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课时6　光的偏振　激光
核心 目标 1. 通过观察光的偏振现象，知道光是横波；知道自然光和偏振光的区别；能运用偏振知识解释一些光学现象．
2. 了解激光的特性和运用，能举例说明激光技术在生产生活中的应用.
要点梳理
要点1　光的偏振
1. 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的，横波的振动方向称为__偏振方向__．
2. 偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这叫__偏振现象__，这个方向叫作透振方向，偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样．
3. 自然光：由太阳、电灯等光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿__一切方向振动__的光，而且沿各个方向振动的光波的__强度__相同，这样的光叫作自然光．
4. 偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动，这样的光称为偏振光．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是__偏振__光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．
5. 只有__横波__才有偏振现象，光的偏振现象表明光是__横波__．
要点2　偏振现象的运用
1. 摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向__垂直__，阻挡了反射光进入镜头．
观看立体电影(3D电影)时，观众戴的眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片．
2. 电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相__垂直__的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，显示数字的形状．
要点3　激光的特点及运用
1. 激光：是频率、相位、__偏振__以及传播方向等性质完全相同的光波，是极其理想的、自然界中不存在的光源，被广泛地应用于生产生活和科学研究中．
2. 激光的特点及应用
特点 性质 运用
相干性 激光具有频率__单一__、相位差__恒定__、偏振方向__相同__的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，易被调制 光纤通信
平行度 激光的__平行度__很高，传播很远的距离仍能保持一定的强度，可会聚于很小的一点 测距、读取光盘上记录的信息等
亮度 它可以在很小的__范围__和很短的__时间__内集中很大的__能量__ 用激光束切割、焊接，激发核反应等
3. 全息照相
(1) 与普通照相技术的比较：普通照相技术记录了光波的能量强弱信息，全息照相技术还记录了光波的__相位__信息．
(2) 原理：全息照相的拍摄利用了光的__干涉__原理，使__参考光__和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．要求参考光和物光具有很高的__相干__性．
(3) 观察全息照片时要用__激光束__照射照片，从另一侧面观察．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直．(　×　)
(2) 横波和纵波都能产生偏振现象．(　×　)
(3) 激光测距是利用了激光平行度好的特点．(　√　)
(4) 用激光做双缝干涉实验是应用了激光亮度高的特点．(　×　)
2. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中，正确的是(　AC　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
解析：激光可用来传递信息，A正确；激光的平行度非常好，B错误；物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，C正确；激光不需要介质传播，D错误．
考向1　自然光和偏振光的比较
自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光
振动方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向
经偏振片后 现象比较
如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
　(2024·广州番禺区期末)如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动．开始时Q与P偏振方向一致．太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，Q绕轴线缓慢旋转180°的过程中，透过偏振片到达光屏N上光的强度(　D　)
A. 始终变强
B. 先变强，后变弱
C. 始终变弱
D. 先变弱，后变强
解析：太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动180°的过程，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮．
考向2　激光特性、应用
1. 激光的相干性好，容易产生干涉现象，因为激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，做双缝干涉实验时，可用激光直接照射双缝；利用相干光易于调制的特点，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．
2. 激光的平行度非常好，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．
3. 激光的亮度非常高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温引起核反应．
4. 激光单色性很好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．
　纳米科技是跨世纪新科技，使激光束的宽度在纳米级范围内，可恢复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除．这主要是利用激光的(　C　)
A. 单色性 B. 方向性
C. 高能量 D. 偏振性
解析：激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上作“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术，故C正确．
考向3　光的特性的综合
干涉、衍射和偏振是波的特有现象，光有干涉、衍射和偏振现象，表明光是一种波；偏振是横波特有的现象，表明光还是横波．
　下列说法中正确的是(　C　)
A. 太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B. 激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D. 若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失
解析：太阳光下的油膜呈彩色，是光的干涉现象，A错误；激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的全反射，B错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰，C正确；光线发生全反射的临界角的正弦值与折射率的关系满足sin C＝，水对红光的折射率比对紫光的折射率小，所以红光发生全发射的临界角比紫光发生全反射的临界角大，逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光后消失，D错误．
　(2025·深圳高级中学)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列说法中正确的是(　B　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
解析：图甲是小孔衍射的图样， 而“泊松亮斑”中央是亮点，A错误；图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，B正确；图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹；若P到S1、S2的路程差是波长的整数倍，则P处是亮纹，C错误；图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，因为是等厚干涉，则将出现水平干涉条纹，D错误．
1. (2024·深圳市实验学校)(多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性．当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失．有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光．关于该显示屏，下列说法中正确的是(　AC　)
A. 上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B. 上下两个偏振片的透振方向相互平行
C. 笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的
D. 笔画处没有电极，其余部分为透明电极
解析：假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直，B错误，A正确；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过上偏振片，D错误，C正确．
2. (2024·广东期末)下列关于仪器原理的说法中正确的是(　A　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲中，雷达测速应用了多普勒效应
B. 图乙中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C. 图丙中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
D. 图丁中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象
解析：图甲中，雷达测速利用了多普勒效应，A正确；图乙中，激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点，B错误；图丙中，观看立体电影时，需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，C错误；图丁中，光导纤维传递信息利用了光的全反射现象，D错误．故选D.
配套新练案
考向1　自然光和偏振光的比较
1. (多选)对于光的偏振，下列说法中正确的是(　ACD　)
A. 自然光通过偏振片后成为偏振光
B. 偏振光不能再通过偏振片
C. 如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片
D. 偏振现象表明光是横波
2. (2024·潮州期末)(多选)如图所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°，透过镜片看到的屏幕漆黑，则(　BD　)
A. 显示器发出的光是纵波
B. 显示器发出的光是横波
C. 显示器发出的光是自然光
D. 显示器发出的光是偏振光
解析：光是横波，A错误，B正确；方向一致时，光完全通过，二者垂直时，完全不能通过，由实验现象得出显示器发出的光是偏振光，C错误，D正确．
3. (2024·佛山石门中学)阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于(　A　)
A. 光的干涉现象
B. 光的偏振现象
C. 光的衍射现象
D. 光的反射现象
解析：阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，这属于光的干涉现象．故选A.
4. 小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时，发现光有强弱变化．下列说法能够解释这一现象的是(　B　)
A. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用
B. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用
C. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用
D. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用
解析：发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用，故选B.
考向2　激光特性、应用
5. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中正确的是(　AC　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
解析：激光可用来传递信息，A正确；激光的平行度非常好，B错误；物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，C正确；激光不需要介质传播，D错误．
6. (2024·深圳宝安中学)2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家．下列激光的特性及其应用，正确的是(　A　)
A. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
B. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
C. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好
D. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高
解析：实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高，频率单一，相干性好的特点，A正确；医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，B错误；激光束很容易给坚硬材料上打孔，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，C错误；激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，D错误．
考向3　光的特性的综合
7. (2024·安徽铜陵一中)下列关于光现象的说法中，正确的是(　D　)
A. 单色光从玻璃射入水中，光的波长不变
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的折射形成的
C. 光的偏振现象说明光是纵波
D. 玻璃中的气泡特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射
解析：单色光从玻璃射入水中，光的频率不变，波速变化，所以波长变化，A错误；雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由于薄膜干涉形成的，B错误；光的偏振现象说明光是横波，C错误；玻璃中的气泡特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D正确．
8. (2025·中山纪念中学)(多选)下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是(　BD　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的衍射现象
B. 图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射
C. 图丙是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D. 图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波
解析：图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的干涉现象，A错误；图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，B正确；图丙是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误；图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，D正确．
9. (多选)夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛．若将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是(　ABC　)
A. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C. 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D. 前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
解析：若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，所以A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼睛，B错误；若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后不可以透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内，C错误，D正确．
10. 如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则(　C　)
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同
C. 只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零
D. 只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零
解析：光的偏振现象说明光是横波，A错误；自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，B错误；原来自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕OO′轴旋转30°时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不为零，C正确；将B绕OO′轴旋转180°时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，D错误．
11. (2024·梅州期末)如图甲所示，某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入水晶球，最后分成a、b两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法中正确的是(　A　)
甲 乙
A. a光的频率比b光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大
D. 遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
解析：由图可知，在P点a光的折射角较小，由折射定律可知，a光的折射率较大，则a光的频率比b光的频率高，A正确；彩虹的形成是光的折射现象，B错误；由n＝可知，由于a光的折射率较大，则在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的小，C错误；由于a光的频率比b光的频率高，则a光的波长比b光的波长短，遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显的衍射现象，D错误．课时6　光的偏振　激光
核心 目标 1. 通过观察光的偏振现象，知道光是横波；知道自然光和偏振光的区别；能运用偏振知识解释一些光学现象．
2. 了解激光的特性和运用，能举例说明激光技术在生产生活中的应用.
要点梳理
要点1　光的偏振
1. 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的，横波的振动方向称为__ __．
2. 偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这叫__ __，这个方向叫作透振方向，偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样．
3. 自然光：由太阳、电灯等光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿__ __的光，而且沿各个方向振动的光波的__ __相同，这样的光叫作自然光．
4. 偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动，这样的光称为偏振光．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是__ __光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．
5. 只有__ __才有偏振现象，光的偏振现象表明光是__ __．
要点2　偏振现象的运用
1. 摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向__ __，阻挡了反射光进入镜头．
观看立体电影(3D电影)时，观众戴的眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片．
电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相__ __的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，显示数字的形状．
要点3　激光的特点及运用
1. 激光：是频率、相位、__ __以及传播方向等性质完全相同的光波，是极其理想的、自然界中不存在的光源，被广泛地应用于生产生活和科学研究中．
2. 激光的特点及应用
特点 性质 运用
相干性 激光具有频率__ __、相位差__ __、偏振方向__ __的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，易被调制 光纤通信
平行度 激光的__ __很高，传播很远的距离仍能保持一定的强度，可会聚于很小的一点 测距、读取光盘上记录的信息等
亮度 它可以在很小的__ __和很短的__ __内集中很大的__ __ 用激光束切割、焊接，激发核反应等
3. 全息照相
(1) 与普通照相技术的比较：普通照相技术记录了光波的能量强弱信息，全息照相技术还记录了光波的__ __信息．
(2) 原理：全息照相的拍摄利用了光的__ __原理，使__ __和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．要求参考光和物光具有很高的__ __性．
(3) 观察全息照片时要用__ __照射照片，从另一侧面观察．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直．(　　)
(2) 横波和纵波都能产生偏振现象．(　　)
(3) 激光测距是利用了激光平行度好的特点．(　　)
(4) 用激光做双缝干涉实验是应用了激光亮度高的特点．(　　)
2. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中，正确的是(　　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
考向1　自然光和偏振光的比较
自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光
振动方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向
经偏振片后 现象比较
如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
　(2024·广州番禺区期末)如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动．开始时Q与P偏振方向一致．太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，Q绕轴线缓慢旋转180°的过程中，透过偏振片到达光屏N上光的强度(　　)
A. 始终变强
B. 先变强，后变弱
C. 始终变弱
D. 先变弱，后变强
考向2　激光特性、应用
1. 激光的相干性好，容易产生干涉现象，因为激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，做双缝干涉实验时，可用激光直接照射双缝；利用相干光易于调制的特点，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．
2. 激光的平行度非常好，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．
3. 激光的亮度非常高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温引起核反应．
4. 激光单色性很好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．
　纳米科技是跨世纪新科技，使激光束的宽度在纳米级范围内，可恢复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除．这主要是利用激光的(　　)
A. 单色性 B. 方向性
C. 高能量 D. 偏振性
考向3　光的特性的综合
干涉、衍射和偏振是波的特有现象，光有干涉、衍射和偏振现象，表明光是一种波；偏振是横波特有的现象，表明光还是横波．
　下列说法中正确的是(　　)
A. 太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B. 激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D. 若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失
　(2025·深圳高级中学)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列说法中正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
1. (2024·深圳市实验学校)(多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性．当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失．有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光．关于该显示屏，下列说法中正确的是(　　)
A. 上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B. 上下两个偏振片的透振方向相互平行
C. 笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的
D. 笔画处没有电极，其余部分为透明电极
2. (2024·广东期末)下列关于仪器原理的说法中正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲中，雷达测速应用了多普勒效应
B. 图乙中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C. 图丙中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
D. 图丁中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象
配套新练案
考向1　自然光和偏振光的比较
1. (多选)对于光的偏振，下列说法中正确的是(　　)
A. 自然光通过偏振片后成为偏振光
B. 偏振光不能再通过偏振片
C. 如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片
D. 偏振现象表明光是横波
2. (2024·潮州期末)(多选)如图所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°，透过镜片看到的屏幕漆黑，则(　　)
A. 显示器发出的光是纵波
B. 显示器发出的光是横波
C. 显示器发出的光是自然光
D. 显示器发出的光是偏振光
3. (2024·佛山石门中学)阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于(　　)
A. 光的干涉现象
B. 光的偏振现象
C. 光的衍射现象
D. 光的反射现象
4. 小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时，发现光有强弱变化．下列说法能够解释这一现象的是(　　)
A. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用
B. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用
C. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用
D. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用
考向2　激光特性、应用
5. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中正确的是(　　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
6. (2024·深圳宝安中学)2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家．下列激光的特性及其应用，正确的是(　　)
A. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
B. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
C. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好
D. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高
考向3　光的特性的综合
7. (2024·安徽铜陵一中)下列关于光现象的说法中，正确的是(　　)
A. 单色光从玻璃射入水中，光的波长不变
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的折射形成的
C. 光的偏振现象说明光是纵波
D. 玻璃中的气泡特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射
8. (2025·中山纪念中学)(多选)下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的衍射现象
B. 图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射
C. 图丙是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D. 图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波
9. (多选)夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛．若将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是(　　)
A. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C. 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D. 前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
10. 如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则(　　)
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同
C. 只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零
D. 只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零
11. (2024·梅州期末)如图甲所示，某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入水晶球，最后分成a、b两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)
甲 乙
A. a光的频率比b光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大
D. 遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象(共45张PPT)
第四章
光
课时6　光的偏振　激光
核心 目标 1. 通过观察光的偏振现象，知道光是横波；知道自然光和偏振光的区别；能运用偏振知识解释一些光学现象．
2. 了解激光的特性和运用，能举例说明激光技术在生产生活中的应用.
必备知识 记忆理解
1. 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的，横波的振动方向称为___________．
2. 偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这叫___________，这个方向叫作透振方向，偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样．
3. 自然光：由太阳、电灯等光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿_______________的光，而且沿各个方向振动的光波的_______相同，这样的光叫作自然光．
要点
1
光的偏振
偏振方向
偏振现象
一切方向振动
强度
4. 偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动，这样的光称为偏振光．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是_______光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．
5. 只有_______才有偏振现象，光的偏振现象表明光是_______．
偏振
横波
横波
1. 摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向_______，阻挡了反射光进入镜头．
观看立体电影(3D电影)时，观众戴的眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片．
2. 电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相_______的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，显示数字的形状．
要点
2
偏振现象的运用
垂直
垂直
1. 激光：是频率、相位、_______以及传播方向等性质完全相同的光波，是极其理想的、自然界中不存在的光源，被广泛地应用于生产生活和科学研究中．
2. 激光的特点及应用
要点
3
激光的特点及运用
特点 性质 运用
相干性 激光具有频率_______、相位差_______、偏振方向_______的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，易被调制 光纤通信
平行度 激光的_________很高，传播很远的距离仍能保持一定的强度，可会聚于很小的一点 测距、读取光盘上记录的信息等
亮度 它可以在很小的_______和很短的_______内集中很大的_______ 用激光束切割、焊接，激发核反应等
偏振
单一
恒定
相同
平行度
范围
时间
能量
3. 全息照相
(1) 与普通照相技术的比较：普通照相技术记录了光波的能量强弱信息，全息照相技术还记录了光波的_______信息．
(2) 原理：全息照相的拍摄利用了光的_______原理，使_________和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．要求参考光和物光具有很高的_______性．
(3) 观察全息照片时要用_________照射照片，从另一侧面观察．
相位
干涉
参考光
相干
激光束
1. 易错辨析
(1) 偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直． (　　)
(2) 横波和纵波都能产生偏振现象． (　　)
(3) 激光测距是利用了激光平行度好的特点． (　　)
(4) 用激光做双缝干涉实验是应用了激光亮度高的特点． (　　)
×
×
√
×
2. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中，正确的是 (　　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
解析：激光可用来传递信息，A正确；激光的平行度非常好，B错误；物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，C正确；激光不需要介质传播，D错误．
AC
把握考向 各个击破
自然光和偏振光的比较
考向
1
自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光
振动方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向
自然光 偏振光
经偏振片后现象比较
如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
　　　(2024·广州番禺区期末)如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动．开始时Q与P偏振方向一致．太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，Q绕轴线缓慢旋转180°的过程中，透过偏振片到达光屏N上光的强度 (　　)
A. 始终变强
B. 先变强，后变弱
C. 始终变弱
D. 先变弱，后变强
1
解析：太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动180°的过程，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮．
D
激光特性、应用
1. 激光的相干性好，容易产生干涉现象，因为激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，做双缝干涉实验时，可用激光直接照射双缝；利用相干光易于调制的特点，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．
2. 激光的平行度非常好，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．
3. 激光的亮度非常高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温引起核反应．
4. 激光单色性很好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．
考向
2
　　　　纳米科技是跨世纪新科技，使激光束的宽度在纳米级范围内，可恢复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除．这主要是利用激光的 (　　)
A. 单色性 B. 方向性
C. 高能量 D. 偏振性
2
解析：激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上作“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术，故C正确．
C
光的特性的综合
干涉、衍射和偏振是波的特有现象，光有干涉、衍射和偏振现象，表明光是一种波；偏振是横波特有的现象，表明光还是横波．
考向
3
　　　下列说法中正确的是 (　　)
A. 太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B. 激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D. 若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失
3
C
　　　(2025·深圳高级中学)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列说法中正确的是 (　　)
A. 图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
4
B
解析：图甲是小孔衍射的图样， 而“泊松亮斑”中央是亮点，A错误；图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，B正确；图丙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹；若P到S1、S2的路程差是波长的整数倍，则P处是亮纹，C错误；图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，因为是等厚干涉，则将出现水平干涉条纹，D错误．
随堂内化 即时巩固
1. (2024·深圳市实验学校)(多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性．当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失．有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光．关于该显示屏，下列说法中正确的是 (　　)
A. 上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B. 上下两个偏振片的透振方向相互平行
C. 笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的
D. 笔画处没有电极，其余部分为透明电极
AC
解析：假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直，B错误，A正确；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过上偏振片，D错误，C正确．
2. (2024·广东期末)下列关于仪器原理的说法中正确的是 (　　)
A. 图甲中，雷达测速应用了多普勒效应
B. 图乙中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C. 图丙中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
D. 图丁中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象
A
解析：图甲中，雷达测速利用了多普勒效应，A正确；图乙中，激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点，B错误；图丙中，观看立体电影时，需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，C错误；图丁中，光导纤维传递信息利用了光的全反射现象，D错误．故选D.
配套新练案
考向1　自然光和偏振光的比较
1. (多选)对于光的偏振，下列说法中正确的是 (　　)
A. 自然光通过偏振片后成为偏振光
B. 偏振光不能再通过偏振片
C. 如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片
D. 偏振现象表明光是横波
ACD
2. (2024·潮州期末)(多选)如图所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°，透过镜片看到的屏幕漆黑，则 (　　)
A. 显示器发出的光是纵波
B. 显示器发出的光是横波
C. 显示器发出的光是自然光
D. 显示器发出的光是偏振光
解析：光是横波，A错误，B正确；方向一致时，光完全通过，二者垂直时，完全不能通过，由实验现象得出显示器发出的光是偏振光，C错误，D正确．
BD
3. (2024·佛山石门中学)阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于
(　　)
A. 光的干涉现象
B. 光的偏振现象
C. 光的衍射现象
D. 光的反射现象
解析：阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，这属于光的干涉现象．故选A.
A
4. 小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时，发现光有强弱变化．下列说法能够解释这一现象的是 (　　)
A. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用
B. 阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用
C. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用
D. 阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用
解析：发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用，故选B.
B
考向2　激光特性、应用
5. (2024·佛山石门中学)(多选)下列有关激光的说法中正确的是 (　　)
A. 激光可用来传递信息
B. 激光的平行度不够好
C. 物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
D. 激光需要介质传播
解析：激光可用来传递信息，A正确；激光的平行度非常好，B错误；物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，C正确；激光不需要介质传播，D错误．
AC
6. (2024·深圳宝安中学)2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家．下列激光的特性及其应用，正确的是 (　　)
A. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
B. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
C. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好
D. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高
A
解析：实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高，频率单一，相干性好的特点，A正确；医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，B错误；激光束很容易给坚硬材料上打孔，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，C错误；激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，D错误．
考向3　光的特性的综合
7. (2024·安徽铜陵一中)下列关于光现象的说法中，正确的是 (　　)
A. 单色光从玻璃射入水中，光的波长不变
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的折射形成的
C. 光的偏振现象说明光是纵波
D. 玻璃中的气泡特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射
D
解析：单色光从玻璃射入水中，光的频率不变，波速变化，所以波长变化，A错误；雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由于薄膜干涉形成的，B错误；光的偏振现象说明光是横波，C错误；玻璃中的气泡特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D正确．
8. (2025·中山纪念中学)(多选)下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是 (　　)
A. 图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的衍射现象
B. 图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射
C. 图丙是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D. 图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波
BD
解析：图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的干涉现象，A错误；图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，B正确；图丙是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误；图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，D正确．
9. (多选)夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛．若将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是 (　　)
A. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C. 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D. 前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
ABC
解析：若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，所以A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼睛，B错误；若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后不可以透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内，C错误，D正确．
10. 如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则 (　　)
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同
C. 只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零
D. 只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零
C
解析：光的偏振现象说明光是横波，A错误；自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，B错误；原来自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕OO′轴旋转30°时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不为零，C正确；将B绕OO′轴旋转180°时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，D错误．
11. (2024·梅州期末)如图甲所示，某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入水晶球，最后分成a、b两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法中正确的是 (　　)
A. a光的频率比b光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大
D. 遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
A
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