高中物理 第十三章 光 8 激光課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41

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激光 基礎(chǔ)鞏固 1．在演示雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)時(shí)，常用激光做光源，這主要是應(yīng)用激光的(　　) A．亮度高 B．平行性好 C．單色性好 D．波動(dòng)性好 2．激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船。激光由地面激光站或空間激光動(dòng)力衛(wèi)星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，使推進(jìn)劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃?xì)饬?，以極高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的(　　) A．單色性好 B．平行度好 C．高能量 D．相干性好 3．根據(jù)激光亮度高、能量集中的特點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)上可以利用激光(　　) A．殺菌消毒　　　　　　　 B．切除腫瘤 C．透視人體 D．“焊接”剝落的視網(wǎng)膜 4．關(guān)于激光與自然光，下列說法正確的是(　　) A．激光是只含一種頻率的光，而自然光是含有各種頻率的光，所以激光的相干性好 B．自然光是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的，而激光是人工產(chǎn)生的，所以激光不是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的 C．激光和自然光都具有相同的電磁本質(zhì)，它們都是電磁波 D．相干性好是激光與普通光的根本區(qū)別 5．一激光機(jī)發(fā)光功率為P，發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ，c表示光在真空中的速度，下列說法中正確的是(　　) A．該光在真空中的波長(zhǎng)為nλ B．該光在真空中的波長(zhǎng)為 C．該光的頻率為 D．該光的頻率為 能力提升 6．2003年3月1日，美軍空投傳單，向伊軍宣傳說，美國(guó)利用衛(wèi)星可以將地面狀況看得一清二楚，而伊方稱，已在首都布滿了對(duì)空激光炮，試問：在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，伊方欲用激光器擊毀觀測(cè)到位于地平線上方的空間站，則應(yīng)將激光器(　　) A．瞄高些 B．瞄低些 C．沿視線直接瞄準(zhǔn) D．若激光束是紅色，而空間站是藍(lán)色的，則應(yīng)瞄高些 7．激光散斑測(cè)速是一種嶄新的測(cè)速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對(duì)”相當(dāng)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測(cè)物體的速度與二次曝光時(shí)間間隔的乘積等于雙縫間距。實(shí)驗(yàn)中可測(cè)得二次曝光時(shí)間間隔Δt、雙縫到屏之距離l以及相鄰兩條亮紋間距Δx。若所用激光波長(zhǎng)為λ，則該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式是(　　) A．v＝ B．v＝ C．v＝ D．v＝ 8．一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為f的“單色光”，實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻率是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Δf(也稱頻率寬度)。讓單色光照射到薄膜表面，一部分從前表面反射回來(這部分稱為甲光)，其余的進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分從薄膜后表面反射回來，并從前表面射出(這部分稱為乙光)。甲、乙這兩部分光疊加而發(fā)生干涉，稱為薄膜干涉。乙光與甲光相比，要多在薄膜中傳播一小段時(shí)間Δt，理論和實(shí)踐都證明，能觀察到明顯的干涉現(xiàn)象的條件是：Δt的最大值Δtm與Δf的乘積近似等于1，即只有滿足ΔtΔf＝1，才會(huì)觀察到明顯的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。 已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光f＝4.321014 Hz，它的頻率寬度Δf＝8.0109 Hz。讓這束單色光由空氣斜射到折射率n＝ 的薄膜表面，射入時(shí)與薄膜表面成45角，如圖所示。 (1)求從O點(diǎn)射入薄膜中的光線的傳播速率。 (2)估算在如圖所示的情景下，能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。 參考答案 1. 答案：C　點(diǎn)撥：頻率相同的兩束光相遇才能發(fā)生干涉，激光的單色性好，頻率單一，通過雙縫時(shí)能夠得到兩束相干光，故C正確。 2. 答案：BC　點(diǎn)撥：激光的平行度好且高能量，可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，這樣可以給火箭提供高能量。 3. 答案：BD　點(diǎn)撥：利用激光亮度高、能量集中的特點(diǎn)可以在醫(yī)學(xué)上“焊接”剝落的視網(wǎng)膜，當(dāng)作“光刀”切除腫瘤。 4. 答案：CD　點(diǎn)撥：激光的頻率也有一定的范圍，不能錯(cuò)誤地理解激光單色性好的含義，所有的光都是由物質(zhì)的原子發(fā)射的，故A、B錯(cuò)誤。 5. 答案：AD　點(diǎn)撥：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不會(huì)發(fā)生變化，對(duì)激光也是一樣；由n＝和v＝fλ得f＝，所以λ空＝＝nλ。 6. 答案：C　點(diǎn)撥：根據(jù)光路可逆，沿瞄準(zhǔn)方向發(fā)射激光，由激光的平行度很高且光速很快可知應(yīng)當(dāng)瞄準(zhǔn)。 7. 答案：B　點(diǎn)撥：雙縫干涉條紋間距Δx＝，又d＝vΔt，故選B。 8. 答案：(1)2.12108 m/s　(2)1.1510－2 m 點(diǎn)撥：(1)設(shè)從O點(diǎn)射入薄膜中的光線的折射角為r，根據(jù)折射定律有n＝，所以折射角為r＝arcsin()＝arcsin＝30。光在薄膜中的傳播速率v＝＝2.12108 m/s。 (2)光在薄膜中經(jīng)過的路程s＝，光通過薄膜所用時(shí)間Δt＝，當(dāng)Δt取最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的薄膜厚度最大。又因?yàn)棣Δf＝1，所以，解出dm＝＝1.1510－2 m。