08 光的衍射和偏振习题

光的衍射和偏振习题

班级 姓名 学号 成绩

一、选择题

1、根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强决定于波阵面上所有面元发出的子波各自传到P 点的【 】

（A ）振动振幅之和 （B ）光强之和 （C ）相干叠加 （D ）振动振幅之和的平方 2、在单缝衍射实验中，缝宽2.0=a mm ，透镜焦距m 4.0=f ，入射光波长nm 500=λ，则在屏上中央亮纹中心位置上方2mm 处是亮纹还是暗纹？从这位置看去可以把波阵面分为几个半波带? 【 】

（A ）暗纹，4个半波带 （B ）亮纹，3个半波带 （C ）暗纹，3个半波带 （D ）亮纹，4个半波带

3、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽（还可以衍射），其他条件不变，则中央明条纹【 】

(A) 宽度不变，且中心强度也不变 (B) 宽度变小 (C) 宽度变大 (D) 宽度不变，但中心强度增大

4、某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm (1 nm ＝10-

9 m)的光谱线．在

光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处λ2的谱线的级数将是【 】

(A) 2，3，4，5 ．．． (B) 3，6，9，12．．．(C) 2，5，8，11．．． (D) 2，4，6，8 ．．．

5、一束单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数)(b a +为下列哪种情况时（a 为缝宽），

9,6,3=k 等主极大缺级？【 】

（A ）a b a 4=+ （B ）a b a 6=+ （C ）a b a 2=+ （D ）a b a 3=+

6、自然光从空气连续射入介质A 和B ，光入射角 600=i 时得到的反射光A R 和B R 都是完全偏振光（振动方向垂直入射面），由此可知，介质A 和介质B 的折射率之比为【 】

（A ）21 （B ）31

（C ）12 （D ）3

7、一束光强为0I 的自然光，相继通过三个偏振片1P 、2P 、3P 后出射光强为80I 。

已知1P 和3P 的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转2P ，要使出射光强为零，2P 至少应转过的角度

是【 】

（A ）30° （B ）45° （C ）60° （D ）90°

8、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是【 】

(A) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光 (B) 在入射面内振动的完全线偏振 (C) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光 (D) 垂直于入射面振动的完全线偏振光

二、填空题

1、惠更斯引入了 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，发展了惠更斯-菲涅耳原理。

2、光的干涉和衍射现象反映了光的 性质，光的偏振现象说明光波是 。

3、用波长λ=632.8nm(1nm=10-9m) 的平行光垂直入射在单缝上，缝后用焦距f=40cm 的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上．测得中央明条纹的宽度为 3.4mm ，单缝的宽度为 。

4、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 。

5、一束光垂直入射在偏振片P 上，以入射光线为轴转动P ，观察通过P 的光强的变化过程。若入射光是 光，则将看到光强不变；若入射光是 光，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光是 光，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗。

6、在单缝衍射中，若单缝两端A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为

23sin λϕ=a ，则A 、B 间可分为 个半波带，P 点处为 条纹。若光程差为λ2，则A 、

B 间可分为 个半波带，P 点处为 条纹。单缝衍射时中央明条纹的角宽度应为 。

７、今有电气石偏振片，它完全吸收平行于长链方向振动的光，但对垂直于长链方向振动的光吸收%20。当光强为0I 的自然光通过该偏振片后，出射光强为 ，再通过一电气石偏振片（作为检偏器）后，光强的范围在

8、如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S ，在屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝S 1和S 2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2，则当P 1与P 2的偏振化方向相互______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹．

三、计算题

1、波长500=λnm 的平行光，垂直地入射于一宽度为0.1=b mm 的单缝上，若在缝的后面有一焦距为100=f cm 的凸透镜，使光线聚焦于屏上，试问从衍射图样的中心到下列各点的距离如何？（1）第一级极小处（2）第一级亮条纹的极大处（3）第三级极小处。

P 2

P 1

2、月球距离地面约km 1086.35

⨯，设月光波长可按nm 550=λ计算，试问月球表面距离为

多远的两点才能被地面上直径cm 500=D 的天文望远镜所分辨？

3、为了测定一光栅的光栅常数，用波长为nm 8.632=λ的氦氖激光器的激光垂直照射光栅，做光栅的衍射光谱实验，已知第一级亮条纹出现在30°的方向上，问：

（1）这光栅的光栅常数是多大? 这光栅的1cm 内有多少条缝？ （2）第二级亮纹是否可能出现？为什么？

4、用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上，λ1=600 nm ，λ2=400 nm (1nm=10-9

m)，发现距中央明纹5cm 处λ1光的第k 级主极大和λ2光的第(k +1)级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f =50 cm ，试求： (1) 上述k =？ (2) 光栅常数d =？

5、已知平面透射光栅狭缝的宽b=1.582×10-3mm ，若以波长8.632=λnm 的单色光垂直入射在这一光栅上，发现第四级缺级，会聚透镜的焦距为1.5m 。试问：（1）光栅常数等于多少？（2）屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的距离为多少？（3）在屏上可能出现的全部亮条纹数目。

6、平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成60°夹角。求：

（1）如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收，则让自然光垂直入射后，其透射光的光强与入射光的光强之比是多大？

（2）如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了10%的能量，则透射光的光强与入射光的光强之比是多大？

（3）今在这两偏振片之间再平行地插入另一偏振片，使它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°角。此时，透射光的光强与入射光的光强之比又是多大？先按各偏振片均无吸收计算，再按各偏振片均吸收10%的能量计算。

四、简答题

为什么在日常生活中容易察觉声波的衍射现象而不大容易观察到光波的衍射现象？