第十二章(一)波动光学

第十二章（一） 波动光学

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一、选择题

1．在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中

(A) 传播的路程相等，走过的光程相等；

(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等；

(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等；

(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等。

( )

2．在双缝干涉实验中，两缝间距为d ，双缝与屏幕的距离为D (D >>d )，入射光波长为λ，屏幕上相邻明条纹之间的距离为

(A) d D λ； (B) D d λ； (C) d D 2λ； (D) D

d 2λ。

3．如图所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，

若将一折射率为n 、劈角为α的透明楔块b 插入光线2中，则当楔块b 缓慢地向上移动时（只遮住S 2），屏C 上的干

涉条纹

(A) 间隔变大，向下移动； (B) 间隔变小，向上移动； (C) 间隔不变，向下移动； (D)

间隔不变，向上移动。 ( )

4．在玻璃（折射率为1.60）表面镀一层MgF 2（折射率为1.38）薄膜作为增透膜。为了使波长为500nm 的光从空气（折射率为1.00）正入射时尽可能少反射，MgF 2薄膜的最小厚度应是

(A) 125nm ； (B) 181nm ； (C) 250nm ； (D) 78.1nm ； (E) 90.6nm 。

( )

5．人们常利用劈形空气膜的干涉，以检验工件的表面的平整度，当波长为λ的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图所示，图中每一个条纹弯曲部分的顶点恰好与右边相邻明条纹的直线部分相切，由图可判断工件表面：

(A) 有一凹陷的槽，深为4

λ； (B) 有一凹陷的槽，深为2

λ； (C) 有一凸起的梗，高为4

λ； (D) 有一凸起的梗，高为2

λ。

6．在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是

(A) ； (B) n 2λ

； (C) n

λ； (D) )1(2-n λ。 ( )

7．在单缝夫琅和费衍射实验中，若使缝宽减小，其它条件不变，则中央明条纹

(A) 宽度变小；

(B) 宽度变大；

(C) 宽度不变，且中心的光强度也不变；

(D) 宽度不变，但中心的光强度变小。

( )

8．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a = 4λ的单缝上，对应于衍射角为30º的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为

(A) 2个； (B) 4个； (C) 6个； (D) 8个。

( )

二、填空题

1．在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时，观测到干涉条纹的间距为1.33mm ，当把实验装置放在水中时（水的折射率n =1.33）,则相邻明条纹的间距变为 。

2．相干光必须满足的条件是

⑴ ；

⑵ ；

⑶ 。

光干涉加强的条件是： ； 光干涉减弱的条件是： 。

3．如图所示，若劈形空气膜上表面向上平移，干涉条纹发生的变化

为___________________；若劈形空气膜上表面向右平移，干涉条纹

的变化为____________________；若劈形空气膜的夹角增大，干涉

条纹的变化为_________________________________________。

4. 当白光以入射角︒=30i 照射折射率33.12=n 的肥皂膜时，反射光呈现黄色（nm 600=λ），则此肥皂膜的最小厚度应为 。

5．用波长为λ的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空

气膜上下表面反射的光形成的牛顿环。若使平凸透镜慢慢地垂直向

上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d 的移动过程中，

移过视场中某固定观察点的条纹数目等于 。

填空题5图

6．在夫琅和费单缝衍射实验中，λϕ3sin ±=a ，表明在条纹对应衍射角ϕ的方向上，单缝处的波阵面被分成___________个半波带，此时在位于透镜焦平面的屏上将形成_______________纹（明、暗）。如果透镜焦距为f , 则条纹在透镜焦平面屏上的位置x = ______________________。

7．在单缝衍射中，级次越髙的明条纹，其亮度越小，原因是 。

8．在夫琅和费单缝衍射试验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光nm)589(1=λ中央明纹宽度为4.0mm ，则nm 4422=λ的蓝紫色光的中央明纹宽度为 。

三、计算题

1．用复色光垂直照射一薄膜，此薄膜处于空气中，其厚度m 1047

-⨯=e ，折射率为4.12=n 。试问在可见光范围内，哪些波长的光在反射时干涉加强？

2．在双缝干涉实验中，波长nm 550=λ的单色平行光垂直入射到缝间距m 1024-⨯=d 的双缝上，屏到双缝的距离m 2=D 。求：

⑴ 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；

⑵ 用一厚度为m 106.66-⨯=e 、折射率为58.1=n 的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？

3．如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃之间有一小缝隙e 0 。现用波长为 λ 的单色光垂直照射，已知平凸透镜的曲率半径为R ，求反射光形成的牛顿环的各暗环半径。

4．一束紫色平行光垂直入射到一宽度mm 5.0=a 的单缝上。单缝后面放置一焦距m 40.0=f 的透镜，使衍射条纹呈现在位于透镜焦平面的屏幕上。若在距离中央明条纹中心为mm 20.1=x 处观察到明条纹，试求入射光波长λ。从该方向望去，单缝处的波前被分为几个波带？

计算题3图