光的偏振激光【見大題型】

＞題型梳理

目錄

知識點1:偏振、光的偏振........................................................................1

【題型1偏振現(xiàn)象】............................................................................2

知識點2:偏振現(xiàn)象的應用........................................................................5

【題型2偏振現(xiàn)象的應用】......................................................................6

知識點3:激光的特點及其應用....................................................................8

【題型3激光的特點及應用】....................................................................8

【題型4光現(xiàn)象的辨析】.......................................................................11

?舉一反三

知識點1：偏振、光的偏振

一、偏振

1、定義：波分為縱波和橫波。在縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向在同一直線上。在橫波中，各

點的振動方向總與波的傳播方向垂直。不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的。這個

現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。橫波的振動方向稱為“偏振方向”。

2、橫波獨有的特征

偏振現(xiàn)象是橫波所特有的，故利用偏振現(xiàn)象可判斷一列波是橫波還是縱波。

二、光的偏振

1、偏振片：由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，沿著這個方向振動的光波能順利通過偏

振片，偏振方向與這個方向垂直的光波不能通過，這個方向叫作“透振方向”。

2＞觀察光的偏振

（1）取一個偏振片尸，讓陽光或燈光通過偏振片尸，與偏振片透振方向相同的光能通過偏振片，如圖甲所

z]\O

（2）在偏振片尸的后面再放置另一個偏振片0,以光的傳播方向為軸旋轉偏振片。，當偏振片0與尸的透

振方向平行時，穿過。的光最強，如圖乙所示。

（3）當Q與P的透振方向垂直時，光不能透過0,如圖丙所示。

3、偏振光的產(chǎn)生方式

（1）讓自然光通過偏振片即可產(chǎn)生偏振光。

（2）自然光在玻璃、水面等表面反射或折射時，反射光和折射光都是偏振光，入射角變化時偏振的程度也

有變化。

【題型1偏振現(xiàn)象】

【例1】（24-25高二上?江蘇南通?月考）用圖示實驗裝置演示光的偏振現(xiàn)象，白熾燈。發(fā)出的光通過兩個

透振方向平行的偏振片尸，。照到光屏上，通過偏振片前后的光束分別用I、II、III表示，下列說法正確的

是（)

A.白熾燈發(fā)出的光是縱波

B.偏振片。起到起偏的作用

c.光束n中光振動方向與透振方向平行

D.將偏振片尸以光傳播方向為軸轉過45。，光束ni將消失

【答案】c

【解析】A.白熾燈的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、0照到光屏上，不能說明白熾燈的光是縱波,

A錯誤；

B.當白熾燈光經(jīng)偏振片尸后就成為偏振光，又經(jīng)與尸平行的偏振片。照到光屏上，所以偏振片。起到檢

偏的作用，B錯誤；

C.光束II中的光是經(jīng)偏振片尸透射來的，所以光束II中光振動方向與透振方向平行，C正確；

D.將偏振片P以光傳播方向為軸轉過45。，光束III將會減弱，D錯誤。

故選C。

【變式1-1］（23-24高二下?河北張家口?期中）如圖所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過偏振片尸和。，以光的傳

播方向為軸旋轉偏振片尸和。，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。以下說法正確的

A.僅旋轉偏振片P的過程中，透射光的強度一定不會發(fā)生變化

B.僅旋轉偏振片。的過程中，透射光的強度不一定會發(fā)生變化

C.同時旋轉偏振片尸、。的過程中，透射光的強度一定會發(fā)生變化

D.僅旋轉偏振片P或。的過程中，透射光的強度一定會發(fā)生變化

【答案】D

【解析】ABD.白熾燈發(fā)出的光為自然光，當通過偏振片尸后變成偏振光，旋轉偏振片尸或。時，通過P的

偏振光的振動方向和0的偏振方向不平行時，透射光的強度就會發(fā)生變化，故AB錯誤，D正確；

C.同時旋轉偏振片尸、0的過程中，可能P、0還是相互平行，透射光的強度不會發(fā)生變化，故C錯誤。

故選D。

【變式1-2]（24-25高二上?全國?單元測試）有一種魔術道具稱為“穿墻而過”。其結構是兩片塑料偏振片卷

起來，放進空心的透明圓筒內(nèi)，中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”，如圖甲所示。當圓筒中的

小球從2端滾向/端，居然穿過了“擋板”，如圖乙所示。則（）

A.該魔術說明光是縱波

B.該魔術對觀眾的觀察角度有要求

C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術

D.該魔術中對兩偏振片卷起來的方式有要求

【答案】D

【解析】A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，A錯誤；

B.任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象，不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同，該魔術對觀眾的觀察角度無要求,

B錯誤；

CD.當偏振片偏振方向與偏振光的方向平行時，偏振光可以全部通過偏振片，當偏振片偏振方向與偏振光

的方向垂直時，偏振光不能通過偏振片，則在中間區(qū)域放兩片偏振方向互相垂直的卷起來的偏振片時，自

然光不能通過，形成黑影，看起來就像一道墻，一片偏振片無法完成實驗，C錯誤，D正確。

故選D。

【變式1-3]（24-25高二上?上海?隨堂練習）當以入射光線為軸轉動偏振片時，通過偏振片觀察電燈、燭焰、

月球、反光的黑板，看到現(xiàn)象有何不同（）

①觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化

②觀察電燈和燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化

③觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化

④觀察月球和反光的黑板時，透射光的強弱隨偏振片的旋轉而變化

A.①③B.①④

C.②③D.②④

【答案】D

【解析】通過偏振片去觀察電燈、燭焰時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化。因為燈光、燭光都是

自然光，沿各個方向振動的光的強度相同，因此當偏振片旋轉時，透射出來的光波的振動方向雖然改變了,

但光的強弱沒有改變，①錯誤，②正確；月球和黑板反射的光已經(jīng)是偏振光，它通過偏振片透射過來的光

線和強弱都會隨偏振片的旋轉發(fā)生變化，③錯誤，④正確。

故選D。

知識點2：偏振現(xiàn)象的應用

一、相機的偏振濾光片

在拍攝水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，由于水面或玻璃表面的反射光的

干擾，常使景象不清楚，如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，就可使反射來的偏振光不能進入照相機

內(nèi)，從而可駛來拍出清晰的照片。

二、在汽車擋風玻璃上安裝偏振片

在夜間行車時，迎面開來汽車的車燈眩光常常使司機看不清路面，容易發(fā)生事故，如果在每輛車燈玻

璃上和司機前面的擋風玻璃上安裝一塊偏振片，并使它們的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解決這

一問題。

三、立體電影

在拍攝立體電影時，用兩個攝影機分別拍下同一物體的兩個畫面，放映時把兩個畫面同時放映在銀幕

上。在放映時，有兩個放映機，每個放映機鏡頭前放一個偏振片，兩個偏振片的透振方向相互垂直，觀眾

戴上用偏振片制成的眼鏡，銀幕上的兩個畫面分別通過兩只眼睛觀看，在人的腦海中就形成立體化的影像。

【題型2偏振現(xiàn)象的應用】

【例2】（23-24高二下?廣東潮州?期末）近視眼鏡上可以鍍一層增透膜，利用光的干涉來減少光線的反射,

提高鏡面清晰度。下列現(xiàn)象原理與上述相同的是（）

A.彎曲的水流可以導光B.用偏振眼鏡看3D電影，感受到立體的影像

C.陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色D.白光通過三棱鏡，出現(xiàn)色散現(xiàn)象

【答案】C

【解析】A.彎曲的水流可以導光是因為光在水和空氣界面上發(fā)生了全反射現(xiàn)象，故A錯誤;

B.用偏振眼鏡看3D電影，感受到立體的影像利用的光的偏振現(xiàn)象，故B錯誤；

C.陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色是因為光的干涉現(xiàn)象，故C正確；

D.白光通過三棱鏡，出現(xiàn)色散現(xiàn)象是因為光發(fā)生了折射現(xiàn)象，故D錯誤。

故選Co

【變式2-1］（2024?江蘇揚州?二模）觀看立體電影時要戴偏振片制成的眼鏡，眼鏡左右鏡片透振方向的夾

角是（）

A.0°B.30°C.60°D.90°

【答案】D

【解析】觀看立體電影時要戴偏振片制成的眼鏡，由于左右兩個放映窗口前的偏轉片的透振方向互相垂直,

因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏轉方向也互相垂直，這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾，兩束光的偏轉

方向仍然垂直，所以眼鏡左右鏡片透振方向的夾角是90。。

故選D。

【變式2-2］（多選）（24-25高三上?廣西?開學考試）某同學研究液晶顯示器的結構時發(fā)現(xiàn)，顯示器的表面

有一層偏光膜，如果將偏光膜撕下，顯示器就不能正常顯示畫面，變得純白一片，如圖所示。下列說法正

確的是（）

A.若轉動偏振片觀察屏幕，則畫面亮度的變化不明顯

B.若轉動偏振片觀察屏幕，則畫面出現(xiàn)明、暗交替的變化

C.若用撕下的偏光膜做成眼鏡，則戴上該眼鏡能看到正常的畫面

D.若用撕下的偏光膜做成眼鏡，則戴上該眼鏡仍看到純白的畫面

【答案】BC

【解析】AB.同學看到的光是偏振光，若轉動偏振片觀察屏幕，則畫面出現(xiàn)明、暗交替的變化，故A錯誤，

B正確；

CD.液晶顯示器發(fā)出的光為偏振光，這種偏振光人眼無法直接識別，偏光膜的作用是將這種偏振光轉換為

我們可以看到的彩色畫面，故若用撕下的偏光膜做成眼鏡，則戴上該眼鏡能看到正常的畫面，故C正確，D

錯誤。

故選BC?

【變式2-3］（多選）（24-25高二上?全國?單元測試）夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照

得睜不開眼睛，嚴重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆?；?/p>

時汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好與對面車燈發(fā)出的光的振動方向垂直，但還要能看清自

己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設置，下列措施可行的

是（）

A.前窗玻璃的透振方向是豎直的，前燈玻璃的透振方向是水平的

B.前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向都是豎直的

C.前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向都是斜向右上45°

D.前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向都是斜向左上45°

【答案】CD

【解析】A.若前窗玻璃的透振方向豎直、前燈玻璃的透振方向水平，從車燈發(fā)出的照射到物體上反射的光

將不能透過前窗玻璃，司機面前將是一片漆黑，所以不可行，故A錯誤；

B.若前窗玻璃與前燈玻璃的透振方向均豎直，則對面車燈發(fā)出的光仍能透過前窗玻璃照得司機睜不開眼睛，

所以不可行，故B錯誤；

CD.若前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向都是斜向右上45。，則對面車燈發(fā)出的光無法透振進本車車窗內(nèi)，

但自己車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后卻可以透振進本車車窗內(nèi)，本車司機能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的

物體，也不會被照得崢不開眼，C可行；同理，D可行，故CD正確。

故選CD?

知識點3：激光的特點及其應用

一、激光和激光的產(chǎn)生

1、傳播方向、偏振、相位等性質(zhì)完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工產(chǎn)生的光。

2、在現(xiàn)代科學技術中用激光器產(chǎn)生激光。

二、激光的特點及應用

特點應用原理

激光的頻率比無線電波高很多，它所能攜帶的信息量比無

相干性好光纖通信

線電波大

對準目標發(fā)射激光脈沖，測量發(fā)射脈沖和接收到反射脈沖

激光測距、激光雷達

的時間間隔，可精確求出發(fā)射點與目標之間的距離

平行度好

利用激光可以在光盤上刻錄密度很高的信息，也可以利用

激光讀寫（DVD機、光盤、光驅）

激光從DVD機或計算機的光盤上讀出記錄的信息

亮度高激光加工、激光手術、激光武器可在很小的空間、很短的時間內(nèi)集中很大的能量

【題型3激光的特點及應用】

【例3】（多選）（24-25高二上?全國?課后作業(yè)）激光被譽為“神奇的光”，關于激光的應用，下列說法正確

的是（）

A.激光用來控制核聚變，是因為它的方向性好，光源的能量能集中在很小一點上，可以在空間某個小

區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度

B.激光能像無線電波那樣被調(diào)制，用來傳遞信息

C.能用激光攔截導彈，摧毀衛(wèi)星，是因為激光在大氣中傳播不受大氣的影響

D.能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因為激光平行度好、方向性好

【答案】ABD

【解析】A.激光的方向性好，光源的能量能集中在很小一點上，可以在空間某個小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度,

所以可以用來控制核聚變，故A正確；

B.激光能像無線電波那樣被調(diào)制，用來傳遞信息，故B正確；

C.能用激光攔截導彈，摧毀衛(wèi)星，是因為激光方向性好、能量高，故C錯誤；

D.能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因為激光平行度好、方向性好，在傳播很遠距離后還可以保

持一定的強度，故D正確。

故選ABD。

【變式3-1]（24-25高二上?全國?單元測試）2023年諾貝爾物理學獎授予了三位杰出的科學家，以表彰他

們在阿秒激光技術領域的卓越貢獻。下列關于激光的說法正確的是（）

A.激光具有良好的單色性，光纖通信是激光和光導纖維相結合的產(chǎn)物

B.激光是由自然界中某種物質(zhì)直接發(fā)光產(chǎn)生的

C.激光束很容易給堅硬的材料打孔，是因為激光的平行度好

D.激光能夠比較精確地測量地球與月球之間的距離，是因為激光的亮度高

【答案】A

【解析】A.激光具有良好的單色性，光纖通信是激光和光導纖維相結合的產(chǎn)物，故A正確；

B.激光是人造光，自然界中無法直接產(chǎn)生，故B錯誤；

C.激光束很容易給堅硬的材料打孔，是因為激光的亮度高、強度大、能量集中，故C錯誤；

D.激光能夠比較精確地測量地球與月球之間的距離，是因為激光的平行度好，故D錯誤；

故選Ao

【變式3-2]（23-24高一下?重慶沙坪壩?期末）關于激光的描述，下列說法正確的是（）

A.激光是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象

B.激光在光導纖維中傳遞信息要比在真空中快

C.激光不能像無線電波那樣用來傳遞信息

D.激光檢查物體表面平整度利用了光的干涉原理

【答案】D

【解析】A.激光是橫波，能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，故A錯誤；

B.折射率與光速關系有

n=—

v

可知，激光在光導纖維中傳遞信息要比在真空中慢，故B錯誤;

C.激光是一種電磁波，能夠像無線電波那樣用來傳遞信息，故C錯誤;

D.激光檢查物體表面平整度是薄膜干涉現(xiàn)象，利用了光的干涉原理，故D正確。

故選D。

【變式3-3］（23-24高二下?廣東佛山?期末）如圖所示，用紅色激光對準球狀水滴照射，背面放上一副白屏,

就可以獲得水中微生物的衍射圖樣，對此，下列說法正確的是（）

r

微生物的

衍射圖樣

A.激光是一種橫波，傳播時需要介質(zhì)

B.激光進入水滴后波長不會發(fā)生變化

C.微生物的大小接近激光波長時，衍射現(xiàn)象明顯

D.換綠色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射圖樣

【答案】C

【解析】A.激光屬于電磁波，是一種橫波，傳播時不需要介質(zhì)，A錯誤;

B.激光進入水滴后，頻率不變，光速變小，根據(jù)公式

v

2

則波長減小，B錯誤;

C.當障礙物的大小小于等于光的波長時，會發(fā)生明顯的衍射，故微生物的大小接近激光波長時，衍射現(xiàn)象

明顯，C正確;

D.綠色激光的波長小于紅色激光的波長，但如果微生物的大小小于等于綠光的波長，也能發(fā)生明顯的衍射,

也能得到微生物的衍射圖樣，D錯誤;

故選C。

【題型4光現(xiàn)象的辨析】

【例4】（22-23高二下?遼寧沈陽?期中）關于光現(xiàn)象及應用，下列說法正確的是（）

A.攝影師拍攝水中的游魚時，常常在鏡頭前加裝一塊偏振鏡，偏振鏡旋轉到合適角度時，經(jīng)過水面的

反射光通過偏振鏡時減弱，拍攝效果較好

B.由于光的折射現(xiàn)象，空中的水鳥看到水里的魚的像比實際位置偏高，而水里的魚看到空中的水鳥的

像比實際位置偏低

C.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，陽光下肥皂泡表面有彩色花紋，都是光的干涉引起的

D.在光的雙縫干涉實驗中，其他條件不變，雙縫間距越小，觀察到屏上條紋間距越小

E.高性能相機鏡頭表面鍍了一層透光的膜，看起來有顏色，這是由光的偏振現(xiàn)象引起的

【答案】A

【解析】A.經(jīng)過水面的反射光是偏振光，當偏振片方向與反射光的偏振方向垂直時，可知減弱反射光，拍

攝效果較好，故A正確；

B.由于光的折射現(xiàn)象，空中的水鳥看到水里的魚的像比實際位置偏高，而水里的魚看到空中的水鳥的像比

實際位置偏高，故B錯誤；

C.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的折射和全反射引起的，陽光下肥皂泡表面有彩色花紋，是光的干涉引起的,

故c錯誤；

D.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式

Ax=-2

d

可知在光的雙縫干涉實驗中，其他條件不變，雙縫間距越小，觀察到屏上條紋間距越大，故D錯誤；

E.高性能相機鏡頭表面鍍了一層透光的膜，光線經(jīng)過膜的表面和鏡頭表面的反射光發(fā)生干涉，看起來有顏

色，這是由光的干涉現(xiàn)象引起的，故E錯誤。

故選Ao

【變式4-1］（23-24高二下?北京海淀?期末）關于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.為了增加光的透射，通常在攝像機的鏡頭表面鍍一層特定厚度的薄膜，這是利用了光的干涉

B.光照射到不透明圓盤后，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑，這是光的偏振現(xiàn)象

C.在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，銀幕上的圖像才清晰，這副眼鏡利用了光的全反射

D.用光導纖維傳輸載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的信息，這是利用了光的衍射

【答案】A

【解析】A.為了增加光的透射，通常在攝像機的鏡頭表面鍍一層特定厚度的薄膜，這是薄膜干涉現(xiàn)象，利

用了光的干涉，故A正確；

B.光照射到不透明圓盤后，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑，這是光的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；

C.在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，銀幕上的圖像才清晰，這副眼鏡利用了光的偏振，故C錯

誤；

D.用光導纖維傳輸載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的信息，這是利用了光的全反射，故D錯誤。

故選Ao

【變式4-2］（23-24高三上?山東濰坊?期末）如圖所示，關于下列光現(xiàn)象說法正確的是（）

A.圖甲是雙縫干涉原理圖，若只增大擋扳上兩個狹縫跖、5間的距離d,兩相鄰亮條紋間距離將增大

B.圖乙中光能在光導纖維內(nèi)通過全反射進行傳播，是因為光導纖維內(nèi)芯的折射率比外套小

C.圖丙中肥皂膜上