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1、5光的衍射6光的偏振激光第四章光学习目标学习目标1知道光的衍射现象，知道几种衍射现象的图样知道光的衍射现象，知道几种衍射现象的图样2理解光产生明显衍射的条件理解光产生明显衍射的条件3知道光的偏振现象，知道偏振是横波特有的性质知道光的偏振现象，知道偏振是横波特有的性质4知道偏振光和自然光，知道偏振光的应用知道偏振光和自然光，知道偏振光的应用5了解激光的特性和应用，应用激光观察全息照片了解激光的特性和应用，应用激光观察全息照片学法指导学法指导1通过实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学通过实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验，培养学生的实践能力生亲
2、自做实验，培养学生的实践能力2通过对通过对“泊松亮斑泊松亮斑”的讲述，使学生认识到理论必须通过实践检验，的讲述，使学生认识到理论必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准实验是检验理论是否正确的标准3通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性知识导图知识导图预习导学|新知领悟1定定义义：光光通通过过很很小小的的狭狭缝缝(或或圆圆孔孔)时时，明明显显地地偏偏离离了了_的的方方向向，在在屏屏上上应应该该出出现现阴阴影影的的区区域域出出现现明明条条纹纹或或亮亮斑斑，应应该该属属于于亮亮区区的地方也会出现的地方也会出现_的现象的现象2衍
3、射图像：衍射图像：衍射时产生的衍射时产生的_或光环或光环3单单缝缝衍衍射射：单单色色光光通通过过狭狭缝缝时时，在在屏屏幕幕上上出出现现_相相间间的的条条纹纹，中中央央为为_条条纹纹，中中央央条条纹纹最最_最最亮亮，其其余余条条纹纹变变_变变暗暗；白白光光通通过过狭狭缝缝时时，在在屏屏上上出出现现_条条纹纹，中中央央为为_条纹条纹光的衍射光的衍射直线传播直线传播暗条纹或暗斑暗条纹或暗斑明暗条纹明暗条纹明暗明暗亮亮宽宽窄窄彩色彩色白白4圆圆孔孔衍衍射射：光光通通过过小小孔孔时时(孔孔很很小小)在在屏屏幕幕上上会会出出现现_相相间间的圆环的圆环5泊松亮斑：泊松亮斑：障碍物的衍射现象障碍物的衍射现象在
4、在单单色色光光传传播播途途中中，放放一一个个较较小小的的圆圆形形障障碍碍物物，会会发发现现在在阴阴影影中中心心有一个有一个_，这就是著名的，这就是著名的_明暗明暗亮斑亮斑泊松亮斑泊松亮斑6衍射光栅衍射光栅(1)结构结构由许多由许多_的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器(2)衍射图样特点衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度_，亮度，亮度_等宽等宽变窄变窄增加增加将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从边长10cm逐逐渐减小到减小到零，零，让阳光从孔中通阳光从孔中通过，在障碍物后暗箱中的屏上可看
5、到什么，在障碍物后暗箱中的屏上可看到什么现象？象？【答答案案】开开始始阶阶段段，孔孔比比较较大大，在在屏屏上上得得到到一一个个正正三三角角形形亮亮斑斑，如如图图甲甲所所示示随随着着孔孔的的减减小小，亮亮斑斑也也变变小小；孔孔再再小小，在在亮亮斑斑周周围围出出现现一一个个亮亮度度比比较较弱弱的的圆圆，这这是是小小孔孔成成像像，如如图图乙乙所所示示继继续续减减小小小小孔孔的的尺尺寸寸，在在光光屏屏上上出出现现彩彩色色的的衍衍射射图图样样，这这时时是是明明显显的的衍衍射射现现象象；孔孔再再小小，光光线线变弱，直到什么也看不见变弱，直到什么也看不见(多多选)在城市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理在城
6、市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理是是()A红光容易产生干涉红光容易产生干涉B红光照射的距离大红光照射的距离大C红光容易引起人们的视觉反应红光容易引起人们的视觉反应D红光容易产生衍射红光容易产生衍射【答案】【答案】CD【解解析析】红光光在在可可见光光中中的的波波长最最长，容容易易发生生衍衍射射，在在雾天天、雨雨天天、沙沙尘暴暴等等恶劣劣天天气气里里，使使司司机机和和行行人人都都能能看看到到红灯灯，避避免免交交通通事事故故的的发生；同生；同时红光也容易引起人光也容易引起人们的的视觉反反应故故C、D正确正确光的偏振光的偏振偏振偏振现现象象只有沿偏振片的只有沿偏振片的“_方向方向”振振动动的光波才
7、能通的光波才能通过过偏振片偏振片结论结论偏振偏振现现象表明光是一种象表明光是一种_偏振光偏振光的形成的形成(1)自然光通自然光通过过_后得到偏振光后得到偏振光(2)自然光在介自然光在介质质表面反射表面反射时时，_光和光和_光都是偏光都是偏振光振光偏振偏振现现象象的的应应用用(1)照相机照相机镜头镜头前加装偏振前加装偏振滤滤光片光片(2)电电子表的液晶子表的液晶显显示示(3)使用偏振眼使用偏振眼镜镜看看3D电电影影透振透振横波横波偏振片偏振片反射反射折射折射1自然光和偏振光的主要区自然光和偏振光的主要区别是什么？是什么？【答答案案】在在垂垂直直于于传传播播方方向向的的平平面面内内，自自然然光光沿
8、沿所所有有方方向向振振动动，偏偏振光沿某一特定方向振动振光沿某一特定方向振动2自然光自然光经水面反射的光一定是偏振光水面反射的光一定是偏振光吗？【答案】【答案】自然光经水面反射和折射的光都是偏振光自然光经水面反射和折射的光都是偏振光(多多选)如如图图所所示示，P是是一一偏偏振振片片，P的的透透振振方方向向(用用带带箭箭头头的的实实线线表表示示)为为竖竖直直方方向向下下列列四四种种入入射射光光束束照照射射P时时能能在在P的的另另一一侧侧观观察察到到透透射光的是射光的是()A太阳光太阳光B沿竖直方向振动的光沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成沿与竖直方向成45角
9、振动的光角振动的光【答案】【答案】ABD【解解析析】只只要要光光的的振振动方方向向不不与与偏偏振振片片的的透透振振方方向向垂垂直直，光光都都能能通通过偏偏振振片片太太阳阳光光、沿沿竖直直方方向向振振动的的光光、沿沿与与竖直直方方向向成成45角角振振动的的光均能通光均能通过偏振片故偏振片故A、B、D正确正确1激光的特点及应用激光的特点及应用激光激光性性质质应应用用(1)相干性相干性强强：激光具有：激光具有频频率率_、相、相位差位差_、振、振动动方向方向_的特点，的特点，具有高度的相干性具有高度的相干性光光纤纤通信通信(2)平行度好：激光的平行度好：激光的_非常好，在非常好，在传传播很播很远远的距
10、离后仍能保持一定的的距离后仍能保持一定的强强度度激光激光_，读读取光取光盘盘上上记录记录的信息等的信息等相同相同恒定恒定一致一致平行度平行度测距测距2全息照相全息照相(1)与普通照相技术的比较与普通照相技术的比较普普通通照照相相技技术术所所记记录录的的只只是是光光波波的的_信信息息，而而全全息息照照相相技技术术还记录了光波的还记录了光波的_信息信息(2)原理：全息照片的拍摄利用了光的原理：全息照片的拍摄利用了光的_原理原理性性质质应应用用(3)亮度高：它可以在很小的亮度高：它可以在很小的_和很和很短的短的_内集中很大的内集中很大的_用激光束切割、用激光束切割、焊焊接，医学接，医学上可以用激光做
11、上可以用激光做“光刀光刀”、激激发发核反核反应应等等空间空间能量能量强弱强弱相位相位干涉干涉时间时间利用激光利用激光测量地球到月球的距离，量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的性用了激光哪方面的性质？【答案】【答案】应用了应用了“平行度平行度”非常好的性质非常好的性质激激光光全全息息照照片片的的底底片片上上记记录录了了光光的的干干涉涉条条纹纹，含含有有被被拍拍摄摄物物体体反反射射的的光光的的所所有有信信息息，实实现现了了照照片片的的立立体体性性若若照照相相时时，被被摄摄物物体体被被挡挡住住一一部部分分，通通过过调调整整视视线线仍仍可可看看见见被被挡挡部部分分照照片片被被切切开开成成两两半半，从
12、从一一半半上上仍仍可可看看到到物物体体的的全全像像，照照片片就就像像一一个个观观察察物物体体的的窗窗口口激激光光全全息息照相利用了激光照相利用了激光_的性质的性质【答案】【答案】相干性好相干性好【解解析析】全全息息照照相相利利用用激激光光的的频率率单一一、相相干干性性好好的的特特点点，使使参参考考光和物光有很高的相干性，拍光和物光有很高的相干性，拍摄立体照片立体照片多维课堂|素养初培这是是用用光光射射到到一一个个不不透透光光的的小小圆形形障障碍碍物物上上形形成成的的影影，影影的的中中心心有有一个一个圆形的亮斑形的亮斑对光的衍射的理解对光的衍射的理解问题问题(1)你知道这是怎样形成的吗？你知道这
13、是怎样形成的吗？(2)白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点？白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点？(3)光光遇遇到到小小孔孔、单单缝缝或或障障碍碍物物时时，衍衍射射现现象象可可能能发发生生，也也可可能能不不发发生，这种说法对吗？生，这种说法对吗？【答案】【答案】(1)光的衍射光的衍射(2)都是中央为白色条纹，两侧为彩色条纹都是中央为白色条纹，两侧为彩色条纹(3)不不对对光光遇遇到到小小孔孔、单单缝缝或或障障碍碍物物时时，衍衍射射现现象象只只有有明明显显与与不不明明显之分，衍射都会发生显之分，衍射都会发生1产生明显衍射的条件产生明显衍射的条件障障碍碍物物的的尺尺寸寸可可以
14、以跟跟光光的的波波长长相相近近或或比比光光的的波波长长还还要要小小时时能能产产生生明明显显的的衍衍射射对对同同样样的的障障碍碍物物，波波长长越越长长的的光光，衍衍射射现现象象越越明明显显；对对某某种种波波长长的的光光，障障碍碍物物越越小小，衍衍射射现现象象越越明明显显由由于于波波长长越越长长，衍衍射射性性越越好好，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探究总结探究总结2三种不同的衍射现象及特点三种不同的衍射现象及特点(1)单缝衍射单缝衍射现象：现象：如如图图所所示示，点点光光源源S发发出出的的光光经经过过单单缝缝后后照照
15、射射到到光光屏屏上上，若若缝缝较较宽宽，则则光光沿沿直直线线传传播播，传传播播到到光光屏屏上上的的AB区区域域；若若缝缝足足够够窄窄，则则光光不不再再沿沿直直线线传传播播而而是是传传到到几几何何阴阴影影区区，在在AA，BB区区出出现现亮亮暗暗相相间间的的条条纹纹，即即发发生了衍射现象生了衍射现象单缝衍射图样的四个特点单缝衍射图样的四个特点a中央条纹亮而宽中央条纹亮而宽b两两侧侧亮亮条条纹纹具具有有对对称称性性，亮亮条条纹纹宽宽度度逐逐渐渐变变窄窄，亮亮度度逐逐渐渐减减弱弱c波波长长一一定定时时，单单缝缝窄窄的的中中央央条条纹纹宽宽，条条纹纹间间距距大大，单单缝缝不不变变时时，光波波长大的中央条
16、纹宽，各条纹间距大光波波长大的中央条纹宽，各条纹间距大d白白光光的的单单缝缝衍衍射射条条纹纹中中央央为为白白色色亮亮条条纹纹，两两侧侧为为彩彩色色条条纹纹，且且外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色(2)圆孔衍射圆孔衍射现现象象：圆圆孔孔衍衍射射如如图图所所示示，当当挡挡板板AB上上的的圆圆孔孔较较大大时时，光光屏屏上上出出现现如如图图甲甲所所示示的的情情形形，光光沿沿直直线线传传播播，无无明明显显衍衍射射现现象象发发生生；当当挡挡板板AB上上的的圆圆孔孔很很小小时时，光光屏屏上上出出现现如如图图乙乙所所示示的的衍衍射射图图样样，出出现现亮亮暗暗相相间间的
17、的圆环圆环圆孔衍射图样的两个特点圆孔衍射图样的两个特点a单单色色光光的的圆圆孔孔衍衍射射图图样样中中央央亮亮圆圆环环的的亮亮度度大大，外外面面是是明明暗暗相相间间的不等距的亮圆环越向外，亮环亮度越低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)泊松亮斑泊松亮斑障碍物的衍射现象障碍物的衍射现象现现象象：各各种种不不同同形形状状的的障障碍碍物物也也能能使使光光发发生生衍衍射射，使使影影的的轮轮廓廓模模糊糊不不清清若若在在单单色色光光传传播播途途中中，放放一一个个较较小小的的圆圆形形障障碍碍物物，会会发发现
18、现在在阴阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑障障碍碍物物的的衍衍射射图图样样的的特特点点：圆圆形形阴阴影影中中心心有有一一亮亮斑斑，与与小小孔孔衍衍射射图样有明显区别图样有明显区别素素养养点点评：本本探探究究通通过对光光的的衍衍射射的的探探究究，培培养养“物物理理观念念”素素养养对光的衍射的理解光的衍射的理解精精练练1(2021届届北北京京名名校校质质检检)一一束束红红光光射射向向一一块块有有双双缝缝的的不不透透光光的的薄薄板板，在在薄薄板板后后的的光光屏屏上上呈呈现现明明暗暗相相间间的的干干涉涉条条纹纹现现将将其其中中一一条条窄窄缝缝挡住，让这束红光
19、只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到()A与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C只有一条与缝宽对应的明条纹只有一条与缝宽对应的明条纹D无条纹，只存在一片无条纹，只存在一片红光红光【答案】【答案】B【解解析析】衍衍射射图样和和干干涉涉图样的的异异同同点点：中中央央都都出出现明明条条纹，但但衍衍射射图样的的中中央央明明条条纹较宽，两两侧都都出出现明明暗暗相相间的的条条纹；干干涉涉图样为等等间隔隔
20、的的明明暗暗相相间的的条条纹，而而衍衍射射图样两两侧为不不等等间隔隔的的明明暗暗相相间的的条条纹且亮度迅速减弱故且亮度迅速减弱故B正确正确变变式式1(2021届届浙浙江江名名校校调调研研)如如图图所所示示的的4幅幅明明暗暗相相间间的的条条纹纹，分分别别是是红红光光经经过过间间距距不不同同的的双双缝缝及及宽宽度度不不同同的的单单缝缝所所形形成成的的则则在在下下面面的的四幅图中四幅图中(甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁)依次对应的是依次对应的是()A双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝B双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝
21、C宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距D窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间距窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间距【答案】【答案】A区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法1根根据据条条纹的的宽度度区区分分：双双缝干干涉涉的的条条纹是是等等宽的的，条条纹间的的距距离离也也是是相相等等的的；而而单缝衍衍射射的的条条纹，中中央央亮亮条条纹最最宽，两两侧的的条条纹变窄窄2根根据据亮亮条条纹的的亮亮度度区区分分：双双缝干干涉涉条条纹，从从中中央央亮亮纹往往两两侧亮亮度度变化很小；而化很小；而单缝衍射条衍射条纹中央亮中央亮纹最亮，
22、两最亮，两侧的亮的亮纹逐逐渐变暗暗在在观看看立立体体电影影时，观众众要要戴戴上上特特制制的的眼眼镜，这副副眼眼镜就就是是一一对透透振振方方向向相相互互垂垂直直的的偏偏振振片片，如如果果不不戴戴这副副眼眼镜，银幕幕上上的的图像像就就模模糊糊不不清了清了光的偏振光的偏振问题：问题：这是为什么？这是为什么？【答答案案】立立体体电电影影的的光光是是偏偏振振光光，只只有有与与偏振片透振方向一致的光才能通过偏振片透振方向一致的光才能通过1偏振片偏振片偏偏振振片片由由特特定定的的材材料料制制成成，每每个个偏偏振振片片都都有有一一个个特特定定的的方方向向，只只有有沿沿着着这这个个方方向向振振动动的的光光波波才
23、才能能通通过过偏偏振振片片，这这个个方方向向叫叫作作透透振振方方向向偏偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样探究总结探究总结2自然光和偏振光的比较自然光和偏振光的比较种种类类自然光自然光偏振光偏振光成因成因从光源从光源(如太阳、如太阳、电电灯等灯等)直接直接发发出的光出的光自然光通自然光通过过偏振片后就偏振片后就变变成了偏成了偏振光，反射光、折射光均振光，反射光、折射光均为为偏振偏振光光振振动动方向方向在垂直于在垂直于传传播方向的平面播方向的平面内，沿着各个方向振内，沿着各个方向振动动在垂直于在垂直于传传播方向的平面内，并播方向的平面内，并且只有
24、一个振且只有一个振动动方向方向素素养养点点评：本本探探究究通通过对“光光的的偏偏振振”的的理理解解，培培养养“物物理理观念念”素养素养光的偏振光的偏振精精练练2(多多选)在在垂垂直直于于太太阳阳光光的的传传播播方方向向前前后后放放置置两两个个偏偏振振片片P和和Q，在，在Q的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是()AQ不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变，屏上光的亮度不变BQ不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱，屏上光的亮度时强时弱CP不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变，屏上光的亮度不变DP不
25、动，旋转偏振片不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱，屏上光的亮度时强时弱【答案】【答案】BD【解解析析】P是是起起偏偏器器，它它的的作作用用是是把把太太阳阳光光(自自然然光光)转变为偏偏振振光光，该偏偏振振光光的的振振动方方向向与与P的的透透振振方方向向一一致致，所所以以当当Q与与P的的透透振振方方向向平平行行时，通通过Q的的光光强最最大大；当当Q与与P的的透透振振方方向向垂垂直直时，通通过Q的的光光强最最小小即无即无论旋旋转P或或Q，屏上的光，屏上的光强都是都是时强时弱故弱故B、D正确正确变变式式2电电子子表表的的显显示示屏屏利利用用了了液液晶晶的的旋旋光光性性，当当液液晶晶上上不不加加
26、电电压压时时，偏偏振振光光通通过过液液晶晶时时偏偏振振方方向向会会旋旋转转90，这这就就是是液液晶晶的的旋旋光光性性；如如果果在在液液晶晶上上加加上上电电压压，则则旋旋光光性性消消失失有有一一种种电电子子表表的的显显示示屏屏是是透透明明的的，而而在在显显示示数数字字的的笔笔画画处处不不透透光光，则则上上下下两两个个偏偏振振片片的的透透振振方方向向相相互互_；笔画处为；笔画处为_电极，因此加上电压时变为电极，因此加上电压时变为_的的【答案】【答案】垂直透明不透明垂直透明不透明【解解析析】假假设光光从从下下向向上上传播播，光光线通通过下下偏偏振振片片时成成为偏偏振振光光，如如果果不不加加电压，偏偏
27、振振光光通通过液液晶晶时偏偏振振方方向向旋旋转90，此此时光光线能能透透过上上偏偏振振片片，可可知知上上偏偏振振片片的的透透振振方方向向应与与此此时偏偏振振光光的的偏偏振振方方向向相相同同，即即与与下下偏偏振振片片的的透透振振方方向向垂垂直直；组成成数数字字的的笔笔画画处有有时透透明明，有有时不不透透明明，可可知知笔笔画画处为透透明明电极极，当当加加上上电压时液液晶晶旋旋光光性性消消失失，光光线不不能能透透过1偏偏振振片片是是由由特特定定的的材材料料制制成成的的，每每个个偏偏振振片片都都有有一一个个特特定定的的方方向向，这个个方方向向叫叫作作“透透振振方方向向”，只只有有沿沿透透振振方方向向振
28、振动的的光光才才能能通通过偏偏振片振片2偏振片上的偏振片上的“狭狭缝”表示透振方向，而不是真表示透振方向，而不是真实狭狭缝3光的偏振光的偏振现象象说明光是一种横波明光是一种横波4自然光透自然光透过偏振片可以偏振片可以变成偏振光成偏振光5当当偏偏振振片片的的偏偏振振方方向向与与光光的的偏偏振振方方向向夹角角不不同同时，透透过偏偏振振片片的光的的光的强度不同度不同激激光光作作为一一种种人人造造光光源源在在科科研研、通通讯、工工业生生产、军事事科科技技等等领域域都有着广泛都有着广泛应用，如激光干涉用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等、激光切割机、激光炮等激光激光问题问题激光的应用如此广泛，激光到底
29、具有哪些特性？激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？【答答案案】激激光光具具有有单单色色性性好好、相相干干性性好好、亮亮度度高高、平平行行度度好好等等特特性性1激光的产生激光的产生激光是人工生产的相干光激光是人工生产的相干光2激光具有的特点激光具有的特点(1)相干性好相干性好所所谓谓相相干干性性好好，是是指指容容易易产产生生干干涉涉现现象象普普通通光光源源发发出出的的光光(即即使使是是所所谓谓的的单单色色光光)频频率率是是不不一一样样的的，而而激激光光器器发发出出的的激激光光的的频频率率几几乎乎是是单单一一的的，并并且且满满足足其其他他的的相相干干条条件件所所以以，现现在在我我们们做做双双
30、缝缝干干涉涉实实验验时时，无无须须在在双双缝缝前前放放一一个个单单缝缝，而而是是用用激激光光直直接接照照射射双双缝缝，就就能能得得到到既既明明亮亮又又清晰的干涉条纹清晰的干涉条纹探究总结探究总结利利用用相相干干光光易易于于调调制制的的特特点点传传输输信信息息，所所能能传传递递的的信信息息密密度度极极高高，一一条条细细细细的的激激光光束束通通过过光光缆缆可可以以同同时时传传送送一一百百亿亿路路电电话话和和一一千千万万套套电电视视，全全国人民同时通话还用不完它的通讯容量国人民同时通话还用不完它的通讯容量(2)平行度非常好平行度非常好与与普普通通光光相相比比，传传播播相相同同距距离离的的激激光光束束
31、的的扩扩散散程程度度小小，光光线线仍仍能能保保持持很很大大的的强强度度，保保持持它它的的高高能能量量，利利用用这这一一点点可可以以精精确确测测距距现现在在利利用用激光测量地月距离精确度已达到激光测量地月距离精确度已达到1m.(3)激光的亮度非常高激光的亮度非常高它它可可以以在在很很小小的的空空间间和和很很短短的的时时间间内内集集中中很很大大的的能能量量如如果果把把强强大大的的激激光光束束汇汇聚聚起起来来，可可使使物物体体被被照照部部分分在在千千分分之之一一秒秒的的时时间间内内产产生生几几千千万摄氏度的高温万摄氏度的高温(4)激光单色性很好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激
32、光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的3全息照相全息照相如如图图所所示示为为拍拍摄摄全全息息照照片片的的基基本本光光路路同同一一束束激激光光被被分分为为两两部部分分，一一部部分分直直接接照照射射到到底底片片上上(称称为为参参考考光光)，另另一一部部分分通通过过被被拍拍摄摄物物反反射射后后再到达底片再到达底片(称为物光称为物光)参考光和物光参考光和物光在在底片底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的上相遇时会发生干涉，形成复杂的干干涉涉条纹，底片上某点的明暗程度反映了条纹，底片上某点的明暗程度反映了两两束束光叠加后到达这点时光波的强弱光叠加后到达这点时光波的强弱全息全息照片照片的拍摄利用了光的干涉原理
33、，要求的拍摄利用了光的干涉原理，要求参参考考光和物光有很高的相干性光和物光有很高的相干性素素养养点点评：本本探探究究通通过对“激激光光”的的研研究究，培培养养“物物理理观念念”素素养养激光及其激光及其应用用精练精练3关于激光的应用问题，下列说法中正确的是关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()A光光纤纤通通信信是是应应用用激激光光平平行行度度非非常常好好的的特特点点对对信信号号进进行行调调制制，使使其在光导纤维中传递信息的其在光导纤维中传递信息的B计计算算机机内内的的“磁磁头头”读读出出光光盘盘上上记记录录的的信信息息是是应应用用激激光光有有相相干干性的特点性的特点C医医学学中中用用激激光光
34、做做“光光刀刀”来来切切除除肿肿瘤瘤是是应应用用了了激激光光亮亮度度高高的的特特点点D“激激光光测测距距雷雷达达”利利用用激激光光测测量量很很远远目目标标的的距距离离是是应应用用了了激激光光亮度高的特点亮度高的特点【答案】【答案】C【解解析析】由由激激光光的的特特点点及及应用用可可知知光光纤通通信信主主要要利利用用了了激激光光的的相相干干性性，A错误；计算算机机内内的的“磁磁头”读出出光光盘上上的的信信息息主主要要应用用了了激激光光的的平平行行度度高高，B错误；医医疗中中的的“激激光光刀刀”利利用用了了激激光光的的亮亮度度高高的的特特点点，C正正确确；“激激光光测距距”利利用用的的是是激激光光
35、的的平平行行度度和和方方向向性性好好的的特特点点，D错误变式变式3(多选多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是关于激光与自然光，下列说法正确的是()A激激光光的的频频率率单单一一，而而自自然然光光是是含含有有各各种种色色光光频频率率的的光光，所所以以激激光的相干性好光的相干性好B自自然然光光是是由由物物质质的的原原子子发发射射出出来来的的，而而激激光光是是人人工工产产生生的的，所所以激光不是由物质的原子发射出来的以激光不是由物质的原子发射出来的C激激光光和和自自然然光光都都具具有有相相同同的的本本质质，它它们们都都是是由由原原子子的的跃跃迁迁产产生生的的D相干性好是激光与普通光的基本区别相干
36、性好是激光与普通光的基本区别【答案】【答案】ACD【解解析析】激激光光的的频率率单一一，相相干干性性很很好好，自自然然光光中中含含有有各各种种频率率的的光光，故故A、D正正确确；激激光光和和自自然然光光都都是是由由原原子子的的跃迁迁产生生的的，故故B错误，C正确正确激光的特点及其应用激光的特点及其应用特点特点作用作用应用用实例例相干性相干性可可进行行调制、制、传递信息信息光光纤通信、全息照相通信、全息照相平行度平行度非常好非常好亮度高亮度高传播很播很远距离仍能保持一定距离仍能保持一定强度，度，可精确可精确测距、距、测速速激光雷达激光雷达可会聚于很小的一点，可会聚于很小的一点，记录信息密信息密度
37、高度高DVD机、机、CD唱机、唱机、计算机的光算机的光驱可在很小空可在很小空间、短、短时间内集中很大内集中很大能量能量激光切割、激光切割、焊接、打接、打孔、医孔、医疗手手术产生高生高压引起核聚引起核聚变人工控制聚人工控制聚变反反应核心素养微专题偏振光的偏振光的应用用偏振光的偏振光的应用非常广泛用非常广泛(1)在在摄影影中中的的应用用：在在镜头前前安安装装一一片片偏偏振振滤光光片片，可可以以减减弱弱进入入镜头的反射光的反射光(2)电子子表表的的液液晶晶显示示屏屏：在在两两块透透振振方方向向垂垂直直的的偏偏振振片片当当中中插插进一一个液晶盒，可以控制光个液晶盒，可以控制光线显示数字示数字(3)夜晚
38、行夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理灯眩光的消除用的就是光的偏振原理(4)立体立体电影也利用了光的偏振原理影也利用了光的偏振原理【考考题题延延伸伸】(多多选)如如图图所所示示是是立立体体电电影影的的工工作作原原理理图图，观观众众戴戴上上一一副副特特殊殊的的眼眼镜镜就就能能看看到到由由立立体体电电影影放放出出的的立立体体图图像像关关于于立立体体电电影影，以下说法正确的是以下说法正确的是()A观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片C戴戴上上特特制制眼眼镜镜的的观观众众
39、若若只只用用一一只只眼眼睛睛看看，则则银银幕幕上上只只是是一一片片光光亮而无图像亮而无图像D产产生生立立体体视视觉觉是是因因为为人人的的两两只只眼眼睛睛同同时时观观察察物物体体时时，在在视视网网膜膜上形成的像并不完全相同上形成的像并不完全相同【答案】【答案】BD【解解析析】放放立立体体电影影时有有左左右右两两架架放放影影机机同同时工工作作在在每每架架放放映映机机前前装装有有一一块偏偏振振镜子子，其其偏偏振振方方向向互互相相垂垂直直，因因此此从从放放映映机机前前偏偏振振镜射射出出的的两两束束偏偏振振光光的的偏偏振振方方向向互互相相垂垂直直，这两两束束偏偏振振光光经屏屏幕幕反反射射其其偏偏振振方方
40、向向不不改改变，观众众眼眼睛睛所所戴戴的的偏偏振振眼眼镜的的两两只只镜片片偏偏振振方方向向互互相相垂垂直直，且且左左眼眼镜片片跟跟左左边放放映映机机前前偏偏振振镜的的偏偏振振方方向向一一致致，这样，左左眼眼只只能能看看到到左左边放放映映机机映映出出的的画画面面，右右眼眼只只能能看看到到右右边放放映映机机映映出出的的画画面面，两两眼眼看到的画面略有差看到的画面略有差别，因而，因而产生立体感故生立体感故B、D正确正确素素养养点点评：本本题通通过考考查光光的的偏偏振振，培培养养学学生生的的“科科学学态度度与与责任任”的素养的素养课堂小练|素养达成1如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的如图所示的
41、四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样衍射图样()【答案】【答案】B【解析】【解析】由泊松亮斑衍射由泊松亮斑衍射图样特点可判断特点可判断B正确正确2(多多选)将将激激光光束束的的宽宽度度聚聚焦焦到到纳纳米米级级(109m)范范围围内内，可可修修复复人人体体已已损损坏坏的的器器官官，可可对对DNA分分子子进进行行超超微微型型基基因因修修复复，把把至至今今尚尚令令人人无无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的()A单色性好单色性好 B平行度好平行度好C粒子性粒子性 D高能量高能量【答案】【答案】BD【解解析析】激激光光的的平平行行度度
42、好好，故故可可聚聚焦焦到到很很小小的的范范围；激激光光的的亮亮度度高高、能量大，故可修复器官故能量大，故可修复器官故B、D正确正确3观观察察单单缝缝衍衍射射现现象象时时，把把缝缝宽宽由由0.2mm逐逐渐渐增增大大到到0.8mm，看看到的现象是到的现象是()A衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C衍射条纹的间距不变，只是亮度增强衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D以上现象都不会发生以上现象都不会发生【答案】【答案】A【解解析析】观察察衍衍射射图样发现：狭狭缝的的宽度
43、度逐逐渐变小小，衍衍射射现象象越越明明显，衍射条，衍射条纹间距距变大本大本题是是缝宽增大，故增大，故A正确正确4关于自然光和偏振光，以下说法正确的是关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A自自然然光光包包含含着着垂垂直直于于传传播播方方向向上上沿沿一一切切方方向向振振动动的的光光，但但是是沿沿各个方向振动的光波的强度可以不相同各个方向振动的光波的强度可以不相同B偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C自自然然光光透透过过一一个个偏偏振振片片后后就就成成为为偏偏振振光光，偏偏振振光光经经过过一一个个偏偏振振片后又还原为自然光
44、片后又还原为自然光D晚上月亮光是自然光晚上月亮光是自然光【答案】【答案】B【解解析析】光光源源发出出的的光光，沿沿着着各各个个方方向向振振动的的强度度都都相相同同的的光光，叫叫作作自自然然光光沿沿某某个个特特定定方方向向振振动的的光光叫叫作作偏偏振振光光，故故A错误，B正正确确偏偏振振光光不不能能通通过偏偏振振片片还原原为自自然然光光，故故C错误月月亮亮光光是是偏偏振振光光，故故D错误5如如图图所所示示，两两光光屏屏间间放放有有两两个个透透振振方方向向相相互互平平行行的的偏偏振振片片，现现让让太太阳阳光光沿沿轴轴线线通通过过光光屏屏M上上的的小小孔孔照照射射到到偏偏振振片片P上上，再再通通过过
45、偏偏振振片片Q.现现以以光光的的传传播播方方向向为为轴轴使使偏偏振振片片P由由图图示示位位置置旋旋转转90度度，下下列列说说法法正正确确的是的是()AMN间为偏振光间为偏振光BPQ间为自然光间为自然光CPQ间的光线亮度逐渐变暗间的光线亮度逐渐变暗D光屏光屏N上的亮线逐渐变上的亮线逐渐变暗暗【答案】【答案】D【解解析析】MP间为自自然然光光，PN间为偏偏振振光光，故故A、B错误；PQ间亮亮度度不不变，光屏上亮度逐，光屏上亮度逐渐变暗，故暗，故C错误，D正确正确6如如图图甲甲、乙乙所所示示，是是单单色色光光通通过过窄窄缝缝后后形形成成的的明明暗暗相相间间的的两两种种条纹图样，条纹图样，_为单缝衍射的图样，为单缝衍射的图样，_为双缝干涉的图样为双缝干涉的图样【答案】【答案】甲乙甲乙【解解析析】甲甲图中中的的条条纹宽度度不不等等，中中央央宽，两两侧窄窄，应为单缝衍衍射射图样乙乙图中的条中的条纹等等宽等距，等距，应为双双缝干涉干涉图样