高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振 第3節(jié) 光的偏振 第4節(jié) 激光與全息照相學業(yè)分層測評 魯科版選修3-4
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第3節(jié) 光的偏振 第4節(jié) 激光與全息照相 (建議用時:45分鐘) [學業(yè)達標] 1.對于自然光和偏振光,以下認識正確的是( ) A.從太陽、蠟燭等普通光源直接發(fā)出的光是自然光 B.自然光在玻璃表面反射時,反射光和折射光都是偏振光 C.電燈光透過偏振片,偏振片旋轉時看到透射光的亮度無變化,說明透射光不是偏振光 D.自然光只有在通過偏振片后才能成為偏振光 E.自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象 【解析】 太陽、蠟燭等普通光源發(fā)出的光為自然光,包括在垂直光的傳播方向上沿一切方向振動的光,故選項A正確;自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時,反射光和折射光都是偏振光,故選項B正確;由于自然光在各個振動方向上的強度相同,所以旋轉偏振片時透射光的亮度不變,即旋轉偏振片時亮度不變是因為入射光是自然光,而不是因為透射光不是偏振光,所以選項C是錯誤的;偏振現(xiàn)象是很普遍的,而不是只有通過偏振片后才能成為偏振光,平常見到的絕大多數(shù)光都是偏振光,故選項D是錯誤的;自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,E正確. 【答案】 ABE 2.在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片P和Q,在Q的后邊放上光屏,以下說法正確的是( ) A.Q不動,旋轉偏振片P,屏上光的亮度不變 B.Q不動,旋轉偏振片P,屏上光的亮度時強時弱 C.P不動,旋轉偏振片Q,屏上光的亮度不變 D.P不動,旋轉偏振片Q,屏上光的亮度時強時弱 E.當P和Q的偏振方向互相垂直時,屏上光的亮度最弱 【解析】 P是起偏器,它的作用是把太陽光(自然光)轉變?yōu)槠窆?,該偏振光的振動方向與P的透振方向一致,所以當Q與P的透振方向平行時,通過Q的光強最大;當Q與P的透振方向垂直時,通過Q的光強最小,即無論旋轉P或Q,屏上的光強都是時強時弱. 【答案】 BDE 3.下面關于光的偏振現(xiàn)象的應用正確的是( ) A.自然光通過起偏器后成為偏振光,利用檢偏器可以檢驗出偏振光的振動方向 B.立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象 C.茶色太陽眼鏡利用了光的偏振現(xiàn)象 D.拍攝日落時水面下的景物時,在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水面反射光的影響 E.偏振鏡在彩色攝影中無法使用 【解析】 起偏器使光成為偏振光,檢偏器可檢出偏振方向,A正確.光的偏振有廣泛的應用,如立體電影、偏振眼鏡、液晶顯示器、偏振攝影,B、D正確.茶色太陽眼鏡是有色鏡片,它只能通過與鏡片相同顏色的光,以減弱光的透射,沒有利用偏振現(xiàn)象,C錯誤.偏振鏡在黑白和彩色攝影中都可以使用,E錯誤. 【答案】 ABD 4.下列說法中正確的是( ) 【導學號:78510064】 A.普通照相技術所記錄的只是光波的強弱信息,而全息照相技術還可以記錄光波的相位信息 B.全息照片的拍攝利用了光的衍射原理 C.激光的出現(xiàn)使全息技術得到了長足的發(fā)展 D.立體電影的拍攝利用的是全息照相技術 E.激光的平行度好,可以會聚到很小的一點上 【解析】 由全息照相的原理可知A正確,全息照相利用的是光的干涉,B錯誤,C正確.立體電影利用的是光的偏振,不是全息照相,故D錯誤.激光的平行度好,可以會聚到很小的一點上,E正確. 【答案】 ACE 5.下列說法正確的是( ) A.激光可用于測距 B.激光能量十分集中,只可用于加工金屬材料 C.外科研制的“激光刀”可以有效地減少細菌的感染 D.激光可用于全息照相,記錄下物體的三維信息 E.激光可以用來拍攝立體電影 【解析】 激光平行度好,即使在傳播了很遠的距離之后,它仍保持一定的強度,此特點可用于激光測距,A正確.激光的亮度高,能量十分集中,可用于金屬加工,激光醫(yī)療,激光美容,激光武器等,B錯誤.激光具有很高的相干性,可用于全息照相,由于它記錄了光的相位信息,所以看起來跟真的一樣,立體感較強,D正確.由于激光亮度高、能量大,在切割皮膚等的同時,也能殺滅細菌,所以C正確.立體電影應用的是光的偏振現(xiàn)象,E錯誤. 【答案】 ACD 6.讓激光照到VCD機、CD機或計算機的光盤上,就可以讀出盤上記錄的信息,經(jīng)過處理后還原成聲音和圖象,這是利用激光的________好,可以會聚到________. 【解析】 激光的特點之一是平行度好,它可以會聚到一個很小的點上,DVD、VCD、CD唱機或電腦上的光驅(qū)及刻錄設備就利用了激光的這一特點. 【答案】 平行度 很小的一點上 7.納米科技是跨世紀新科技,將激光束寬度聚焦到納米范圍,可修復人體已損壞的器官,對DNA分子進行超微型基因修復,把令人類無奈的癌癥、遺傳疾病徹底根除.這是利用了激光的________. 【解析】 激光由于能把巨大能量高度集中地輻射出來,所以在醫(yī)學上做“激光刀”切開皮膚、切除腫瘤或做其他外科手術. 【答案】 高能量 8.在拍攝日落水面下的景物時,應在照相機鏡頭前裝一個偏振片,其目的是減弱________,增強________,從而使景物的象清晰. 【導學號:78510065】 【解析】 在鏡頭前面裝偏振片的目的是阻擋水面反射的偏振光,使景物的象更清晰. 【答案】 反射光 透射光 [能力提升] 9.準分子激光器利用氬氣和氟氣的混合物產(chǎn)生激光刀,可用于進行近視眼的治療.用這樣的激光刀對近視眼進行手術,手術時間短、效果好、無痛苦.關于這個治療,以下說法中正確的是( ) A.近視眼是物體成象在眼球中的視網(wǎng)膜的前面,使人不能看清物體 B.近視眼是物體成象在眼球中的視網(wǎng)膜的后面,使人不能看清物體 C.激光具有很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面積上對眼睛進行手術 D.激光治療近視眼手術是對視網(wǎng)膜進行修復 E.激光治療近視眼手術是對角膜進行切削 【解析】 激光手術是物理技術用于臨床醫(yī)學的最新成果.人的眼睛是一個光學成象系統(tǒng),角膜和晶狀體相當于一個凸透鏡,物體通過凸透鏡成象在視網(wǎng)膜上,人就能看清楚物體.當角膜和晶狀體組成的這個凸透鏡的焦距比較小,物體成象在視網(wǎng)膜的前面時,人就不能看清物體,這就是近視眼,A對B錯;激光具有很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面積上對眼睛進行手術,C對;激光手術不是修復視網(wǎng)膜,而是對角膜進行切削,改變角膜的形狀,使眼球中的凸透鏡的焦距適當變大,物體經(jīng)過角膜和晶狀體后成象在視網(wǎng)膜上,D錯,E對. 【答案】 ACE 10.關于激光的應用問題,下列說法中正確的是( ) 【導學號:78510066】 A.光纖通信是應用激光的平行度非常好的特點對信號進行調(diào)制,使其在光導纖維中進行信息傳遞 B.計算機內(nèi)“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應用了激光有平行度好的特點來進行的 C.醫(yī)學中用激光作“光刀”來切除腫瘤是利用了激光的亮度高的特點 D.“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是利用了激光亮度高的特點 E.全息照相應用了激光相干性好的特點 【解析】 由激光的特點及應用可知光纖通信主要利用激光的相干性,故A錯;計算機內(nèi)“磁頭”讀出光盤上記錄的信息主要應用了激光的平行度好,故B正確;醫(yī)學中用激光作“光刀”利用了激光的亮度高的特點,故C對;激光測距是利用了激光的平行度好,D錯誤;全息照相應用了激光相干性好的特點,E正確. 【答案】 BCE 11.激光散斑測速是一種嶄新的測速技術,它應用了光的干涉原理.用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫,待測物體的速度與二次曝光時間間隔的乘積等于雙縫間距.實驗中可測得二次曝光時間間隔Δt、雙縫到屏的距離l以及相鄰兩條亮紋間距Δy.若所用激光波長為λ,則該實驗確定物體運動速度的表達式是________. 【解析】 設雙縫間距為d.由d=vΔt,Δy=λ,則v==. 【答案】 v= 12.一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光,每道閃光為一個(列)光脈沖,若這種激光器光脈沖的持續(xù)時間為1.010-11 s,波長為694.3 nm,發(fā)射功率為1.01010 W,求: (1)每列光脈沖的長度是多少? (2)用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑,每平方厘米色斑吸收能量達到60 J以后,色斑便逐漸消失,一塊色斑的面積為50 mm2,則它要吸收多少個(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失? 【解析】 (1)光脈沖持續(xù)時間即為發(fā)射一個光脈沖所需的時間,所以一個光脈沖長度Δl=cΔt=31081.010-11 m=3.010-3 m (2)面積為1 cm2的色斑吸收的能量E=60 J,色斑便逐漸消失.而1個光脈沖的能量為 ΔE=PΔt=1.010101.010-11 J=0.1 J 消除50 mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為 n===300(個) 【答案】 (1)3.010-3 m (2)300 個- 配套講稿:
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