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第四章 光
高中物理选必一 人教版
本章思维导图
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一、 光的折射
C
例1.如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的(　　)
A．①　　　　
B．②　
C．③
D．④
　
一、 光的折射
解析 当光从空气(真空)射入玻璃时，折射角小于入射角，由图可排除①②；当光从玻璃射入空气(真空)时，折射角大于入射角，且折射光线与入射光线分居法线的两侧，由图可知可排除④，应选③.
一、 光的折射
1．在反射、折射现象中，光路都是可逆的．
2．光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化．
一、 光的折射
应用折射定律应注意的问题
(1)应用光的反射定律和折射定律讨论问题时，应先作好光路图，确定好界面和法线．
(2)入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，而不能以界面为标准．
B
一、 光的折射
例2.如图所示，井口大小和深度均相同的两口井，一口是枯井(图甲)，一口是水井(图乙，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则(　　)
A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星
D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
一、 光的折射
解析　由于井口边沿的约束，青蛙能看到的范围有限，作出过两口井的边界光线如图所示．
由图可看出α>γ，所以枯井中的青蛙觉得井口大些；β>α，所以水井中的青蛙能看到更多的星星，故B正确，A、C、D错误．
二、 折射率
二、 折射率
二、 折射率
二、 折射率
1．折射率的定义式中θ1为真空(空气)中的光线与法线的夹角，不一定是入射角；θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角．
2．介质的折射率与介质的密度没有必然的联系．密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小．
二、 折射率
二、 折射率
ACD
例4.(多选)美丽的彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象．如图所示是某一均匀介质球的截面图，AB、CD是该介质球的两条直径，∠AOC＝60°，一束激光以平行于AB的方向从C点射入介质球，经过一次折射打到B点．
设光在空气中的传播速度为c，则 (　　)
二、 折射率
三、 测量玻璃的折射率
一．注意事项
(1)玻璃砖的上折射面必须与直线aa′严格对齐，才能准确地确定法线，准确地画出入射角和折射角．
(2)实验时，尽可能将大头针竖直地插在纸上，且P1和P2之间、P2和O之间、P3和P4之间、P3和O′之间距离要稍大一些．重合的时候要看玻璃砖里面的像，而不是看玻璃砖上面的大头针的头部．
(3)入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜过大，在操作时，手不能触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能用玻璃砖的界面代替直尺画界线．
(4)在实验的过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变．
三、 测量玻璃的折射率
二．数据处理及误差分析
三、 测量玻璃的折射率
①在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示．
③重复以上实验，求得各次折射率，然后求其平均值即为玻璃折射率的测量值．
三、 测量玻璃的折射率
例5．(1)在“测量玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插入大头针P3和P4.在插P3和P4时，应使________________________________________.
(2)某同学实验中作出光路图如图乙所示，在入射光线上任取一点A，过A点作法线的垂线，B点是垂线与法线的交点．O点是入射光线与aa′界面的交点，C点是出射光线与bb′界面的交点，D点为法线与bb′界面的交点．则实验所用玻璃的折射率n＝________(用图中线段表示)．
P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像
三、 测量玻璃的折射率
例6.某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图中实线所示．
(1)在图上画出对应的光路；
三、 测量玻璃的折射率
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，需要测量的量是__________和__________，在图上标出它们．
(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n＝________．
(4)若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置，底边仍重合)，若仍以AB作为分界面，则三棱镜材料折射率的测量值_______ (填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
入射角θ1
折射角θ2
小于
四、 全反射
1．全反射
(1)全反射现象．
光由光密介质进入光疏介质时，当入射角增大到某一角度时，折射角达到90°，折射光全部消失，只剩下反射光的现象．这个角度称为临界角，用C表示．
①临界角的含义：折射角为90°时的入射角．
②规律：一旦发生全反射，即遵循光的反射定律．
四、 全反射
(3)产生全反射现象的条件．
①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上．
②入射角等于或大于临界角．
(4)全反射现象中的能量分配关系．
①折射角随入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线增强，能量增大，亮度增加．
四、 全反射
②当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减到零，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象．
(5)不同色光的临界角．
不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射．
四、 全反射
四、 全反射
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
例7.(多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中．如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)
CD
四、 全反射
解析　在界面Ⅰ上光由空气进入玻璃，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不可能发生全反射现象，A错误，C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，故入射角总是小于临界角，因此也不可能发生全反射现象，B错误，D正确．
四、 全反射
例8.如图所示为长方形玻璃砖一横截面ABQD，BQ边长为L，一束单色光从AB边上的P点进入玻璃砖，在AD边上的某点恰好发生全反射后从Q点射出．已知玻璃砖对这种单色光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c，则单色光在玻璃砖中通过的时间为(　　)
四、 全反射
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
对光导纤维折射率的要求
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
例10.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示．一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O点的法线成θ角射入，CD为光学传感器，用以探测光的强度．从AB面反射回来的光强随θ角变化的情况如图乙所示．现在将这种新材料制成一根光导纤维束并将其弯成半圆形，如图丙所示，暴露于空气中(假设空气的折射率与真空相同)，设半圆形光导纤维束的外径为R，光导纤维束的半径为r.(已知sin53°＝0.8)
(1)求这种新材料的折射率；
(2)用同种激光垂直于光导纤维的端面EF射入，
若该束激光不从光导纤维的侧面外泄，求弯成的半
圆形的外径R与光导纤维半径r应满足的关系．
五、 全反射的应用
五、 全反射的应用
六、 杨氏双缝干涉实验
1．光的干涉
(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域是相互间隔的，即出现亮纹和暗纹相间的现象．
(2)干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可由同一束光分成两列来获得．
六、 杨氏双缝干涉实验
2．托马斯·杨的双缝干涉实验
(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)．
实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏．
六、 杨氏双缝干涉实验
(2)单缝屏的作用．
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏．托马斯·杨时期没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光．
(3)双缝屏的作用．
平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光．
六、 杨氏双缝干涉实验
3．双缝干涉图样的特点
(1)单色光的干涉图样(如图所示)若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等．中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大．
六、 杨氏双缝干涉实验
(2)白光的干涉图样．
若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．这是因为：
①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹．
②两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹．
C
六、 杨氏双缝干涉实验
例11　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是(　　)
A．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现明条纹
B．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现暗条纹
C．频率为f1的单色光照射时出现明条纹，频率为f2的单色光照射时出现暗条纹
D．频率为f1的单色光照射时出现暗条纹，频率为f2的单色光照射时出现明条纹
六、 杨氏双缝干涉实验
B
六、 杨氏双缝干涉实验
例22　某同学自己动手利用如图所示的器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹．他移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能是(　　)
A．单缝S太窄　　　
B．单缝S太宽
C．S到S1和S2距离不等
D．太阳光不能作光源
六、 杨氏双缝干涉实验
解析 本实验中，单缝S应非常窄，才可看作“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，移走B屏后，在C上出现一窄亮斑，说明单缝S太宽，B正确，A错误；S到S1和S2距离不等时，也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮纹，C错误；太阳光可以作光源，屏上将出现彩色条纹，D错误．
七、 干涉条纹明暗的条件
1．明暗条纹的判断
如图所示，S1、S2是两个狭缝，S1S2＝d，缝到屏的距离为l，l d，O是S1S2的中垂线与屏的相交点．
七、 干涉条纹明暗的条件
七、 干涉条纹明暗的条件
2．对双缝干涉图样的两点说明
(1)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央亮纹为白色．
(2)若利用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等，中央仍为亮纹．
七、 干涉条纹明暗的条件
明暗条纹的判断方法
判断屏上某点出现明条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的光程差与波长(真空中)的比值．光程差等于波长(真空中)的整数倍处出现明条纹，等于半波长(真空中)的奇数倍处出现暗条纹．
七、 干涉条纹明暗的条件
色光的性质总结
AC
七、 干涉条纹明暗的条件
七、 干涉条纹明暗的条件
BC
七、 干涉条纹明暗的条件
例14.(多选)煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．下列说法正确的是(　　)
A．若屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
七、 干涉条纹明暗的条件
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
例15.　现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量某单色光的波长．
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为：__________________．
C、E、D、B、A
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条明条纹，读出手轮的读数如图乙所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第8条明条纹，读出手轮的读数如图丙所示．则相邻两明条纹的间距是_____ mm(结果保留三位有效数字)．
(3)在(2)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是___________ m(结果保留三位有效数字)．
2.07
6.90×10－7
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
一、误差分析
1．双缝到屏的距离l的测量误差．
因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．
2．测条纹间距Δx带来的误差．
(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．
(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．
(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
二、注意事项
1．单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的中心轴线上，双缝到单缝距离应相等．
2．测双缝到屏的距离l时可用刻度尺测多次取平均值．
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
6．寒假期间，小明利用图甲所示生活中的物品，测量了某型号刀片的厚度．
实验过程如下：
(1)点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑．
(2)并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出
两条平直划痕．
(3)如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，
并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上．
八、 实验：用双缝干涉测量光的波长
(4)打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上．
(5)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示．用刻度尺测出a、b两点间的距离为______ cm，则两相邻暗纹中心之间的距离Δy＝______ cm.
(6)测量玻璃片到光屏的距离L＝3.00 m，已知该红色激光的波长λ＝700 nm，利用公式求出双划痕间距d＝_____ mm，即为刀片厚度(结果保留两位有效数字)．
10.50
2.10
0.10
九、 光的衍射
1．产生明显衍射的条件
障碍物的尺寸跟光的波长相近或比光的波长还要小时能产生明显的衍射．对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对某种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显．由于波长越长，衍射性越好，所以观察到声波的衍射现象就比观察到光波的衍射现象容易得多．
九、 光的衍射
2．三种不同的衍射现象及特点
(1)单缝衍射．
①现象：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA′，BB′区出现亮暗相间的条纹，即发生了衍射．
九、 光的衍射
②单缝衍射图样的四个特点．
a．中央条纹亮而宽．
b．两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．
c．波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，条纹间距大，单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，各条纹间距大．
d．白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色．
九、 光的衍射
(2)圆孔衍射．
①现象：圆孔衍射如图所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图甲所示的情形，光沿直线传播，无明显衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图乙所示的衍射图样，出现亮暗相间的圆环．
九、 光的衍射
②圆孔衍射图样的两个特点．
a．单色光的圆孔衍射图样中央亮圆环的亮度大，外面是明暗相间的不等距的亮圆环．越向外，亮环亮度越低．
b．白光的圆孔衍射图样中央圆环为白色，周围是彩色圆环．
(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象．
①现象：各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清．若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．
②障碍物的衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别．
九、 光的衍射
项目 狭缝衍射 双缝干涉
不同点 产生条件 任何光都能发生 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波相遇叠加
条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 中央条纹最亮，两边逐渐变暗 条纹清晰，亮度基本相等
相同点 成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义 都是波特有的现象，表明光是一种波 狭缝衍射与双缝干涉的比较
九、 光的衍射
例17.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄变暗，这是由于这种情况下(　　)
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有频率较小的一部分光才能到达地面
BD
九、 光的衍射
九、 光的衍射
例18. (多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是(　　)
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
AD
九、 光的衍射
解析 由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距变宽，A、D正确．
十、 光的偏振
1．偏振片
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．
十、 光的偏振
2．自然光和偏振光的比较
种类 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
十、 光的偏振
种类 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
十、 光的偏振
3．光的偏振现象的应用
(1)登山运动员在攀登雪峰时，常会戴上一副偏振光眼镜，保护眼睛免受雪地强反射光的伤害．
(2)夜间行车时，对面照射过来的光很强，若戴一个偏振光眼镜，可有效衰减进入眼睛的光强，避免意外发生．
(3)摄影师在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景象清晰．
(4)3D电影也是利用了光的偏振原理．
十、 光的偏振
例19.(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被旋转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，而在显示数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是(　　)
A．上下两个偏振片的透振方向互相垂直
B．上下两个偏振片的透振方向互相平行
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
十、 光的偏振
解析　电子表的显示屏是透明的，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，A正确，B错误；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，变为不透明的，C正确，D错误．
十、 光的偏振
例20　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，严重影响行车安全(如图)．若考虑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，但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°
　
D
十、 光的偏振
解析 若前窗的透振方向竖直，车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼，B错误；若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°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面车内，C错误，D正确．
十一、 激光
1．激光的特性
(1)单色性好：普通光源发射的光，通常包含各种不同频率的光，因而包含有各种颜色．而激光发射的光谱宽度很窄，因此激光是单色产生很好的光源．
(2)相干性好：普通光通常是非相干光，激光是相干光束，它为我们提供了很好的相干光源．
(3)平行度好：激光束的发散角很小，方向性很强，激光光束的能量在空间高度集中，不容易发散．
(4)亮度高：激光的亮度可比普通光源高出1012～1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温．
十一、 激光
2．激光的应用：激光通信、激光武器、激光加工、激光医学、激光成像等．
(1)光导纤维：激光的亮度高，能在一定程度上保证携带信号的光在传输很长时间后仍然具有足够的亮度．另一方面，由于激光单色性好，只要选择好光入射到光纤的角度，则所有携带信号的光都满足全反射条件．
(2)雷达：良好的平行度使激光在雷达上用于测量距离和跟踪目标．
(3)激光高亮度的特点也被应用在工业、医学和美容等方面．例如，工业上的激光切割、激光焊接技术，医学上切割肿瘤的“光刀”，用于矫正视力的准分子激光技术，美容上的“激光祛斑”，军事上的激光武器等．
十一、 激光
(4)水激光治疗：铒激光容易被水吸收，可以治疗牙神经发炎、坏死．利用这个特性，激光还用来测量大气中水蒸气的饱和程度，可以准确预告降雨量，从而预报洪涝灾害，以便采取应对措施．
(5)全息照相：如果能够把物体各点发出的光波的振幅(即强度)与相位同时记录下来(全息记录)，并使之再现(全息再现)，则当这些光波被人眼接收时，眼中的图像将和直接观看物体一样是三维的．这种能同时记录振幅与相位的照相叫作全息照相．全息照相利用了激光的相干性、平行度好和亮度高的特点．
D
十一、 激光
例21.科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据．关于激光，下列说法中正确的是(　　)
A．激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环
D．激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息
十一、 激光
解析　激光是人造光，A错误；激光相干性好，只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两束激光才会发生干涉，B错误；用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息，D正确．
ACD
十一、 激光
例22　(多选)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基本区别
十一、 激光
解析 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．

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