高中物理-13.8激光课时作业-新人教版选修34

13.8激光1、下列说法正确的是( )A.两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波，也可以是纵波C.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像刀子一样切除肿瘤2、在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的( )特性。

A.亮度高B.平行性好C.单色性好D.波动性好3、下列应用激光的事例中错误的是( )A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料4、关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()。

A．光纤通信是应用激光平行度非常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B．计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点来进行的C．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点5、一激光发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是()。

A．该光在真空中的波长为λB．该光在真空中的波长为nλC．该光的频率为cλD．该光的频率为cnλ6、2003年3月1日，美军空投传单，向伊军宣传说，美国利用卫星可以将地面状况看得一清二楚，而伊方称，已在首都布满了对空激光炮，试问：在战争爆发时，伊方欲用激光器击毁观测到位于地平线上方的空间站，则应将激光器()A．瞄高些B．瞄低些C．沿视线直接瞄准D．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些7、下列说法中正确的是()A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B．偏振现象使全息技术得到了长足的发展C．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术D．激光的平行度好，可以会聚到很小的一点上8、下列说法不正确的是()A．激光可用于测距B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D．激光可用于全息照相，记录下物体的三维信息9、准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中不正确的是()A．近视眼是物体成象在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削10、关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()A．光纤通信是应用激光的平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递B．计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光的相干性好来进行的C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是利用了激光的亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光亮度高的特点11、让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的________好，可以会聚到________．12、纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．这是利用了激光的________．13、激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距Δy.若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是________．14、应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔，就可以求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，求月球到地球的距离大约是多少？15、一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光为一个(列)光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W，求：(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用这种红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一块色斑的面积为50 mm2，则它要吸收多少个(列)红宝石激光脉冲才能逐渐消失？16、一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1 000 W，出射光束截面积为A=1 mm2,这束光垂直射到温度为T=273 K，厚度为d=2 cm的铁板上，如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收，并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔，需要多少时间？铁的有关参数：热容量c=26.6 J/mol·K，密度ρ=7.90×103kg/m3，熔点T m=1 798 K，熔解热L=1.49×104 J/mol，摩尔质量U=56×10-3 kg。

第十三章 第7节 光的颜色 色散 第8节 激光基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．(华中师大附中2016年高二下学期期中)下列有关光现象的说法不正确的是( D )A ．泊松亮斑是光的衍射现象B ．用激光束在很硬的材料上打孔是利用了激光亮度高的特点C ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析：拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加装偏振片是为了减弱玻璃反射光的干扰，故D 错误，选项ABC 中所述现象正确。

2．下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( B )A ．雨后的彩虹B ．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色C ．透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色D ．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析：雨后的彩虹是色散现象，故选项A 错误；透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象，故选项C 错误；水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果，故选项D 错误；油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果，故选项B 正确。

3．(浙江省温州中学2017年高二下学期期中)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随着波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋B λ2＋Cλ4，其中A 、B 、C 是正的常量。

太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示。

则( D )A ．屏上c 处是紫光B ．屏上d 处是红光C ．屏上b 处是紫光D ．屏上a 处是红光解析：太阳光中红光波长最长，紫光波长最短，则紫光折射率最大，红光折射率最小，所以紫光偏折程度最大，对应屏上d 处，红光偏折程度最小，对应屏上a 处。

4．2015年以美国为首的多国联盟多次对伊拉克极端武装分子发动空袭，美方称利用卫星可以将地面状况看得一清二楚，而伊方称，已在各地布满了对空激光炮。

试问：在战争爆发时，伊方欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站，则应将激光器( C )A ．瞄高些B ．瞄低些C ．沿视线直接瞄准D ．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些解析：空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆，两者的光路相同。

高中物理学习材料唐玲收集整理一、选择题1．光的颜色取决于( )A．波长B．频率C．传播速度D．折射率解析：选B.光的频率决定光的颜色，光在传播过程中频率不变，即颜色不变．2．下列应用激光的事例中错误的是( )A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料解析：选C.利用激光可以进行测量、通信、加工坚硬材料等，激光单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C所述激光的应用是错误的．3．如图所示四幅图表示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是( )解析：选D.因光在三棱镜的两个侧面上发生折射，每次折射都向底边偏折，并且玻璃对不同单色光的折射率不同，不同单色光在同一侧面的偏折角就不同．4．以下说法中正确的是( )A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果解析：选BD.肥皂泡、油膜出现的彩色条纹都是这种膜两表面的反射光叠加干涉的结果，故BD正确．5. 如图所示，一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光．若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到( )A．白光点B．光点上部红色，下部紫色C．光点上部紫色，下部红色D．看不到光源的像解析：选C.由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C 正确．6．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a 点和b 点之间，则( )A ．从a 点射出的是红光，从b 点射出的是紫光B ．从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光C ．从a 点和b 点射出的都是紫光，从ab 中点射出的是红光D ．从a 点和b 点射出的都是红光，从ab 中点射出的是紫光解析：选B.由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示．所以从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光，选项B 正确．7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率．图中哪个光路图可能是正确的( )解析：选B.由于a 光的频率小于b 光的频率，a 光在玻璃中的折射率小于b 光在玻璃中的折射率，由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同，且出射光均应平行于入射光，可判定B 正确．8.如图所示，两束不同的单色光P 和Q ，以适当的角度射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是从圆心O 点沿OF 方向射出，则下面说法正确的是( )A ．P 光束在玻璃砖中的折射率大B ．Q 光束的频率比P 光束的频率大C ．P 光束穿出玻璃砖后频率变大D ．Q 光束穿过玻璃砖所需时间长解析：选BD.根据折射定律知Q 相对P 偏折更多，故Q 光束在玻璃砖中的折射率更大，Q 光束的频率更大，由于两光束在玻璃砖中的路程相等，v ＝c n，Q 光束速率小，穿过的时间长，P 、Q 光束从玻璃砖进入空气中时，频率不变，波长会变长．☆9.(2013·高考浙江卷)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )A ．地球上有人用红色激光照射月球B ．太阳照射到地球的红光反射到月球C ．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D ．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹解析：选C.A 选项中地月之间距离较大，激光能量不足以照亮整个月球；B 选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧；D 选项中不满足光的干涉条件．☆10.如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖．让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )A ．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B ．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C ．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D ．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧解析：选AC.根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A 项正确B 项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D 项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C 项正确．二、非选择题11．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0f λf即λ＝λ0n，那么增透膜厚度 h ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7 m. 答案：1×10－7m☆12.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s ，波长为694.3 nm ，发射功率为1.0×1010W ．求：(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm 2吸收能量达到60 J 以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为50 mm 2，则它需要吸收多少个激光脉冲才能逐渐消失？解析：(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间．一个光脉冲长度：Δl ＝c ·Δt ＝3.0×108×1.0×10－11＝3.0×10－3 m.(2)一个光脉冲所携带的能量：ΔE ＝P ·Δt ＝1.0×1010×1.0×10－11 J ＝0.1 J清除面积为50 mm 2的色斑需要光脉冲数为：n ＝E ·S ΔE ＝60×50×10－20.1＝300个． 答案：见解析。

教材习题点拨
1．解析：可以在各种干涉仪中作为相干光源，用于长度、频率、转角等物理量的精密测量，并用来记录和再现，如全息照相；用来传递信息等，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。

2．解析：利用了光的平行度、会聚点小的特点。

3．解析：可以利用激光这一特点来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔；医学上用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还用激光“焊接”剥落的视网膜等。

4．解析：我们周围的激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做光源、识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。

激光技术是涉及光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：
(1)激光加工系统，包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

(2)激光加工工艺，包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

(3)激光的应用
①激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等。

密封器以及各种不允许焊接污染和变形的器件。

目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

②激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2 mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铜钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1 mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等，使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

高中物理 选修3-4 13.7 光的颜色 色散 13.8 激光 课时同步习题（含答案解析）1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹， 是因为( )A ．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹间距不同C ．各色光的强度不同D ．各色光通过双缝的距离不同图62．如图6所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是 用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光 线叠加而成的( )A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面3．光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是( ) A ．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度B ．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C ．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D ．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消， 所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色图74．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如 图7所示，下列说法正确的是( ) A ．单色光1的波长小于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角图85．如图8所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB 以较大的入射角θ1入射， 经过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的 彩色光带先后全部消失，则( ) A ．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失6.如图9所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则( )图9A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光7．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图10所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则( )图10A．l1＜l0＜l2B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l08．如图11所示，图11两束平行的红光和紫光，相距为d，斜射到玻璃砖的上表面上(玻璃砖足够长)，当它们从玻璃砖的下表面射出时( )A．两条出射光线仍平行，但距离大于dB．两条出射光线仍平行，但距离小于dC．两条出射光线仍平行，距离仍为dD．两条出射光线将不再平行9．将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症、遗传疾病等彻底根除，在上述技术中，人们利用了激光的( )A．单向性B．单色性C．亮度高D．粒子性10．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用光的( )A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象11．一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A．该光在真空中的波长为nλB．该光在真空中的波长为λ/nC．该光的频率为c/λ光做实验，则干涉条纹间距将变________，如果改用白光做实验，在屏上将出现________ 色条纹．13．利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量．如图12甲所示，B为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲，如图乙所示中幅度大的波形，而B接收到的由小车C返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小的波形．发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示，T0、T、ΔT均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为______(填“向左”或“向右”)，速度大小为______．(光速为c)甲乙图1214．应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约是________km.15．把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入(图13 甲)，这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示)．这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环．试探究牛顿环出现的原因．为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？试叙述你选择的理由．图1316．如图14所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ图14置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成α＝30°角射入玻璃砖的圆心，由于复色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1＝2和n2＝3，求：(1)这两个光斑之间的距离；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少？参考答案1．A [双缝干涉条纹的宽度与波长成正比，各色光的波长不同，则条纹宽度不同，A 正确．]2．C [干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层．在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整．因此选项C 是正确的．]3．B [根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，选项A 正确．增透膜的厚度为光在其中波长的14，才能反射时相消，增强透射，选项B 错误，C正确．因为人对黄绿光最敏感，所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈淡紫色，选项D 正确．]4．AD [本题考查光的折射、折射率、全反射及临界角知识．由图可以判断两种单色光的折射率关系为n 1>n 2，进一步可以判断出波长关系为λ1<λ2，A 项正确；速度关系v 1<v 2，B 项错；临界角C 1<C 2，D 项正确；两束单色光在玻璃砖中传播时，由折射定律及几何公式可得，t 1>t 2，故C 项错误．]5．B [依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示，可看出由于紫光的偏折最大，由全反射临界公式sin C ＝1n，紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在AC 面上发生全反射而从光屏上消失．由以上分析可知，屏上彩色光带中的紫光先消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B 正确．]6．B [光从左边界面入射后，发生折射现象，此时光从光密介质射向光疏介质，由于水对紫光的折射率比对红光的大，所以在入射角相同的情况下，折射角不同，紫光的折射角大于红光，故a 为紫光，b 为红光．]7．D [作出自b 点发出一条光线的出射光线，反向延长后与ab 的交点在b 点的上方．由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，则成像较短，故D 对．]8．B [如图所示，由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，两条出射光线也平行，由于紫光的折射率大于红光的折射率，所以紫光折射角β小于红光折射角α，导致d′<d，故B 正确．]9．AC10．A [激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD 、VCD 、CD 唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A 正确，B 、C 、D 错误．]11．AD [注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样．由于速度变化的原因，波长会相应变化．对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长．]12．小 彩解析 本题考查干涉中的色散问题及光谱问题．在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验时，干涉条纹间距将变小．改用白光做实验时，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同，在光屏上单色光加强的位置不同，于是出现彩色干涉条纹．13．向右 c·ΔTΔT ＋2T 0解析 (1)若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C 速度方向与激光发射方向一致，即小车向右运动．(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图如下图所示．x ＝OD －OA ＝c·T ＋ΔT 2－c·T 2＝12c·ΔT ，由题图乙可知在x 这段位移内小车运动的时间t ＝T 0＋ΔT2故小车的速度大小为v ＝x t ＝c·ΔTΔT ＋2T 014．3.84×105解析 真空中的光速c ＝3.0×108m /s ，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t ＝2.56 s ，月球与地球距离为l ＝12ct ＝12×3.0×108×2.56 m ＝3.84×105km .15．见解析解析 如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张)所示．凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射光的路程差不同，在有些位置相互加强，有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹．为了使牛顿环的直径大些，其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距变大些，图中光线1和2反射回来的光线干涉后形成亮条纹．它们对应的空气厚度差应为λ/2，若选用弯曲程度较大的凸透镜，空气厚度差为λ/2的点的间距将变密，即亮条纹间距将变密，牛顿环的直径变小，故应选用弯曲程度较小的凸透镜．16．(1)(1－33)R (2)45°解析 (1)作出光路图如图所示，由折射定律有：n 1＝sin β1sin α，n 2＝sin β2sin α代入数据得：2＝sin β1sin 30°3＝sin β2sin 30°解得β1＝45°，β2＝60°故ab ＝Pb －Pa ＝R tan 45°－R tan 30°＝(1－33)R (2)当两种单色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失，且玻璃对其折射率为n 2的单色光先发生全反射，故sin C ＝1n 1＝12，即入射角α＝C ＝45°.。

§激光【学习目标】1.了解激光和自然光的区别.2.通过阅读，搜集整理相关资料，熟悉激光的特点和应用.【自主学习】想一想：生活中常常听到激光那个词，那么激光有如何的特点？又有哪些应用呢？填一填：激光是频率相同、相位差稳固、偏振方向一致的相干光，故激光与光导纤维组成了光纤通信。

填一填：激光因具有平行度好的特点而被应用于精准测量距离，且能够测出目标的运动速度。

在读取光盘的信息方向也有方向的应用。

填一填：激光还有一个特点是亮度高，在短时刻内能够积聚专门大的能量，故常常利用切割、焊接、打孔，在医学上用于做手术。

点一点：全息照相技术与普通照相技术相较，不仅能够记录光的强弱信息，还能够记录光的相位信息，实际上全息照相技术是利用了光的干与原理，这正是利用了激光的高度相干性。

议一议：激光的应用远不止这些，同窗们能够查阅相关的资料以提高学习物理知识的兴趣。

知识点一激光例1关于激光，下列说法正确的是（）A.激光是用人工方式激发出的一种特殊的光B.自然界中某些天然物体也能够发出激光C.激光能够像刀子一样切除肿瘤D.由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象解析：激光是用人工方式激发的一种特殊的光，A项正确，B项错误.激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点，能够像刀子一样切除肿瘤，C项正确，激光是一种电磁波，只如果电磁波就可以发生衍射现象，D项错误.答案：AC方式归纳了解激光的特性和应用.激光的特点是频率单一、相干性好，用来像无线电波那样进行调制传递信息；平行度高、方向性好，用来测量超远距离、刻制光盘；亮度高、强度大，用来充当手术刀切除肿瘤.知识点二激光的应用例2在演示双缝干与的实验时，常常利用激光做光源，这主如果应用激光的什么特性？（）A.亮度高B.平行性好C.单色性好D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干与，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够取得两束相干光.故本题的正确选项是C项.答案：C巧解提示由波发生干与的条件是频率相同相差恒定的波，和激光的单色性好，频率单一的特点，专门快得出正确选择.例3如图13-8-1所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度.若是发觉光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点，由此可知液面降低了___________________.图13-8-1解析：如图13-8-1所示，入射光方向不变，则i 不变，而O′B′平行于OB.设液面降了h ，据几何关系可得：h=2s coti. 答案：2s coti 方式归纳 作出几何光路图，由光的反射规律和激光的特性可求出结果，从而理解激光液面控制仪的原理.知识点三 光导纤维例4由于激光是亮度高、平行度好、单色好的相干光，所以光导纤维顶用激光作为信息高速传输的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？解析：要保证不会有光线从侧面跑出来，其含义是无论入射角多多数能在侧壁发生全反射，令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可以够求出材料的折射率.答案：设激光束在光导纤维端面的入射角为i ，折射角为α.折射光线射向侧面时的入射角为β，如图13-8-2所示.图13-8-2 由折射定律：n=αsin sin i 由几何关系：α+β=90°sinα=cosβ由全反射临界角的公式：sinβ=n1 cosβ=211n- 要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i=90°，sini=1.故 n=αsin sin i =βsin sin i =2111n -=12-n n解得n=2光导纤维的折射率应为n≥2.1. 以下说法正确的是（）A. 光纤通信利用了激光相干性好的特点B. 激光武器利用了激光亮度高的特点C. 激光写、读利用了激光亮度高的特点D. 激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点2. 激光刀是利用了激光的（）A. 波动性B. 粒子性C. 高能量D. 单色性好3.纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等完全肃除。

13.8激光1.学习目标：1）知识目标1．了解激光和自然光的区别2．通过阅读，收集整理相关资料，认识激光的特点和应用2）能力目标1．通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力2．通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力2.学习重难点：激光与自然光的区别以及激光特点和应用3.学习过程1）自主学习：1．激光的特点及其应用(1)第一特点高度的相干性：只有____相同、______恒定、________一致的光才是相干光。

激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，这是它的第一特点。

(2)第二特点平行度好：在传播很远的距离后仍保持一定的强度，可以会聚到很小的一点。

(3)第三特点亮度高：它可以在________和__________内集中很大的能量。

(4)激光的应用：应用______，激光能像无线电波那样进行调制，用来传递信息；应用________，精确测距，计算机中的光储存技术；应用______，工业上的切割和焊接，医学上的切割和“焊接”。

2．全息照相全息照相的原理是将一束激光通过分光镜分成两束，一束光直接照到感光底片上，这部分光叫做______。

另一束光经物体反射后再照到感光底片上，这部分光叫做____。

物光和参考光在底片相遇时会发生干涉，形成复杂的________，底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱。

也就是说记录了物光的全部信息和两束光的干涉条纹。

2）即时巩固：1. 以下说法正确的是（）A. 光纤通信利用了激光相干性好的特点B. 激光武器利用了激光亮度高的特点C. 激光写、读利用了激光亮度高的特点D. 激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点2. 激光刀是利用了激光的（）A. 波动性B. 粒子性C. 高能量D. 单色性好3.纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。

2019-2020学年高中物理第十三章光第8节激光作业新人教版选修3-41．对于激光的认识，以下说法正确的是( )A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光已经深入到我们生活的各个方面答案：CD2．如图所示的四个图形中，哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样？( )答案： B3．白光通过三棱镜发生色散，这说明( )A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．对同一介质，红光的折射率比紫光大C．在同一介质中，红光的光速比紫光大D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光答案： C4．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的( )A．速度变小，波长变短B．速度不变，波长变短C．频率增高，波长变长D．频率不变，波长变长答案： A5．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用光的( )A．平行性好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象答案： A6．如图所示，一束光a从空气射向一玻璃三棱镜，出来后分为两束光，这表明( )A．b、c两束光是不同颜色的色光B．b在玻璃中的传播速率小于c在玻璃中的传播速率C．b在玻璃中的折射率比玻璃对c光的折射率小D．b、c两种色光射出棱镜相对a光的偏折角，c光的大答案：ACD7．一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将剩余部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是( )A．平行的、明暗相间的干涉条纹B．环形的、明暗相间的干涉条纹C．只能看到同颜色的平行反射光D．一片黑暗答案： B8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )A．变疏B．变密C．不变D．消失答案： A9．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则( )A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光答案： B10．如图所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底处水平放置一个平面镜，平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏MN上两点，已知水对蓝光折射率大于红光，则有( )A．从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近M端B．从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近M端C．从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近M端D．从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近M端答案： B11．如图所示，一细束复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O点，经折射分为a、b两束光．分别由P、Q两点射出玻璃体．PP′、QQ′均与过O点的界面法线垂直．设光线a、b在玻璃体内穿行所用时间分别为ta、tb，则ta∶tb等于( )A．QQ′∶PP′B．PP′∶QQ′C．OP′∶OQ′D．OQ′∶OP′答案： A12．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁．为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，所涂的这种增透膜的厚度是多大？答案：1×10－7 m。

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光的颜色色散激光基础夯实一、选择题。

1．下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( )A．雨后的彩虹B．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色C．透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色D．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮2．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。

图(a)是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐）图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。

将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（）A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变3．以下关于偏振片和增透膜的说法正确的是( )A．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰,可在照相机镜头前加一增透膜B．为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一偏振片C．照相机的增透膜厚度通常为λ/2D．3D立体电影充分利用了光的偏振原理4．（多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级（10－9m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA 分子进行超微型基因修复,把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的（）A．单色性好B．平行度好C．粒子性D．高能量5．如图所示,从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。

第7节光的颜色色散第8节激光1．下列与光的干涉有关的事实是( )A．用光导纤维传播信号B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．水面上的油膜呈现彩色解析：光导纤维是利用光的全反射和激光的相干性，从而能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故选项A正确；白光通过三棱镜出现彩色光带是色散现象，故C错；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度、水面上的油膜呈现彩色是光在前后两个表面反射的光干涉形成的，故选项B、D正确。

答案：ABD2．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。

下面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．两束频率不同的激光能产生干涉现象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：一切光都是横波，故选项A错误；根据v＝λf，光在不同介质中的传播速度不同，频率相同，波长不同，故选项B错误；发生干涉现象的两束光频率必须相同，故选项C 错误；D项正确。

答案：D3．以下关于偏振片和增透膜的说法正确的是( )A．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一增透膜B．为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一偏振片C．照相机的增透膜厚度通常为λ/2D．3D立体电影充分利用了光的偏振原理解析：水面的反射光是偏振光，减弱偏振光的影响，应该加偏振片，故选项A错误；照相机镜头前应加增透膜，以减小反射光，故选项B错误；增透膜的厚度通常为绿光在增透膜这种介质中的波长的14，故选项C 错误；3D 立体电影充分利用了光的偏振原理，故选项D 正确。

答案：D4.一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图1所示，在反射光中看到的是( ) 图1A ．平行的、明暗相间的干涉条纹B ．环形的、明暗相间的干涉条纹C ．只能看到同颜色的平行反射光D ．一片黑暗解析：薄膜干涉条纹可看做等厚线，题图中，厚度相同的空气薄膜应是以切点为圆心的一个个圆，故干涉条纹应是环形的条纹，又因是单色光照射，所以是明暗相间的条纹，故选项B 正确，A 、C 、D 错误。