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　第6节　光的偏振　激光
课程要求 学科素养
1.观察光的偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用 2.知道光是横波 3.通过实验,了解激光的特性 4.能举例说明激光技术在生产生活中的应用 物理观念 光的偏振、激光
科学思维 光的偏振的原理
科学探究 偏振光的特点
科学态度与责任 生活中光的偏振现象,激光的应用
要点一　偏振　光的偏振　偏振现象的应用
1.偏振
(1)不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同。这个现象称为“偏振现象”。
(2)横波的振动方向称为偏振方向。
(3)偏振现象是横波的特有现象，纵波没有偏振现象。
2.光的偏振
(1)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，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，这个偏振方向叫作透振方向。
(2)自然光:太阳及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(3)偏振光:自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光叫作偏振光。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。
3.偏振现象的应用
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滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减弱了反射光进入镜头。
如图所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些。
在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象 这说明什么
提示：会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。
偏振片的作用类似于狭缝，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q。
1.光的偏振现象表明光是横波。
2.自然光和偏振光的比较
项目 自然光(非偏振光) 偏振光
不 同 点 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光
光的振动方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光波的强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致)
相同点 不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直
【例1】　(多选)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，则下列说法中正确的是 (　AC　)
A.此时A、B的透振方向平行
B.只有将B绕OO'轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才会最弱，几乎为0
C.将A或B绕OO'轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为0
D.将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为0
【解析】　当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏C上的透射光强度最大;当A、B的透振方向垂直时，光屏C上的透射光强度最弱，几乎为0。由此可知A、C正确。
【例2】　(多选)如图所示，P是一偏振片，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 (　ABD　)
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°角的方向振动的光
【解析】　偏振片只让沿某一方向振动的光顺利通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向的夹角不为90°时，有光透过偏振片，但透射光的强度变弱。太阳光是自然光，光波可沿垂直于光传播方向的任意方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光;沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，也可看到透射光;沿水平方向振动的光，其振动方向与偏振片的透振方向垂直，所以看不到透射光;沿与竖直方向成45°角的方向振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光，故A、B、D正确，C错误。
要点二　激光的特点及其应用
1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波，这就是激光。
1.相干性及应用
(1)相干性:激光具有高度的相干性，激光纯净的特性能在实际应用中带来很多方便。利用这个特点，双缝干涉实验和衍射实验，用激光比用自然光更容易完成。
(2)应用:用来传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
2.平行度及应用
(1)平行度:激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。
(2)应用:进行精确的测距。还可以利用激光束等各种实用的指向设备，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引。
3.亮度及应用
(1)亮度:激光的亮度很高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。
(2)应用:可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。
4.激光还是科学研究的有力工具。
激光切割技术已广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高加工质量，如图所示。现代的激光成了人们所幻想追求的削铁如泥的“宝剑”。
激光切割是利用了激光的什么特点来完成的
提示：激光的亮度很高，可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
【例3】　(多选)有关激光的特点与应用，下列说法正确的是 (　AB　)
A.激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术利用了激光相干性高的特点
B.激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
C.激光在医学上被当作“光刀”使用，但其亮度还不足以在金属上打孔、切割、焊接
D.激光的相干性高，任何两束激光都能发生干涉
【解析】　激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术利用了激光相干性高的特点，故A正确;激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，故B正确;激光在医学上被当作“光刀”使用，可以在金属上打孔、切割、焊接，故C错误;激光相干性高，但频率不相同的两束激光不会发生干涉，故D错误。
【例4】　(多选)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的 (　BC　)
A.单色性好 B.平行度好
C.高能量 D.相干性好
【解析】　由于激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能量特点。故选B、C。
1.(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是 (　ABC　)
A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
B.立体电影就利用了光的偏振现象
C.在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，可在镜头前装一偏振滤光片，使图像清晰
D.一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振光，且偏振方向都相同
解析：自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的强度都相同，透过一个偏振片后就成为偏振光，A正确;立体电影利用的是光的偏振，B正确;拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，为防止反射光干扰，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，C正确;一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振光，偏振方向不相同，D错误。
2.如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是 (　C　)
A.A、B均不变
B.A、B均有变化
C.A不变，B有变化
D.A有变化，B不变
解析：旋转偏振片P，A处得到的是强度始终相同的偏振光，偏振光再经过偏振片Q，B处的光强随着P的转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强最弱，C正确。
3.(多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是 (　ACD　)
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：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。
课时作业27
(总分:65分)
1.(5分)激光刀模主要利用激光对刀模板进行高深度烧蚀，从而达到安装切割刀的目的。这个过程运用的激光性质是 (　B　)
A.偏振 B.亮度高
C.平行度高 D.相干性好
解析：激光的亮度高，能量大，所以可以对刀模板进行高深度烧蚀。故选B。
2.(5分)能说明光是横波的现象是 (　C　)
A.全反射 B.激光的干涉
C.光的偏振 D.光的直线传播
解析：光能发生干涉、全反射和光的直线传播现象，说明光是一种波，具有波动性;只有光的偏振可证明光是横波。故选C。
3.(5分)光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是 (　C　)
A.全息照相运用了光的偏振
B.立体电影利用了光的衍射
C.阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D.拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
解析：全息照相运用了光的干涉，故A错误;立体电影利用了光的偏振，故B错误;阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，故C正确;拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故D错误。
4.(5分)关于光的相关现象，下列说法中正确的是 (　D　)
A.不同色光由同一介质射向空气时，波长越短发生全反射时临界角越大
B.检测工件平滑度是利用了光的折射原理
C.泊松亮斑是属于圆孔衍射的特有现象
D.激光可以读取光盘信息主要是因为激光的平行度高
解析：全反射临界角公式为sin C=，其中n为介质折射率，折射率n与光波长成反比，故波长越短时n越大，sin C越小，临界角C越小，A错误;检测工件平滑度通常利用光的干涉现象(如用干涉条纹判断表面平滑度)，折射是光在介质界面偏折的现象，与平滑度检测无关，B错误;泊松亮斑是光遇到不透明圆盘时产生的衍射现象(菲涅耳衍射)，属于圆盘衍射的特有现象，而非圆孔衍射，C错误;激光读取光盘信息主要利用其平行度高(光束发散角小)，可聚焦成极小光斑，从而高分辨率识别光盘上的微小结构(如凹坑信息等)，D正确。
5.(5分)用如图所示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是 (　C　)
A.白炽灯发出的光是纵波
B.偏振片Q起到起偏的作用
C.光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行
D.将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将消失
解析：白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误;当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B错误;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行，C正确;将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，D错误。
6.(5分)(多选)下列说法正确的是 (　BC　)
A.偏振光可以是横波，也可以是纵波
B.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息
C.激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪
D.一切波都很容易发生明显的衍射现象
解析：光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误;激光是一种人工产生的频率单一的光，通常用作相干光对它进调制来传递信息，传递信息操作简单容易，故B正确;激光频率高，波长短，不容易发生衍射，所以能用于雷达，根据多普勒效应测出目标的运动速度，故C正确;一切波都能发生衍射现象，但只有波的波长与障碍物相差无几，或大得多时，才能发生明显的衍射，故D错误。
7.(5分)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是 (　D　)
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.激光也是自然界的产物
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
解析：激光属于电磁波，电磁波为横波，故A错误;频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由v=λf可知波长也不同，故B错误;激光是原子受激辐射产生的光，自然界中的发光体不能发出激光，故C错误;利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
8.(5分)如图所示，电灯在S处发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是 (　D　)
A.电灯在S处发出的光是偏振光
B.以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象
C.将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮
D.以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮
解析：电灯在S处发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，属于自然光，故A错误;自然光经过偏振片A形成偏振光，转动A时Q处光波的强度没有变化，一直有光亮，不会出现明暗交替的现象，故B错误;无论将B沿SP向A平移至何位置，透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直，在P处始终看不到光亮，故C错误;由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B透振方向垂直，以SP为轴将A转过45°，则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量，此时将有部分光可以透过B，在P处可以看到光亮，故D正确。
9.(5分)电力部门利用激光炮修剪树枝，图中机器名为便携式激光清障仪，上方的树枝经过激光照射后断裂。下列关于激光说法不正确的是 (　C　)
A.激光是频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波
B.激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点
C.激光测距利用了激光相干性好的特点
D.光纤通信是利用了激光能被调制，可以用来传递信息的特点
解析：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，故A正确;激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点，故B正确;激光测距利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点，故C错误;光纤通信是应用激光平行度好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故D正确。本题选不正确的，故选C。
10.(5分)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。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，其透振方向正好与对面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，如下措施可行的是 (　D　)
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.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的
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，从车灯发出的光经物体反射后将不能透过前窗玻璃，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，B错误;若前窗玻璃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进本车车窗内，却可以透进对面车的车窗内，C错误;若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗内，且不可以透进对面车的车窗内，D正确。
11.(5分)(多选)某同学研究液晶显示器的结构时发现，显示器的表面有一层偏光膜，如果将偏光膜撕下，显示器就不能正常显示画面，变得纯白一片，如图所示。下列说法正确的是 (　BC　)
A.若转动偏振片观察屏幕，则画面亮度的变化不明显
B.若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化
C.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面
D.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜仍看到纯白的画面
解析：同学看到的光是偏振光，若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化，故A错误，B正确;液晶显示器发出的光为偏振光，这种偏振光人眼无法直接识别，偏光膜的作用是将这种偏振光转换为我们可以看到的彩色画面，故若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面，故C正确，D错误。
12.(5分)(多选)旋光仪测糖溶液浓度的原理如下:偏振光通过糖溶液后，迎着光看，以传播方向为轴，偏振方向的旋转角θ称“旋光角”，θ与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值比较能确定含糖量。如图所示，自然光源S与圆形偏振片A、B的圆心共轴，转动B使观察点O处光强最强，将被测样品P置于A、B间，则 (　ACD　)
A.O处光强减弱
B.O处光强不变
C.B转一角度使O处光强最强，B转过角度θ
D.A转一角度使O处光强最强，A转过角度θ
解析：不放样品时，转动B使O处光强最强，此时A、B的透振方向相同，放置样品后，由于样品会使经过A的偏振光产生“旋光角”，所以此时穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向不再平行，O处光强将减弱，故A正确，B错误;根据前面分析可知，放入样品后，穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向存在夹角θ，若B转一角度使O处光强最强，则B转过角度θ，同理可知若A转一角度使O处光强最强，则A转过角度θ，故C、D正确。
13.(5分)拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上，放映时用一台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片，两个窗口射出的光，通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里，偏振方向不变，观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，下列说法正确的是 (　B　)
A.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向应保持一致
B.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向互换后不能正常观影
C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感，但是亮度减弱
D.把放映窗口的两个偏振片透振方向改为相互平行，把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，并使两者偏振方向一致，也可以正常观影
解析：由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，故A错误;由于左眼只能看到左窗口映出的画面(比如左窗口偏振光水平，左眼镜片透振方向水平)，右眼只能看到右窗口映出的画面(比如右窗口偏振光竖直，右眼镜片透振方向竖直)，如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振眼镜，无法正常观影，故B正确;人眼接收到两个偏振方向不同的偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，所以只用一只眼睛透过偏振眼镜不能产生立体感，故C错误;根据上述分析可知，若两个偏振片透振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，只能接收到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，故D错误。(共50张PPT)
第四章　光
第6节　光的偏振　激光
核心要点 点点过
1
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即时演练 堂堂清
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课时作业27
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课程要求 学科素养
1.观察光的偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用 2.知道光是横波 3.通过实验,了解激光的特性 4.能举例说明激光技术在生产生活中的应用 物理观念 光的偏振、激光
科学思维 光的偏振的原理
科学探究 偏振光的特点
科学态度与责任 生活中光的偏振现象,激光的应用
核心要点 点点过
1.偏振
(1)不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同。这个现象称为“偏振现象”。
(2)横波的振动方向称为偏振方向。
(3)偏振现象是横波的特有现象，纵波没有偏振现象。
2.光的偏振
(1)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，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，这个偏振方向叫作透振方向。

要点一　偏振　光的偏振　偏振现象的应用
振动方向
偏振现象
偏振方向
横
纵
(2)自然光:太阳及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(3)偏振光:自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光叫作偏振光。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。
一切方向振动
强度
偏振
3.偏振现象的应用
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滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减弱了反射光进入镜头。
垂直
如图所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些。
在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象 这说明什么
提示：会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。
偏振片的作用类似于狭缝，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q。
1.光的偏振现象表明光是横波。
2.自然光和偏振光的比较
项目 自然光(非偏振光) 偏振光
不 同 点 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光
光的振动方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光波的强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致)
相同点 不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直
【例1】　(多选)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，则下列说法中正确的是 (　　 　)
A.此时A、B的透振方向平行
B.只有将B绕OO'轴顺时针旋转90°，屏上透射光的
强度才会最弱，几乎为0
C.将A或B绕OO'轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为0
D.将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为0
AC
【解析】　当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏C上的透射光强度最大;当A、B的透振方向垂直时，光屏C上的透射光强度最弱，几乎为0。由此可知A、C正确。
【例2】　(多选)如图所示，P是一偏振片，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°角的方向振动的光
ABD
【解析】　偏振片只让沿某一方向振动的光顺利通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向的夹角不为90°时，有光透过偏振片，但透射光的强度变弱。太阳光是自然光，光波可沿垂直于光传播方向的任意方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光;沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，也可看到透射光;沿水平方向振动的光，其振动方向与偏振片的透振方向垂直，所以看不到透射光;沿与竖直方向成45°角的方向振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光，故A、B、D正确，C错误。
1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波，这就是激光。
1.相干性及应用
(1)相干性:激光具有高度的相干性，激光纯净的特性能在实际应用中带来很多方便。利用这个特点，双缝干涉实验和衍射实验，用激光比用自然光更容易完成。
(2)应用:用来传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
要点二　激光的特点及其应用
梅曼
频率
相
位差
振动方向
相干性
纯净
信息
激光
光导纤维
2.平行度及应用
(1)平行度:激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的　强度。
(2)应用:进行精确的测距。还可以利用激光束等各种实用的指向设备，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引。
非常好
强度
测距
指向设备
3.亮度及应用
(1)亮度:激光的亮度很高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。
(2)应用:可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。
4.激光还是科学研究的有力工具。
很高
空间
时间
能量
打孔
光刀
科学研究
激光切割技术已广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高加工质量，如图所示。现代的激光成了人们所幻想追求的削铁如泥的“宝剑”。
激光切割是利用了激光的什么特点来完成的
提示：激光的亮度很高，可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
【例3】　(多选)有关激光的特点与应用，下列说法正确的是 (　　　)
A.激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术利用了激光相干性高的特点
B.激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
C.激光在医学上被当作“光刀”使用，但其亮度还不足以在金属上打孔、切割、焊接
D.激光的相干性高，任何两束激光都能发生干涉
AB
【解析】　激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术利用了激光相干性高的特点，故A正确;激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，故B正确;激光在医学上被当作“光刀”使用，可以在金属上打孔、切割、焊接，故C错误;激光相干性高，但频率不相同的两束激光不会发生干涉，故D错误。
【例4】　(多选)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的 (　　　)
A.单色性好 B.平行度好
C.高能量 D.相干性好
【解析】　由于激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能量特点。故选B、C。
BC
即时演练 堂堂清
1.(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是 (　　　)
A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
B.立体电影就利用了光的偏振现象
C.在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，可在镜头前装一偏振滤光片，使图像清晰
D.一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振光，且偏振方向都相同
ABC
解析：自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的强度都相同，透过一个偏振片后就成为偏振光，A正确;立体电影利用的是光的偏振，B正确;拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，为防止反射光干扰，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，C正确;一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振光，偏振方向不相同，D错误。
2.如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是 (　　　)
A.A、B均不变
B.A、B均有变化
C.A不变，B有变化
D.A有变化，B不变
解析：旋转偏振片P，A处得到的是强度始终相同的偏振光，偏振光再经过偏振片Q，B处的光强随着P的转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强最弱，C正确。
C
3.(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根本区别
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。
ACD
课时作业27
1.(5分)激光刀模主要利用激光对刀模板进行高深度烧蚀，从而达到安装切割刀的目的。这个过程运用的激光性质是 (　 　)
A.偏振 B.亮度高
C.平行度高 D.相干性好
解析：激光的亮度高，能量大，所以可以对刀模板进行高深度烧蚀。故选B。
B
2.(5分)能说明光是横波的现象是 (　 　)
A.全反射
B.激光的干涉
C.光的偏振
D.光的直线传播
解析：光能发生干涉、全反射和光的直线传播现象，说明光是一种波，具有波动性;只有光的偏振可证明光是横波。故选C。
C
3.(5分)光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是 (　 　)
A.全息照相运用了光的偏振
B.立体电影利用了光的衍射
C.阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D.拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
C
解析：全息照相运用了光的干涉，故A错误;立体电影利用了光的偏振，故B错误;阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，故C正确;拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故D错误。
4.(5分)关于光的相关现象，下列说法中正确的是 (　 　)
A.不同色光由同一介质射向空气时，波长越短发生全反射时临界角越大
B.检测工件平滑度是利用了光的折射原理
C.泊松亮斑是属于圆孔衍射的特有现象
D.激光可以读取光盘信息主要是因为激光的平行度高
D
解析：全反射临界角公式为sin C=，其中n为介质折射率，折射率n与光波长成反比，故波长越短时n越大，sin C越小，临界角C越小，A错误;检测工件平滑度通常利用光的干涉现象(如用干涉条纹判断表面平滑度)，折射是光在介质界面偏折的现象，与平滑度检测无关，B错误;泊松亮斑是光遇到不透明圆盘时产生的衍射现象(菲涅耳衍射)，属于圆盘衍射的特有现象，而非圆孔衍射，C错误;激光读取光盘信息主要利用其平行度高(光束发散角小)，可聚焦成极小光斑，从而高分辨率识别光盘上的微小结构(如凹坑信息等)，D正确。
5.(5分)用如图所示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是 (　 　)
A.白炽灯发出的光是纵波
B.偏振片Q起到起偏的作用
C.光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行
D.将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将消失
C
解析：白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误;当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B错误;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行，C正确;将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，D错误。
6.(5分)(多选)下列说法正确的是 (　 　)
A.偏振光可以是横波，也可以是纵波
B.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息
C.激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪
D.一切波都很容易发生明显的衍射现象
BC
解析：光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误;激光是一种人工产生的频率单一的光，通常用作相干光对它进调制来传递信息，传递信息操作简单容易，故B正确;激光频率高，波长短，不容易发生衍射，所以能用于雷达，根据多普勒效应测出目标的运动速度，故C正确;一切波都能发生衍射现象，但只有波的波长与障碍物相差无几，或大得多时，才能发生明显的衍射，故D错误。
7.(5分)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是 (　 　)
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.激光也是自然界的产物
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
解析：激光属于电磁波，电磁波为横波，故A错误;频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由v=λf可知波长也不同，故B错误;激光是原子受激辐射产生的光，自然界中的发光体不能发出激光，故C错误;利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
D

8.(5分)如图所示，电灯在S处发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是(　 　)
A.电灯在S处发出的光是偏振光
B.以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象
C.将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮
D.以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮
D
解析：电灯在S处发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，属于自然光，故A错误;自然光经过偏振片A形成偏振光，转动A时Q处光波的强度没有变化，一直有光亮，不会出现明暗交替的现象，故B错误;无论将B沿SP向A平移至何位置，透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直，在P处始终看不到光亮，故C错误;由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B透振方向垂直，以SP为轴将A转过45°，则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量，此时将有部分光可以透过B，在P处可以看到光亮，故D正确。
9.(5分)电力部门利用激光炮修剪树枝，图中机器名为便携式激光清障仪，上方的树枝经过激光照射后断裂。下列关于激光说法不正确的是 (　 　)
A.激光是频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波
B.激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点
C.激光测距利用了激光相干性好的特点
D.光纤通信是利用了激光能被调制，可以用来传递信息的特点
C
解析：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，故A正确;激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点，故B正确;激光测距利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点，故C错误;光纤通信是应用激光平行度好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故D正确。本题选不正确的，故选C。
10.(5分)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。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，其透振方向正好与对面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.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的
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
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，从车灯发出的光经物体反射后将不能透过前窗玻璃，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，B错误;若前窗玻璃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进本车车窗内，却可以透进对面车的车窗内，C错误;若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗内，且不可以透进对面车的车窗内，D正确。
11.(5分)(多选)某同学研究液晶显示器的结构时发现，显示器的表面有一层偏光膜，如果将偏光膜撕下，显示器就不能正常显示画面，变得纯白一片，如图所示。下列说法正确的是 (　 　)
A.若转动偏振片观察屏幕，则画面亮度的变化不明显
B.若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化
C.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面
D.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜仍看到纯白的画面
BC
解析：同学看到的光是偏振光，若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化，故A错误，B正确;液晶显示器发出的光为偏振光，这种偏振光人眼无法直接识别，偏光膜的作用是将这种偏振光转换为我们可以看到的彩色画面，故若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面，故C正确，D错误。
12.(5分)(多选)旋光仪测糖溶液浓度的原理如下:偏振光通过糖溶液后，迎着光看，以传播方向为轴，偏振方向的旋转角θ称“旋光角”，θ与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值比较能确定含糖量。如图所示，自然光源S与圆形偏振片A、B的圆心共轴，转动B使观察点O处光强最强，将被测样品P置于A、B间，则 (　 　)
A.O处光强减弱
B.O处光强不变
C.B转一角度使O处光强最强，B转过角度θ
D.A转一角度使O处光强最强，A转过角度θ
ACD
解析：不放样品时，转动B使O处光强最强，此时A、B的透振方向相同，放置样品后，由于样品会使经过A的偏振光产生“旋光角”，所以此时穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向不再平行，O处光强将减弱，故A正确，B错误;根据前面分析可知，放入样品后，穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向存在夹角θ，若B转一角度使O处光强最强，则B转过角度θ，同理可知若A转一角度使O处光强最强，则A转过角度θ，故C、D正确。
13.(5分)拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上，放映时用一台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片，两个窗口射出的光，通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里，偏振方向不变，观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，下列说法正确的是 (　 　)
A.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向应保持一致
B.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向互换后不能正常观影
C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感，但是亮度减弱
D.把放映窗口的两个偏振片透振方向改为相互平行，把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，并使两者偏振方向一致，也可以正常观影
B
解析：由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，故A错误;由于左眼只能看到左窗口映出的画面(比如左窗口偏振光水平，左眼镜片透振方向水平)，右眼只能看到右窗口映出的画面(比如右窗口偏振光竖直，右眼镜片透振方向竖直)，如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振眼镜，无法正常观影，故B正确;人眼接收到两个偏振方向不同的偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，所以只用一只眼睛透过偏振眼镜不能产生立体感，故C错误;根据上述分析可知，若两个偏振片透振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，只能接收到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，故D错误。
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