6波动光学(衍射、偏振)练习与答案

第六次 波动光学（衍射、偏振）

班 级 ___________________

姓 名 ___________________

班内序号 ___________________

一、选择题：

1． 在单缝衍射实验中，若所用的入射平行单色光的波长 λ 与缝宽 a 的关系为

λ2=a ，则对应于第一级暗纹的衍射角为： [ ]

A ．8/π

B ．6/π

C ．4/π

D ．3/π

2． 在双缝干涉实验中，用单色自然光入射，在屏上形成干涉条纹。若将同一个偏

振片放在两缝后，则： [ ]

A ．干涉条纹变窄，且明条纹亮度减弱；

B ．干涉条纹的间距不变，但明条纹亮度加强；

C ．干涉条纹的间距不变，但明条纹亮度减弱；

D ．无干涉条纹。

3． 已知光栅常数cm b a 41000.6)(-⨯=+,透光缝cm a 4

105.1-⨯=.以波长为nm 600的单色光垂直照射在光栅上,其明条纹的特点是: [ ]

A ．不缺级，最大级数是10;

B ．缺2k 级，最大级数是9

C ．缺3k 级，最大级数是10;

D ．缺4k 级,最大级数是9

4．光强为 0I 的自然光依次通过两个偏振片1p 和 2p ，若 1p 和 2p 的偏振化方向

的夹角为030=α，则从 2p 透射出的偏振光的强度 I 是： [ ]

A ．041I

B ．022I

C ．081I

D ．083I 5． 自然光以060的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为

线偏振光，则知： [ ]

A ．折射光为线偏振光，折射角为030。

B ．折射光为部分偏振光，折射角为030。

C ．折射光为线偏振光，折射角不能确定。

D ．折射光为部分偏振光，折射角不能确定。

二、填空题：

1．惠更斯引入________的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_____________

的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯-菲涅耳原理。

2． 平行单色光垂直入射到单缝上，若屏幕上p 点处为第二级暗纹，则单缝处的波面相应

地可划分为___ _个半波带；若缝宽缩小一半，则p 点将是_ _级_ _纹。

3．一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a ，与不透明部

分宽度b 相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________________________。

4．一束自然光入射到单轴晶体内，将分成两束光，沿不同方向折射，这种现象

称为___________现象；其中一束折射光称为__________光，它遵从________定律；

另一束折射光称为___________光，它不遵从_________定律。在晶体内，这两束光

沿___________方向传播时，它们的传播速率相等。

5．假设某一媒质对于空气的 临界角．．．

（出现全反射现象的最小入射角）是045， 则光从空气中射向此媒质时的布儒斯特角．．．．．

为：____________________。 6．一束光是自然光和平面偏振光的混合，当它垂直通过一偏振片后，发现透射

光的强度与偏振片的偏振化方向有关，其透射的最大光强是最小光强的5倍，则入

射光中自然光和平面偏振光的强度之比为____________________。

7．在以下五个图中，前四个图表示线偏振光入射于两种介质的分界面上，最后

一图表示入射光是自然光。 五个图中，1n 、2n 为两种介质的折射率，图中入射角

)(120n n arctg i =>o 45，0i i ≠。 试在图中画出实际存在的折射光线和反射光线，并

用 点 或 短线 把振动方向表示出来。

(1) (2) (3)

(4) (5)

三、计算题：

1．在单缝夫琅和费衍射实验中，如垂直入射的光有两种波长：m n 400

1 =λ， m n

7602 =λ，已知单缝宽度cm a 2100.1-⨯=，透镜焦距cm f 50=。 （1）求：两种光的第一级衍射明纹中心之间的距离。

（2）若用光栅常数 cm d 3100.1-⨯= 的光栅替换单缝，其它条件不变，

求：两种光的第一级主极大之间的距离。

2．波长为m n 600 =λ的单色光垂直入射在一平面透射光栅上，测得第二级主极

大的衍射角为 2ϕ，且20.0sin 2=ϕ；已知第四级缺级。

（1）求：光栅常数（a + b ） ；

（2）求：光栅透光部分可能．．

的宽度a ； （3）在上述条件下，在衍射角为 2/2/πϕπ<<- 的范围内，理论上可观测

到多少条明条纹？ 它们的级数分别是什么？

3．假设入射的平面偏振光0I ，依次通过偏振片 1 P 和 2 P ； 1 P 和 2 P 的偏振化 方向，与原入射光光矢量0E 振动方向的夹角分别是 α 和 β（如图）。如果

要使从 2 P 透射出的偏振光的振动方向2E ，与原入射光的振动方向0E 互相

垂直，并且透射光的光强2I 达到最大，则 α 和 β 应满足什么样的条件？

答案

一、选择题：

1．B 2．C 3．D 4．D 5．B

二、填空题：

⒈ 子波；子波相干叠加 ⒉ 4；第一,暗 ⒊ λd k k <±±= ,3 ,1 ,0且 ⒋ 双折射；寻常；折射；非常；折射；光轴 ⒌ "8'44542 ︒≈tg arc ⒍ 1：2 ⒎ ⑴反射、折射，均为点子 ⑵反射、折射，均为短线 ⑶反射、折射，均为点子、互相垂直 ⑷折射，短线 ⑸反射,点子；折射,点子、短线；互相垂直

三、计算题：

1．⑴ 由单缝衍射明纹公式(1=k )知：

1 1 1 23)12(21sin λλφ=+=k a , a

f f t

g f x 2 3sin 1 111λφφ=⋅≈⋅= 21223)12(21sin λλφ=+=k a , a

f f t

g f x 2 3sin 2 222λφφ=⋅≈⋅=