5.光的偏振(以下新教材适用)21世纪教育网

⑴光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。21世纪教育网

⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。21世纪教育网

⑶自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。21世纪教育网

⑷偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。21世纪教育网

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例题分析21世纪教育网

例1：用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有：21世纪教育网

A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大21世纪教育网

B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大21世纪教育网

C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大21世纪教育网

D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大21世纪教育网

解：公式中l表示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。本题选C。21世纪教育网

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例2：登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×10¹⁴Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？21世纪教育网

解：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10^-7m，在膜中的波长是λ^/=λ/n=2.47×10^-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10^-7m。21世纪教育网

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例3：平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有：21世纪教育网

A.在衍射图样的中心都是亮斑21世纪教育网

B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽21世纪教育网

C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑21世纪教育网

D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的21世纪教育网

解：从课本上的图片可以看出：A、B选项是正确的，C、D选项是错误的。21世纪教育网

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例4：为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为550m，电视台用的电磁波波长为0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发_____信号，这是因为该信号的波长太______，不易发生明显衍射。21世纪教育网

解：电磁波的波长越长越容易发生明显衍射，波长越短衍射越不明显，表现出直线传播性。这时就需要在山顶建转发站。因此本题的转发站一定是转发电视信号的，因为其波长太短。21世纪教育网

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例5：右图是伦琴射线管的结构示意图。电源E给灯丝K加热，从而发射出热电子，热电子在K、A间的强电场作用下高速向对阴极A飞去。电子流打到A极表面，激发出高频电磁波，这就是X射线。下列说法中正确的有：21世纪教育网

A.P、Q间应接高压直流电，且Q接正极21世纪教育网

B.P、Q间应接高压交流电21世纪教育网

C.K、A间是高速电子流即阴极射线，从A发出的是X射线即一种高频电磁波

D.从A发出的X射线的频率和P、Q间的交流电的频率相同　

解：K、A间的电场方向应该始终是向左的，所以P、Q间应接高压直流电，且Q接正极。从A发出的是X射线，其频率由光子能量大小决定。若P、Q间电压为U，则X射线的频率最高可达Ue/h。本题选AC。

例6：有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有

A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振

B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振

C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光

D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光

解：机械能中的横波能发生偏振。自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。本题应选BD。

4.光的电磁说21世纪教育网

⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波--这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。21世纪教育网

⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。21世纪教育网

各种电磁波的产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。21世纪教育网

⑶红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。21世纪教育网

⑷实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λ_m和物体温度T之间满足关系λ_m　 T = b(b为常数)。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中，可以根据接收到的恒星发出的光的频率，分析其表面温度。21世纪教育网

⑸可见光频率范围是3.9-7.5×10¹⁴Hz，波长范围是400-770nm。21世纪教育网

3.衍射21世纪教育网

注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射)21世纪教育网

⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。21世纪教育网

⑵发生明显衍射的条件是：障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象。)21世纪教育网

⑶在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。21世纪教育网

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目的要求21世纪教育网

复习光的干涉和光的衍射。21世纪教育网

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知识要点21世纪教育网

1.光的干涉21世纪教育网

光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种：21世纪教育网

⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。21世纪教育网

⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。21世纪教育网

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2干涉区域内产生的亮、暗纹条件21世纪教育网

⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ(n=0，1，2，……)21世纪教育网

⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=(n=0，1，2，……)21世纪教育网

相邻亮纹(暗纹)间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。21世纪教育网

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§2.光的本性21世纪教育网

§2.光的本性21世纪教育网

18.(16分)如图所示，半径较小的轨道是某行星公转的轨道，半径较大的轨道是地球公转的轨道.在地球上观测，发现该行星与太阳可呈现的视角(两物体与眼睛连线的夹角)有最大值，并且最大视角的正弦值为，试求该行星的公转周期为多少年(保留三位有效数字)？

17．(14分)在光滑水平面上有一个质量m=2kg的物体，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy，现突然加一个水平沿x轴正方向，大小为4N的力作用在物体上，使之开始运动，经过2s，所加力突然变为沿y轴正方向，大小不变；再经过2s,所加力又突然变为另一个大小和方向，使物体在此力的作用下又经2s速度变为零。求：

(1) 此力的方向。

(2) 速度为零时物体的位置。

16．(14分)我校课外活动小组自制一枚土火箭，设火箭发射实验时，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后经过4s到达离地面40 m高处燃料恰好用完。若空气阻力忽略不计，(g取10m/s² ) 求：

① 火箭的平均推力与重力的比值是多大？

② 火箭能到达的离地最大高度是多少？

③ 燃料燃烧结束后，火箭还能飞行多长时间？

15．(12分)在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于失重，因此无法利用天平称出物体的质量。科学家们用下述方法巧妙地测出了一物块的质量。将一带有推进器、总质量为m＝5㎏的小滑车静止放在一平台上，平台与小车间的动摩擦因数为0.005，开动推进器，小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动，测得小车前进1.25米历时5秒。关闭推进器，将被测物块固定在小车上，重复上述过程，测得5秒内小车前进了1.00米。问：科学家们用上述方法测得的物块的质量M是多少？