暗些B.與原來不相同的明暗相間的條紋,而中央亮條紋變寬些C.只有一條與縫寬對應(yīng)的亮條紋D.無條紋,只存在一片紅光B解析

本題一開始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象,說明兩縫都很窄,能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件,擋住一條縫后,在屏上得到的是單縫衍射圖樣。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點:中央都出現(xiàn)亮條紋,但衍射圖樣中央亮條紋較寬,兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋;干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋,而衍射圖樣兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋。只有選項B正確。1234567891011121234567891011128.奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標(biāo),可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度,從而鑒定含糖量,偏振光通過糖的水溶液后,偏振方向會相對于傳播方向向左或右旋轉(zhuǎn)一個角度α,這一角度α稱為“旋光度”,α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)。將α的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較,就能確定被測樣品中的含糖量,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。(1)當(dāng)被測樣品P置于A、B之間后到達O處光的強度怎樣變化?(2)要想使O處光強度最大,偏振片A或B應(yīng)怎樣轉(zhuǎn)動?123456789101112答案

見解析解析

(1)自然光通過偏振片后得到垂直于光的傳播方向與偏振片的透振方向平行的偏振光,該偏振光經(jīng)被測樣品后,其偏振方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn),即相對于光的傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α

,到達B的光的偏振方向與B的透振方向不完全一致,故O處光的強度會明顯減弱。(2)將A或B轉(zhuǎn)動一個最小角度α,使到達B的光的偏振方向與B的透振方向一致,此時O處光強最大。123456789101112B級關(guān)鍵能力提升練9.(多選)抽制細(xì)絲時可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則(

)A.這是利用光的干涉現(xiàn)象B.這是利用光的衍射現(xiàn)象C.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗了D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)了BD解析

應(yīng)用的原理是光的衍射,故B正確;由衍射產(chǎn)生的條件可知絲越細(xì)衍射現(xiàn)象越明顯,故D也正確。12345678910111210.(多選)中國科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素而獲得2015年諾貝爾獎。在研究青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)時,研究人員用比可見光波長更短的X射線衍射方法確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。在做單縫衍射實驗時,下列說法正確的是(

)A.將入射光由可見光換成X射線,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,衍射條紋間距變窄AC解析

單縫衍射的條紋間距可以類比雙縫干涉條紋間距的公式Δx=λ,將入射光由可見光換成X射線,波長變小,衍射條紋間距變窄,故A正確;使單縫寬度變小,則衍射條紋間距變寬,故B錯誤;換用波長較長的光照射,則衍射條紋間距變寬,故C正確;增大單縫到屏的距離,則衍射條紋間距變寬,故D錯誤。12345678910111212345678910111211.(2022上海奉賢高二期中)雙縫干涉實驗示意圖如圖甲所示,實驗過程中分別進行了兩步操作。第一步操作:用兩塊濾光片(紅色濾光片和藍色濾光片)分別擋住雙縫的上下兩半Ⅰ和Ⅱ;第二步操作:再用不透光的擋板擋住b縫。則下列說法正確的是(

)A.完成第一步操作后,光屏上出現(xiàn)的是圖丙,且③是藍色條紋,④是紅色條紋B.完成第一步操作后,光屏上出現(xiàn)的是圖乙,且①是紅色條紋,②是藍色條紋C.完成第二步操作后,光屏上出現(xiàn)的是圖丙,且③是藍色條紋,④是紅色條紋D.完成第二步操作后,光屏上出現(xiàn)的是圖乙,且①是紅色條紋,②是藍色條紋B123456789101112解析

第一步操作是雙縫干涉實驗,故條紋間距相等,光屏上出現(xiàn)乙圖案,由圖案知①的波長大于②的波長,故①是紅色條紋,②是藍色條紋;第二步操作是單縫衍射,條紋間距不相等,光屏上為丙圖案,再結(jié)合波長關(guān)系可知③是紅色條紋,④是藍色條紋。綜上所述,B正確,A、C、D錯誤。12345678910111212.應(yīng)用激光平行性好的特點,可以精確地測量距離。對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射一個極短的激光脈沖,測量發(fā)射脈沖與收到的反射脈沖的時間間隔,就可求出激光器到目標(biāo)的距離。若在地球上向月球發(fā)射一個激光脈沖,測得從發(fā)射到收到反射脈沖所用的時間為2.56s