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2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第四章第七节激光 Word版含解析基础过关1.下列说法正确的是( )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，有独特的特点答案：ABCD2.激光的主要特点有：（1)_；（2)_；（3) _.答案：（1)相干性好 （2)平行度好 （3)亮度高3.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.激光可以像刀了一样切除肿瘤解析：两支普通铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光；光是横波，偏振光也是横波；激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象；激光有很多用途，其中包括做手术，切除肿瘤.答案：D综合运用4.简要介绍全息照相技术.简答：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可记录光波的相位信息.同一束激光被分为两部分，一部分直接照射到底片上（称为参考光），另一部分通过被拍摄物反射后再到达底片（称为物光）.参考光和物在光在底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的干涉条级.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.5.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：激光的单向性好，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.答案：C6.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，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nB.该光在真空中的波长为/nC.该光的频率为c/D.该光的频率为c/n解析：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介质中的波长.答案：AD7.一般认为激光器发出的是频率为v的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是v（也称频率宽度）.让单色光照射到薄膜表面，一部分从前表面反射回来（这部分称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分称为乙光）.甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉.乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间t.理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：t的最大值tm与v的乘积近似等于1，即只有满足tmv1，才会观察到明显的稳定的干涉现象.图4-7-1已知某红宝石激光器发出的激光v=4.321014 Hz，它的频率宽度v=8.0109 Hz.让这束单色光由空气斜射到折射率n=的薄膜表面，射入时与薄膜表面成45角如图4-7-1所示.（1)求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速率.（2)估算在图4-7-1所示的情景下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度dm.解析：（1)设从O点射入薄膜中的光线的折射角为r.根据折射定律有：n=sin45/sinr所以折射角为r=arcsin（)=arcsin（1/2)=30光在薄膜中的传播速率v=c/n=2.12108 m/s.（2)乙光在薄膜中经过的路程s=,乙光通过薄膜所用时间t=,当t取最大值tm时，对应的薄膜厚度最大又因为tmv1,所以,解出dm =1.1510-2 m.答案：（1）折射角r=30 2.12108 m/s（2）1.1510-2 m8.一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/molK，密度=7.90103 kg/m3，熔点Tm=1 798 K，熔解热L=1.49104 J/mol，摩尔质量U=5610-3 kg.解析：激光所照射到的质量为M的部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为Q=（cT+L）=Pt80% 其中质量M=Ad.代入数据解得t=0.192 s答案：0.192 s9.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中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，其含义是不管入射角多大都能在测量壁发生全反射.今入射角等于90，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可以求出材料的折射率.设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为，折射光线射向侧面时的入射角为，如图4-7-2所示.图4-7-2由折射定律：n=,由几何关系：+=90,sin=cos.由全反射临界角的公式：sin=,cos=,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=,解得n=,光导纤维的折射率应为n.答案：至少为
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