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(xué)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(xué)業(yè)達標(biāo)] 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(zhuǎn)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(zhuǎn)偏振片時透射光的亮度不變，即旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變 B．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時強時弱 C．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變 D．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時強時弱 E．當(dāng)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(zhuǎn)變?yōu)槠窆猓撈窆獾恼駝臃较蚺cP的透振方向一致，所以當(dāng)Q與P的透振方向平行時，通過Q的光強最大；當(dāng)Q與P的透振方向垂直時，通過Q的光強最小，即無論旋轉(zhuǎn)P或Q，屏上的光強都是時強時弱． 【答案】　BDE 3．下面關(guān)于光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)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(yīng)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(dǎo)學(xué)號：78510064】 A．普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的強弱信息，而全息照相技術(shù)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(shù)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(shù) 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(yīng)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(shè)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(jì)新科技，將激光束寬度聚焦到納米范圍，可修復(fù)人體已損壞的器官，對DNA分子進行超微型基因修復(fù)，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(xué)上做“激光刀”切開皮膚、切除腫瘤或做其他外科手術(shù)． 【答案】　高能量 8．在拍攝日落水面下的景物時，應(yīng)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(dǎo)學(xué)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(zhǔn)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(shù)，手術(shù)時間短、效果好、無痛苦．關(guān)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(shù) D．激光治療近視眼手術(shù)是對視網(wǎng)膜進行修復(fù) E．激光治療近視眼手術(shù)是對角膜進行切削 【解析】　激光手術(shù)是物理技術(shù)用于臨床醫(yī)學(xué)的最新成果．人的眼睛是一個光學(xué)成象系統(tǒng)，角膜和晶狀體相當(dāng)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(dāng)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(shù)，C對；激光手術(shù)不是修復(fù)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(dāng)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(guān)于激光的應(yīng)用問題，下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：78510066】 A．光纖通信是應(yīng)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(dǎo)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(yīng)用了激光有平行度好的特點來進行的 C．醫(yī)學(xué)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(biāo)的距離是利用了激光亮度高的特點 E．全息照相應(yīng)用了激光相干性好的特點 【解析】　由激光的特點及應(yīng)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(yīng)用了激光的平行度好，故B正確；醫(yī)學(xué)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(yīng)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(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理．用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當(dāng)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(shè)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