第6节 光的偏振 激光

一、刷基础

1.如图所示,让一束太阳光通过偏振片,以光的传播方向为轴旋转偏振片,下列说法正确的是(      )

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A.图甲中旋转偏振片 $ P $ ,透射光强度会不断变化

B.图乙中固定偏振片 $ P $ ,仅旋转偏振片 $ Q $ ,透射光强度会不断变化

C.图乙中固定偏振片 $ Q $ ,仅旋转偏振片 $ P $ ,透射光强度不会变化

D.图丙中偏振片 $ P $ 与偏振片 $ Q $ 的透振方向垂直,此种情况下光不能透过 $ Q $

答案:BD
解析:

太阳光是自然光,沿各个方向的振动强度相同.题图甲中旋转偏振片 $ P $ ,透射光强度不会变化, $ \mathrm{A} $ 错误;题图乙中固定偏振片 $ P $ ,仅旋转偏振片 $ Q $ ,透射光强度会不断变化,当 $ P $ 、 $ Q $ 透振方向平行时,透射光强度最大,当 $ P $ 、 $ Q $ 透振方向垂直时,透射光强度最小, $ \mathrm{B} $ 正确;题图乙中固定偏振片 $ Q $ ,仅旋转偏振片 $ P $ ,透射光强度会不断变化,当 $ P $ 、 $ Q $ 透振方向平行时,透射光强度最大,当 $ P $ 、 $ Q $ 透振方向垂直时,透射光强度最小, $ \mathrm{C} $ 错误;题图丙中偏振片 $ P $ 与偏振片 $ Q $ 的透振方向垂直,此种情况下光不能透过 $ Q $ , $ \mathrm{D} $ 正确.


2.食品安全检验中可以用“旋光法”来测量溶液中的含糖量.偏振光通过糖溶液后,偏振方向以光的传播方向为轴向左或向右旋转一个角度 $ \alpha $ ,这一角度称为“旋光度”, $ \alpha $ 的值与糖溶液浓度 $ c $ 间的关系为 $ c=k\alpha $ , $ k $ 为常量.如图所示, $ S $ 是自然光源, $ A $ 、 $ B $ 是偏振片,先调整 $ A $ 、 $ B $ 使两偏振片的透振方向平行,此时 $ O $ 处的光最强,再将含糖的被测样品 $ P $ 置于 $ A $ 、 $ B $ 之间.则(      )

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A.该实验应用了光的偏振现象,说明光是纵波

B.放入被测样品后,到达 $ O $ 处光的强度会增加

C.缓慢转动 $ B $ ,再次使得 $ O $ 处光强度最强,则偏振片 $ B $ 转过的角度为 $ (\dfrac{\mathrm{\pi }}{2}-\alpha ) $

D.将偏振片 $ B $ 转动一个角度 $ \alpha $ ,使得 $ O $ 处光强度最强,则溶液浓度为 $ c=k\alpha $

答案:D
解析:

该实验应用了光的偏振现象,说明光是横波,故 $ \mathrm{A} $ 错误;开始时 $ A $ 、 $ B $ 的透振方向相同,将被测样品 $ P $ 置于 $ A $ 、 $ B $ 之间后, $ S $ 发出的光经 $ A $ 起偏再经过样品后,振动方向转过了 $ \alpha $ 角,从而与 $ B $ 的透振方向不同,光不能全部通过 $ B $ ,所以到达 $ O $ 处光的强度会明显减弱,所以为再次使得 $ O $ 处光强度最强,可以缓慢转动 $ B $ ,使其转过的角度为 $ \alpha $ ,则光线可以全部通过 $ B $ ,由题可知,溶液浓度为 $ c=k\alpha $ ,故 $ \mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{C} $ 错误, $ \mathrm{D} $ 正确.


3.有一种魔术道具称为“穿墙而过”,其结构是两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示.当圆筒中的小球从 $ B $ 端滚向 $ A $ 端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示.则(      )

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A.该魔术说明光是横波

B.该魔术对观众的观察角度有要求

C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术

D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求

答案:A
解析:

光的偏振现象说明光是横波,故 $ \mathrm{A} $ 正确;任何角度的光都会发生偏振现象,不同观察角度的观众看到的现象相同,故该魔术对观众的观察角度无要求,故 $ \mathrm{B} $ 错误;当偏振片透振方向与偏振光的振动方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片透振方向与偏振光的振动方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,且部分重合,自然光通过两偏振方向互相垂直的偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一块“挡板”,一片偏振片无法完成该魔术,故 $ \mathrm{C} $ 、 $ \mathrm{D} $ 错误.


4.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.下列关于激光的说法不正确的是(      )

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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

答案:C
解析:

激光具有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的特点,故 $ \mathrm{A} $ 正确;激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点,故 $ \mathrm{B} $ 正确;激光测距应用了激光平行度好的特点,故 $ \mathrm{C} $ 错误;光纤通信是应用激光能够被调制,可以在光导纤维中传递信息的特点,故 $ \mathrm{D} $ 正确.本题选说法不正确的,故选 $ \mathrm{C} $ .


5.下列关于激光的特性及其应用,正确的是(      )

A.实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高

B.医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的相干性好

C.激光束很容易在坚硬的材料上打孔,是利用激光的平行度好

D.激光能够比较精确地测量地球到月球的距离,是利用激光的亮度高

答案:A
解析:

实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高、频率单一、相干性好的特点, $ \mathrm{A} $ 正确;医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的亮度高、强度大、能量集中的特点, $ \mathrm{B} $ 错误;激光束很容易在坚硬的材料上打孔,是利用激光的亮度高、强度大、能量集中的特点, $ \mathrm{C} $ 错误;激光能够比较精确测量地球到月球的距离,是利用激光的平行度好的特点, $ \mathrm{D} $ 错误.