长沙理工大物波动光学题库及答案
(完整版)大学物理波动光学的题目库及答案
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一、选择题:(每题3分)1、在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为(A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n .(C) 1.5 n λ. (D) 3 λ. [ ]2、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. [ ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为∆φ,则(A) l =3 λ / 2,∆φ=3π. (B) l =3 λ / (2n ),∆φ=3n π.(C) l =3 λ / (2n ),∆φ=3π. (D) l =3n λ / 2,∆φ=3n π. [ ]5、如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ.(C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ ]6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 .(C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[ ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2>n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2.(C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1n 13λn 3n 3[ ]8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 ),单色光波长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m ),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2λD / d . (B) λ d / D .(C) dD / λ. (D) λD /d . [ ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d .(C) λd / (nD ). (D) λD / (2nd ). [ ]15、一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [ ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它S S '们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ ]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd .(C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ ]18、在迈克耳孙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) λ / 2. (B) λ / (2n ).(C) λ / n . (D) ()12-n λ. [ ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =4 λ的单缝上,对应于衍射角为30°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. [ ]20、一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A) λ / 2. (B) λ. (C) 3λ / 2 . (D) 2λ . [ ]21、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的光强度决定于波阵面S 上所有面积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) 振动振幅之和的平方. (D) 振动的相干叠加. [ ]22、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ=±π / 6,则缝宽的大小为(A) λ / 2. (B) λ.(C) 2λ. (D) 3 λ . [ ]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小. (B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变. (D) 光强也不变. [ ]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为ϕ=30°的方位上.所用单色光波长为λ=500 nm ,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m . (B) 1.0×10-5 m .(C) 1.0×10-6 m . (D) 2.5×10-7 . [ ]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm 的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m 的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm ,则入射光波长约为 (1nm=10−9m) (A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600 nm [ ]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大. [ ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小;(B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小. [ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成 3个半波带,则缝宽度a 等于(A) λ. (B) 1.5 λ.(C) 2 λ. (D) 3 λ. [ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的 (A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍. (C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍. (E) 2倍. [ ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 . (C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现?(A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ ]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲O y x λL C fa使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅.(B) 换一个光栅常数较大的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动. [ ]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0×10-1 mm . (B) 1.0×10-1 mm .(C) 1.0×10-2 mm . (D) 1.0×10-3 mm . [ ]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b . (C) a=2b . (D) a=3 b . [ ]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹. [ ]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. [ ]38、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I 为(A) 4/0I 2 . (B) I 0 / 4.(C) I 0 / 2. (D) 2I 0 / 2. [ ]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. [ ]40、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) 在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. [ ]二、填空题:(每题4分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介 质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差δ=_____________________________.42、波长为λ的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差δ = __________________________.43、用波长为λ的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差δ =________________________.44、波长为λ的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相 位差 ∆φ=__________________.45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P 点处二相干光线的光程差为________________.46、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e .波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆φ=_______________________.47、如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相干光的相位差为________________.48、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm .若整个装置放 在水中,干涉条纹的间距将为____________________mm .(设水的折射率为4/3)50、在双缝干涉实验中,所用单色光波长为λ=562.5 nm (1nm =10-9 m),双缝与观察n 11 λp d r 1 r 2 S 2 S 1 n屏的距离D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为∆x =1.5 mm ,则双缝的间距d =__________________________.51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 ___________;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________.52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D ,两缝之间的距离为d (d <<D ),入射光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_______________________.53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),测得中央 零级明纹与第五级明之间的距离为x ,则入射光的波长为_________________.54、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N 倍,观察屏到双缝 的距离为D ,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、用λ=600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_______________________μm .(1 nm=10-9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角θ=1.0×10-4rad ,在波长λ=700 nm 的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l =0.25 cm ,由此可知此透明材料的折射率n =______________________.(1 nm=10-9 m)57、用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e =____________________.58、用波长为λ的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n 2的劈形膜(n 1>n 2 ,n 3>n 2),观察反射光干涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e =___________________.59、用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角θ=_______________.60、用波长为λ的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为λ的单色光.在干涉仪的可动反射镜移 动距离d 的过程中,干涉条纹将移动________________条.n 1n 2n 3 n 1n 2n 3 n 1n 2n 362、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为d的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离d的过程中,若观察到干涉条纹移动了N条,则所用光波的波长λ =______________.64、波长为600 nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上,缝后有一焦距f'=60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm=10﹣9 m)65、He-Ne激光器发出λ=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3 m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10 cm,则单缝的宽度a=________.66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P点处将是______________级__________________纹.68、波长为λ的单色光垂直入射在缝宽a=4 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ=30°,单缝处的波面可划分为______________个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P的_________________,决定了P点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长λ=500 nm (1 nm = 10-9 m),则单缝宽度为_____________________m.72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角ϕ =______________________.73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=2λ的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =______________________________.76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中,用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到 达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的一种方法是:用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ,或D 为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与λ,D ,l 的关系为a =______________________.78、某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的 衍射角为30°,则入射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的 ____________相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是 __________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm ,双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm ,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D =1.2 m ,双缝间距d =0.45 mm ,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm ,求光源发出的单色光的波长λ.83、用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角θ;(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?aλλP84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400 cm .用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm .(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、一平面衍射光栅宽2 cm ,共有8000条缝,用钠黄光(589.3 nm)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=109m)88、如图,P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上.(1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0 / 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角α (设α为锐角).89、三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起,P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化方向的夹角为α,P 2可以入射光线为轴转动.今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与α角的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随α角变化的函数曲线.90、两个偏振片P 1、P 2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P 1上,其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化方向夹角α是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60,一束光强为I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角.(1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n 1=1.00),Ⅱ为玻璃(n 2=1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以i角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光, (1) 入射角i 是多大?(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大? (3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?94、在水(折射率n 1=1.33)和一种玻璃(折射率n 2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角0i .95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角i 0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为 1.33,求布儒斯特角.水玻璃大学物理------波动光学参考答案 一、选择题 01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC二、填空题41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43.3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e n or πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变小, 变小; 52.dn D λ; 53. D dx 5; 54. N D ; 55. m μ2.1; 56. 40.1; 57. 249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl2λ; 60. 22n λ; 61. λ/2d ; 62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3;65. mm 21060.7-⨯; 66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4;69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73. 2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625;79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。
大学物理题库-波动光学 光的衍射习题与答案解析
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11、波动光学光的衍射一、选择题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成3个半波带,则缝宽度a等于(A) λ.(B) 1.5 λ.(C) 2 λ.(D) 3 λ.[]2.一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单Array缝AB上,装置如图.在屏幕D上形成衍射图样,如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC的长度为(A) λ / 2.(B) λ.(C) 3λ / 2 .(D) 2λ.[]3.在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[]4.在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大.[]5.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的(A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍.(C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ ] 6.λ在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,将单缝宽度a 稍梢变宽,同时使单缝沿y 轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动),则屏幕C 上的中央衍射条纹将(A) 变窄,同时向上移; (B) 变窄,同时向下移;(C) 变窄,不移动;(D) 变宽,同时向上移;(E) 变宽,不移. [ ] 7.一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现? (A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ] 8.在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b .(C) a=2b . (D) a=3 b . [ ]λ9.测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ] 10.波长λ=550 nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射于光栅常数d =2×10-4 cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5. [ ] 11.在双缝衍射实验中,若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离d 不变,而把两条缝的宽度a 略微加宽,则(A) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少. (B) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多. (C) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变. (D) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少.(E) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变多.[ ] 12.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) 2 ,5 ,8 ,11...... (C) 2 ,4 ,6 ,8 ......(D) 3 ,6 ,9 ,12...... [ ] 13.当单色平行光垂直入射时,观察单缝的夫琅禾费衍射图样.设0I 表示中央极大(主极大)的光强,1θ表示中央亮条纹的半角宽度.若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍,其他条件不变,则(A) 0I 增大为原来的9倍,1sin θ减小为原来的 31.(B) 0I 增大为原来的3倍,1sin θ减小为原来的 31.(C) 0I 增大为原来的3倍,1sin θ增大为原来的3倍.(D) 0I 不变,1sin θ减小为原来的 31. [ ]14.波长为0.168 nm (1 nm = 10-9 m)的X 射线以掠射角θ 射向某晶体表面时,在反射方向出现第一级极大,已知晶体的晶格常数为0.168 nm ,则θ 角为(A) 30°. (B) 45°.(C) 60°. (D) 90°. [ ] 15.X 射线射到晶体上,对于间距为d 的平行点阵平面,能产生衍射主极大的最大波长为 (A) d / 4. (B) d / 2.(C) d . (D) 2d . [ ]二、填空题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =___________________________. 2.如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为___________.3.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2λ的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个. 4.将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上,若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ,则缝的宽度等于_________. 5.波长为 600 nm 的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm 的单缝上,缝后有一焦距f '=60 cm 的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为_______,两个第三级暗纹之间的距离为______.(1 nm =10﹣9 m) 6.a λ在单缝夫琅禾费衍射示意图中,所画出的各Array条正入射光线间距相等,那末光线1与2在幕上P点上相遇时的相位差为______ P点应为_____ 点.7.测量未知单缝宽度a的一种方法是:用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l(实验上应保证D≈103a,或D为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与λ,D,l的关系为a =_ ___.8.波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为a,总缝数为N,光栅常数为d的光栅上,光栅方程(表示出现主极大的衍射角ϕ应满足的条件)为___________.9.一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________.10.若光栅的光栅常数d、缝宽a和入射光波长λ都保持不变,而使其缝数N增加,则光栅光谱的同级光谱线将变得___________.11.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为λ1=440 nm的第3级光谱线将与波长为λ2=______nm的第2级光谱线重叠.(1 nm =10 –9 m)12.一双缝衍射系统,缝宽为a,两缝中心间距为d.若双缝干涉的第±4,±8,±12,±16,…级主极大由于衍射的影响而消失(即缺级),则d/ a的最大值为____ ____________.13.汽车两盏前灯相距l,与观察者相距S= 10 km.夜间人眼瞳孔直径d= 5.0 mm.人眼敏感波长为λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m),若只考虑人眼的圆孔衍射,则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距l = _________m.14.在通常亮度下,人眼瞳孔直径约为3 mm.对波长为550 nm的绿光,最小分辨角约为_______rad.(1 nm = 10-9 m)15.X射线入射到晶格常数为d的晶体中,可能发生布喇格衍射的最大波长为____________.三、计算题(共6题)1. (6分)在单缝的夫琅禾费衍射中,缝宽a =0.100 mm ,平行光垂直入射在单缝上,波长λ=500 nm ,会聚透镜的焦距f =1.00 m .求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度∆x . (1 nm =10–9 m)2. (5分)如图所示,设波长为λ的平面波沿与单缝平面法线成θ角的方向入射,单缝AB 的宽度为a ,观察夫琅禾费衍射.试求出各极小值(即各暗条纹)的衍射角ϕ.3. (5分)一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一衍射光栅上,测得波长λ1的第三级主极大衍射角和λ2的第四级主极大衍射角均为30°.已知λ1=560 nm (1 nm= 10-9 m),试求: (1) 光栅常数a +b(2) 波长λ24. (10分)波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30°,且第三级是缺级.(1) 光栅常数(a + b )等于多少?(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少?(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后,求在衍射角-π21<ϕ<π21范围内可能观察到的全部主极大的级次.5.(10分)以波长为λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为d = 2.10 μm 、缝宽为a = 0.700 μm 的光栅上,入射角为i = 30.0°,求能看到哪几级光谱线.6. (5分)设汽车前灯光波长按λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)计算,两车灯的距离d = 1.22 m ,在夜间人眼的瞳孔直径为D = 5 mm ,试根据瑞利判据计算人眼刚能分辨上述两只车灯时,人与汽车的距离L .11、波动光学 光的衍射 答案一、选择题(共15题) 1-5:D 、B 、B 、A 、D 、 6-10:C 、B 、B 、D 、B 、 11-15:D 、D 、A 、A 、D 二、填空题(共15题)1、答案:30°2、答案:π3、答案:24、答案:λ / sin θ5、答案:1.2 mm ;3.6 mm6、答案:2π 暗7、答案:2λD / l8、答案:d sin ϕ =k λ ( k =0,±1,±2,···) 9、答案:0,±1,±3,........ 10、答案:更窄更亮 11、答案:660nm 12、答案:413、答案:1.34m14、答案:2.24×10-4 rad 15、答案:2d三、计算题(共6题)1、解:单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x 1为:a sin θ1 = λa f f f x /sin tg 111λθθ≈≈= (∵θ1很小) 2分单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x 2为: a sin θ2 = 2λa f f f x /2sin tg 222λθθ≈≈= (∵θ2很小) 2分 单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度 ()a a f x x x //2121λλ-≈-=∆= f λ / a=1.00×5.00×10-7 / (1.00×10-4) m=5.00 mm 2分2、解:1、2两光线的光程差,在如图情况下为ϕθδsin sin a a BD CA -=-= 2分由单缝衍射极小值条件a (sin θ-sin ϕ ) = ± k λ k = 1,2,…… 2分 (未排除k = 0 的扣1分)得 ϕ = sin —1( ± k λ / a+sin θ ) k = 1,2,……(k ≠ 0) 1分3、解:(1) 由光栅衍射主极大公式得 ()1330sin λ=+ b acm 1036.330sin 341-⨯==+λb a 3分 (2) ()2430sin λ=+ b a()4204/30sin 2=+= b a λnm 2分4、解:(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级,则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级,则对应于最小可能的a ,ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹:两式比较,得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ,(主极大) λϕk a '=sin ,(单缝衍射极小) (k '=1,2,3,......)L θ2 θ1 Cx 2 x 1 ∆x f因此 k =3,6,9,........缺级. 2分又因为k max =(a +b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0,±1,±2级明纹.(k=±4 在π / 2处看不到.) 2分5、解:(1) 斜入射时的光栅方程λθk i d d =-sin sin ,k = 0,±1,±2,… 2分规定i 从光栅G 的法线n -n 起,逆时针方向为正;θ 从光栅G 的法线n -n 起,逆时针方向为正.(2) 对应于i = 30°,设θ = 90°, k = k max1,则有λ1max 30sin 90sin k d d =︒-︒ )30sin 90)(sin /(1max ︒-︒=d d k λ= 2.10取整 k max1 = 2. 2分 (3) 对应于i = 30°,设θ = -90°, k = k max2, 则有 λ2max 30sin )90sin(k d d =︒-︒-]30sin )90)[sin(/(2max ︒-︒-=d d k λ = - 6.30取整 k max1 = -6. 2分 (4) 但因 d / a = 3,所以,第-6,-3,… 级谱线缺级. 2分 (5) 综上所述,能看到以下各级光谱线: -5,-4,-2,-1,0,1,2,共7条光谱线. 2分6、解:人眼最小分辨角为 θr = 1.22 λ /D 2分汽车两前灯对人眼的张角 L d /≈'θ1分 人眼刚能分辨两灯时,θθ'=r ,或 d / L =1.22 λ /D∴ ==)22.1/(λDd L 9.09 km 2分d 屏 光栅 透镜11、波动光学光的衍射一、选择题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成3个半波带,则缝宽度a等于(A) λ.(B) 1.5 λ.(C) 2 λ.(D) 3 λ.[]2.一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单Array缝AB上,装置如图.在屏幕D上形成衍射图样,如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC的长度为(A) λ / 2.(B) λ.(C) 3λ / 2 .(D) 2λ.[]3.在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[]4.在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大.[]5.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的(A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍.(C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ ] 6.λ在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,将单缝宽度a 稍梢变宽,同时使单缝沿y 轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动),则屏幕C 上的中央衍射条纹将(A) 变窄,同时向上移; (B) 变窄,同时向下移;(C) 变窄,不移动;(D) 变宽,同时向上移;(E) 变宽,不移. [ ] 7.一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现? (A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ] 8.在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b .(C) a=2b . (D) a=3 b . [ ]λ9.测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ] 10.波长λ=550 nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射于光栅常数d =2×10-4 cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5. [ ] 11.在双缝衍射实验中,若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离d 不变,而把两条缝的宽度a 略微加宽,则(A) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少. (B) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多. (C) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变. (D) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少.(E) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变多.[ ] 12.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) 2 ,5 ,8 ,11...... (C) 2 ,4 ,6 ,8 ......(D) 3 ,6 ,9 ,12...... [ ] 13.当单色平行光垂直入射时,观察单缝的夫琅禾费衍射图样.设0I 表示中央极大(主极大)的光强,1θ表示中央亮条纹的半角宽度.若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍,其他条件不变,则(A) 0I 增大为原来的9倍,1sin θ减小为原来的 31.(B) 0I 增大为原来的3倍,1sin θ减小为原来的 31.(C) 0I 增大为原来的3倍,1sin θ增大为原来的3倍.(D) 0I 不变,1sin θ减小为原来的 31. [ ]14.波长为0.168 nm (1 nm = 10-9 m)的X 射线以掠射角θ 射向某晶体表面时,在反射方向出现第一级极大,已知晶体的晶格常数为0.168 nm ,则θ 角为(A) 30°. (B) 45°.(C) 60°. (D) 90°. [ ] 15.X 射线射到晶体上,对于间距为d 的平行点阵平面,能产生衍射主极大的最大波长为 (A) d / 4. (B) d / 2.(C) d . (D) 2d . [ ]二、填空题(共15题)1.在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =___________________________. 2.如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为___________.3.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2λ的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个. 4.将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上,若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ,则缝的宽度等于_________. 5.波长为 600 nm 的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm 的单缝上,缝后有一焦距f '=60 cm 的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为_______,两个第三级暗纹之间的距离为______.(1 nm =10﹣9 m) 6.a λ在单缝夫琅禾费衍射示意图中,所画出的各Array条正入射光线间距相等,那末光线1与2在幕上P点上相遇时的相位差为______ P点应为_____ 点.7.测量未知单缝宽度a的一种方法是:用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l(实验上应保证D≈103a,或D为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与λ,D,l的关系为a =_ ___.8.波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为a,总缝数为N,光栅常数为d的光栅上,光栅方程(表示出现主极大的衍射角ϕ应满足的条件)为___________.9.一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________.10.若光栅的光栅常数d、缝宽a和入射光波长λ都保持不变,而使其缝数N增加,则光栅光谱的同级光谱线将变得___________.11.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为λ1=440 nm的第3级光谱线将与波长为λ2=______nm的第2级光谱线重叠.(1 nm =10 –9 m)12.一双缝衍射系统,缝宽为a,两缝中心间距为d.若双缝干涉的第±4,±8,±12,±16,…级主极大由于衍射的影响而消失(即缺级),则d/ a的最大值为____ ____________.13.汽车两盏前灯相距l,与观察者相距S= 10 km.夜间人眼瞳孔直径d= 5.0 mm.人眼敏感波长为λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m),若只考虑人眼的圆孔衍射,则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距l = _________m.14.在通常亮度下,人眼瞳孔直径约为3 mm.对波长为550 nm的绿光,最小分辨角约为_______rad.(1 nm = 10-9 m)15.X射线入射到晶格常数为d的晶体中,可能发生布喇格衍射的最大波长为____________.三、计算题(共6题)1. (6分)在单缝的夫琅禾费衍射中,缝宽a =0.100 mm ,平行光垂直入射在单缝上,波长λ=500 nm ,会聚透镜的焦距f =1.00 m .求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度∆x . (1 nm =10–9 m)2. (5分)如图所示,设波长为λ的平面波沿与单缝平面法线成θ角的方向入射,单缝AB 的宽度为a ,观察夫琅禾费衍射.试求出各极小值(即各暗条纹)的衍射角ϕ.3. (5分)一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一衍射光栅上,测得波长λ1的第三级主极大衍射角和λ2的第四级主极大衍射角均为30°.已知λ1=560 nm (1 nm= 10-9 m),试求: (1) 光栅常数a +b(2) 波长λ24. (10分)波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30°,且第三级是缺级.(1) 光栅常数(a + b )等于多少?(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少?(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后,求在衍射角-π21<ϕ<π21范围内可能观察到的全部主极大的级次.5.(10分)以波长为λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为d = 2.10 μm 、缝宽为a = 0.700 μm 的光栅上,入射角为i = 30.0°,求能看到哪几级光谱线.6. (5分)设汽车前灯光波长按λ = 550 nm (1 nm = 10-9 m)计算,两车灯的距离d = 1.22 m ,在夜间人眼的瞳孔直径为D = 5 mm ,试根据瑞利判据计算人眼刚能分辨上述两只车灯时,人与汽车的距离L .11、波动光学 光的衍射 答案一、选择题(共15题) 1-5:D 、B 、B 、A 、D 、 6-10:C 、B 、B 、D 、B 、 11-15:D 、D 、A 、A 、D 二、填空题(共15题)1、答案:30°2、答案:π3、答案:24、答案:λ / sin θ5、答案:1.2 mm ;3.6 mm6、答案:2π 暗7、答案:2λD / l8、答案:d sin ϕ =k λ ( k =0,±1,±2,···) 9、答案:0,±1,±3,........ 10、答案:更窄更亮 11、答案:660nm 12、答案:413、答案:1.34m14、答案:2.24×10-4 rad 15、答案:2d三、计算题(共6题)1、解:单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x 1为:a sin θ1 = λa f f f x /sin tg 111λθθ≈≈= (∵θ1很小) 2分单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x 2为: a sin θ2 = 2λa f f f x /2sin tg 222λθθ≈≈= (∵θ2很小) 2分 单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度 ()a a f x x x //2121λλ-≈-=∆= f λ / a=1.00×5.00×10-7 / (1.00×10-4) m=5.00 mm 2分2、解:1、2两光线的光程差,在如图情况下为ϕθδsin sin a a BD CA -=-= 2分由单缝衍射极小值条件a (sin θ-sin ϕ ) = ± k λ k = 1,2,…… 2分 (未排除k = 0 的扣1分)得 ϕ = sin —1( ± k λ / a+sin θ ) k = 1,2,……(k ≠ 0) 1分3、解:(1) 由光栅衍射主极大公式得 ()1330sin λ=+ b acm 1036.330sin 341-⨯==+λb a 3分 (2) ()2430sin λ=+ b a()4204/30sin 2=+= b a λnm 2分4、解:(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级,则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级,则对应于最小可能的a ,ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹:两式比较,得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ,(主极大) λϕk a '=sin ,(单缝衍射极小) (k '=1,2,3,......)L θ2 θ1 Cx 2 x 1 ∆x f因此 k =3,6,9,........缺级. 2分又因为k max =(a +b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0,±1,±2级明纹.(k=±4 在π / 2处看不到.) 2分5、解:(1) 斜入射时的光栅方程λθk i d d =-sin sin ,k = 0,±1,±2,… 2分规定i 从光栅G 的法线n -n 起,逆时针方向为正;θ 从光栅G 的法线n -n 起,逆时针方向为正.(2) 对应于i = 30°,设θ = 90°, k = k max1,则有λ1max 30sin 90sin k d d =︒-︒ )30sin 90)(sin /(1max ︒-︒=d d k λ= 2.10取整 k max1 = 2. 2分 (3) 对应于i = 30°,设θ = -90°, k = k max2, 则有 λ2max 30sin )90sin(k d d =︒-︒-]30sin )90)[sin(/(2max ︒-︒-=d d k λ = - 6.30取整 k max1 = -6. 2分 (4) 但因 d / a = 3,所以,第-6,-3,… 级谱线缺级. 2分 (5) 综上所述,能看到以下各级光谱线: -5,-4,-2,-1,0,1,2,共7条光谱线. 2分6、解:人眼最小分辨角为 θr = 1.22 λ /D 2分汽车两前灯对人眼的张角 L d /≈'θ1分 人眼刚能分辨两灯时,θθ'=r ,或 d / L =1.22 λ /D∴ ==)22.1/(λDd L 9.09 km 2分d 屏 光栅 透镜。
大物习题答案第6章 波动光学
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第6章波动光学6.1基本要求1.理解相干光的条件及获得相干光的方法.2.掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系,了解半波损失,掌握半波损失对薄膜干涉极大值和极小值条件的影响。
3.能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置4.了解迈克耳孙干涉仪的工作原理5.了解惠更斯-菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释.6.了解用波带法来分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法,会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响.7.了解衍射对光学仪器分辨率的影响.8.掌握光栅方程,会确定光栅衍射谱线的位置,会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响.9.理解自然光与偏振光的区别.10.理解布儒斯特定律和马吕斯定律.11.了解线偏振光的获得方法和检验方法.6.2基本概念1.相干光若两束光的光矢量满足频率相同、振动方向相同以及在相遇点上相位差保持恒定,则这两束光为相干光。
能够发出相干光的光源称为相干光源。
2.光程光程是在光通过介质中某一路程的相等时间内,光在真空中通过的距离。
若介质的折射率为n,光在介质中通过的距离为L,则光程为nL。
薄透镜不引起附加光程差。
光程差∆与相位差ϕ∆的关系2πϕλ∆=∆。
3.半波损失光在两种介质表面反射时相位发生突变的现象。
当光从光疏介质(折射率较小的介质)射向光密介质(折射率较大的介质)时,反射光的相位较之入射光的相位跃变了π,相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的光程差,所以称为半波损失。
4.杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉实验是利用波阵面分割法来获得相干光的。
用单色平行光照射一窄缝S ,窄缝相当于一个线光源。
S 后放有与其平行且对称的两狭缝S 1和S 2,两缝之间的距离很小。
两狭缝处在S 发出光波的同一波阵面上,构成一对初相位相同的等强度的相干光源,在双缝的后面放一个观察屏,可以在屏幕上观察到明暗相间的对称的干涉条纹,这些条纹都与狭缝平行,条纹间的距离相等。
5.薄膜干涉薄膜干涉是利用分振幅法来获得相干光的。
波动光学大学物理答案
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习题1313.1选择题(1)在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是[ ](A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [答案:C](2)两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小,并向棱边方向平移. (B) 间隔变大,并向远离棱边方向平移. (C) 间隔不变,向棱边方向平移.(D) 间隔变小,并向远离棱边方向平移. [答案:A](3)一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为[ ] (A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [答案:B](4)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了[ ](A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd . (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [答案:A](5)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为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) λ / 2 . (B) λ / (2n ). (C) λ / n . (D) λ / [2(n-1)]. [答案:D]13.2 填空题 (1)如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相干光的相位差为________________. [答案:2sin /d πθλ](2)在双缝干涉实验中,所用单色光波长为λ=562.5 nm (1nm =10-9 m),双缝与观察屏的距离D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为∆x =1.5 mm ,则双缝的间距d =__________________________.[答案:0.45mm](3)波长λ=600 nm 的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____________nm .(1 nm=10-9 m)[答案:900nm ](4)在杨氏双缝干涉实验中,整个装置的结构不变,全部由空气中浸入水中,则干涉条纹的间距将变 。
大学物理波动光学的题目库及答案
![大学物理波动光学的题目库及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/347ec71e3c1ec5da50e270b8.png)
一、选择题:(每题3分) 1、在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3,则此路径AB 的光程为(A) 1.5. (B) 1.5 n .(C) 1.5 n . (D) 3. [ ]2、在相同的时间内,一束波长为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. [ ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为,则 (A) l =3 / 2,=3. (B) l =3 / (2n ),=3n .(C) l =3/ (2n ),=3. (D) l =3n/ 2,=3n. [ ]PS 1S 2 r 1n 1n 2t 2r 2t 15、如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4n 2 e / . (B) 2n 2 e / .(C) (4n 2 e /. (D) (2n 2 e / . [ ]6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -/ 2 . (C) 2n 2 e -. (D) 2n 2 e -/ (2n 2).[ ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2>n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -/ 2. (C) 2n 2 e -. (D) 2n 2 e -/ (2n 2).[ ]8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 ),单色光波 长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为 (A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小. (C) 把两个缝的宽度稍微调窄.n 1n 2n 3eλn 2n 1n 3e①②n 2n 1n 3e①②(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为 (A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2D / d . (B)d / D .(C) dD / . (D)D /d . [ ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A)D / (nd ) (B) n D /d .(C) d / (nD ). (D)D / (2nd ). [ ]15、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为S 1S 2S S '(A). (B) / (4n ).(C) . (D)/ (2n ). [ ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ ]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd . (C) 2 ( n -1 ) d +/ 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ ]18、在迈克耳孙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,则薄膜的厚度是(A)/ 2. (B) / (2n ).(C) / n . (D)()12-n λ. [ ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,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30°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. [ ]20、一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A). (B). CfD LABλ(C) 3/ 2 .(D) 2.[]21、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 的光强度决定于波阵面S上所有面积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) 振动振幅之和的平方.(D) 振动的相干叠加.[]22、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为=±/ 6,则缝宽的大小为(A) .(B) .(C) 2.(D) 3.[]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为 30°的方位上.所用单色光波长为=500 nm,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m.(B) 1.0×10-m.(C) 1.0×10-6 m.(D) 2.5×10-7.[]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m 的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm,则入射光波长约为(1nm=10−9m)(A) 100 nm(B) 400 nm(C) 500 nm(D) 600 nm[]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大.[]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小; (B) 宽度变大; (C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小. [ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成 3个半波带,则缝宽度a 等于(A). (B) 1.5.(C) 2. (D) 3. [ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x将变为原来的(A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍.(C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现? (A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远Oy xLCfa的是(A) 紫光.(B) 绿光.(C) 黄光.(D) 红光.[]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅.(B) 换一个光栅常数较大的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动.[]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0×10-1 mm.(B) 1.0×10-1 mm.(C) 1.0×10-2 mm.(D) 1.0×10-3 mm.[]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为1b.(B) a=b.(A) a=2(C) a=2b.(D)a=3b.[]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹.[]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I0 / 8.(B) I0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I0 / 4.[]38、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I为(A) 4/0I2.(B) I0 / 4.(C) I0 / 2.(D) 2I0 / 2.[]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I0 / 8.(B) I0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I0 / 4.[]40、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) 在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[]二、填空题:(每题4分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________.42、波长为的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差=__________________________.43、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差=________________________.44、波长为的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差 =__________________.45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P 点处二相干光线的光程差为________________. 46、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e .波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干 光的相位差=_______________________.47、如图所示,波长为的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相干光的相位差为________________.48、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采n 1 = 1.00 n 2 = 1.30 n 3 = 1.50λen 1n n 1eλpd r 1 r 2S 2S 1 nOθ λS 1 S 2d用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm.若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为____________________mm.(设水的折射率为4/3)50、在双缝干涉实验中,所用单色光波长为=562.5 nm (1nm=10-9 m),双缝与观察屏的距离D=1.2 m,若测得屏上相邻明条纹间距为x=1.5 mm,则双缝的间距d=__________________________.51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距___________;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________.52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝之间的距离为d (d<<D),入射光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_______________________.53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d,双缝到屏的距离为D (D>>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x,则入射光的波长为_________________.54、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N倍,观察屏到双缝的距离为D,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、用=600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_______________________m.(1 nm=10-9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角=1.0×10-4rad,在波长=700 nm的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l=0.25 cm,由此可知此透明材料的折射率n=______________________.(1 nm=10-9 m)57、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对 应的厚度e =____________________.58、用波长为的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n 2的劈形膜(n 1>n 2 ,n 3>n 2),观察反射光干涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e =___________________.59、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角=_______________.60、用波长为的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离d 的过程中,干涉条纹将移动________________条.n 1n 2n 3n 1n 2n 3n 1n 2n 362、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为d的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离d的过程中,若观察到干涉条纹移动了N条,则所用光波的波长=______________.64、波长为600 nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上,缝后有一焦距f'=60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm=10﹣9 m)65、He-Ne激光器发出=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3 m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10 cm,则单缝的宽度a=________.66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P点处将是______________级__________________纹.68、波长为的单色光垂直入射在缝宽a=4 的单缝上.对应于衍射角ϕ=30°,单缝处的波面可划分为______________个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P的_________________,决定了P点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 109 m),则单缝宽度为_____________________m .72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央 明条纹边缘对应的衍射角ϕ =______________________.73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度a =5的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =______________________________.76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中,用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的一种方法是:用已知波长的平行光垂直入射在单缝上,AC D B1.5λaλ1234λLC fPABa在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l(实验上应保证D≈103a,或D 为几米),则由单缝衍射的原理可标出a与,D,l的关系为a =______________________.78、某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的衍射角为30°,则入射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的____________相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是__________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm,双缝间距为1.2 mm双缝与屏相距500 mm,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D=1.2 m,双缝间距d=0.45 mm,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm,求光源发出的单色光的波长.83、用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角;(2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R=400 cm.用某单色平行光垂直入射,观察反射O A 光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm.(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目. 85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50m 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强? (1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、一平面衍射光栅宽2 cm ,共有8000条缝,用钠黄光(589.3 nm)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=109m) 88、如图,P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上. (1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0/ 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角(设为锐角).89、三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起,P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化方向的夹角为,P 2可以入射光线为轴转动.今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收. (1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与角的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随角变化的函数曲线.90、两个偏振片P 1、P 2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P 1上,其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化方向夹角是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o60,一束光I 0IP P P强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角.(1) 强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n1=1.00),Ⅱ为玻璃(n2角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光,(1) 入射角i是多大?(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大?(3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?94、在水(折射率n1=1.33)和一种玻璃(折射率n2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角i'.95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角i0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光, (1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为1.33,求布儒斯特角.水玻璃大学物理------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB 21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC二、填空题41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43. 3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e nor πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变小, 变小; 52. dn D λ; 53. D dx 5; 54. ND; 55. m μ2.1; 56. 40.1; 57.249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl2λ; 60. 22n λ; 61. λ/2d ; 62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3; 65. mm 21060.7-⨯; 66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4; 69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73.2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625; 79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。
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一、选择题:(每题3 分)1、在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到B,若A、 B 两点相位差为 3 ,则此路径 AB 的光程为(A) 1.5 .(B) 1.5 n.(C) 1.5 n .(D) 3 .[]2、在相同的时间内,一束波长为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.3、如图, S1、S2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为 r 1 2 1 1 1 和 r .路径 S P 垂直穿过一块厚度为t ,折射率为 n的介质板,路径S2P 垂直穿过厚度为 t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) (r2 n2t 2 ) (r1 n1t1 ) S1S2[]t1 r1t2Pn1 r2n2(B) [ r2 ( n2 1)t2 ] [ r1 (n1 1)t2 ](C) (r2 n2t 2 ) (r1 n1 t1 )(D) n2 t2 n1t1 []4、真空中波长为的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从 A 点沿某一路径传播到 B 点,路径的长度为l. A、 B 两点光振动相位差记为,则(A) l = 3 / 2,=3.(B) l= 3 / (2n),=3n.(C) l = 3 / (2 n),=3.(D) l= 3n / 2,=3n.5、如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2 的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为 e,而且 n1> n2> n3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4 n e / .(B) 2 n e / .2 2(C) (4 n2 e / .(D) (2 n2 e / .[]6、如图所示,折射率为n 、厚度为 e 的透明介质薄膜2的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和 n3,已知 n1<n2< n3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2 n2 e.(B) 2 n2 e-/ 2 .(C) 2 n2 e-.(D) 2 n2 e-/ (2n2).7、如图所示,折射率为n 、厚度为 e 的透明介质薄膜的2上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和 n3,已知 n1< n2>n .若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜3上、下两表面反射的光束(用①与②示意 )的光程差是(A) 2 n e.(B) 2 n e- / 2.2 2 []n1n2 e n3① ②n1n2 en3[]① ②n1n2 e[]8 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 ) ,单色光波长为,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) D/d .(B)d/D .(C) D/(2 d).(D) d/(2D ).[]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A)使屏靠近双缝.(B)使两缝的间距变小.(C)把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源.[]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm ( 1 nm= 10-9 m) ,双缝间距为 2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm .(B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm(D) 3.1 mm .[]11、在双缝干涉实验中, 1 2 距离相等,若单色光源 S 到两缝 S 、S则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源 S 向下移动到示意S1图中的S 位置,则S O(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.S S2(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.(C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大.(D)中央明条纹向上移动,且条纹间距增大.[]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A)向下平移,且间距不变.(B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变.(D)向上平移,且间距改变.[]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为 D (D >> d).波长为的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2 D / d.(B) d / D.(C) dD /.(D) D /d.[]14 把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d,双缝到屏的距离为D (D >> d) ,所用单色光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) D / (nd)(B) n D /d.(C) d / (nD ).(D) D / (2 nd).[]15、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A).(B)/ (4 n).(C).(D) / (2n) .[]大学物理波动光学们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k的表达式为(A) r k =k R .(B) r k =k R / n .(C) r k =kn R .(D) r k =k / nR .[]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为 d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n- 1 ) d.(B) 2 nd.(C) 2 ( n- 1 ) d+ / 2 .(D) nd.(E) ( n- 1 ) d.[]18、在迈克耳孙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,则薄膜的厚度是(A) / 2.(B)/ (2 n).(C) / n.(D).[]2 n 119、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度为a= 4的单缝上,对应于衍射角为30°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.20、一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝 AB 上,装置如图.在屏幕 D 上形成衍射图样,如果 P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则[]L DAPBC 的长度为(A).(B).(C) 3 / 2 .(D) 2.[]BCf屏21、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 的光强度决定于波阵面S 上所有面积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) 振动振幅之和的平方.(D)振动的相干叠加.[]22、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为 =± / 6,则缝宽的大小为(A) .(B) .(C) 2 .(D) 3 .[]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上.所用单色光波长为=500 nm ,则单缝宽度为(A) 2.5 × 10 -m.(B) 1.0 × 10 m.25、一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm 的单缝上, 在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透镜. 已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm ,则入射光波长约 为 (1nm=10 - 9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm(D) 600 nm[ ]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小. (B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变. (D) 宽度不变,但中心强度增大.[ ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小; (B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小.[ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为 的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角 为 30°的方向上,若单缝处波面可分成 3 个半波带,则缝宽度 a 等于(A) .(B) 1.5 .(C) 2 .(D) 3 .[ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设 LC中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的 3,同时使入射的单色光的波长变为原来的 3 /a24,则屏幕 C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度 x 将变为原来的f(A) 3 / 4 倍.(B) 2 / 3 倍. y(C) 9 / 8 倍. (D) 1 / 2 倍.Ox(E) 2 倍.[]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉.(B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射.[] 31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b)为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度 ), k=3、 6、 9 等级次的主极大均不出现?(A) a + b=2 a .(C) a + b=4 a .(B) a +b=3 a .(A) a + b=6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远 的是(A) 紫光.(B) 绿光.(C) 黄光.(D) 红光.[]使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A)换一个光栅常数较小的光栅.(B)换一个光栅常数较大的光栅.(C)将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动.[]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0 × 10 - 1 mm.(B) 1.0 × 10 - 1 mm.(C) 1.0 × 10 - 2 mm.(D) 1.0 × 10 -3 mm .[]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度 a 和相邻两缝间不透光部分宽度 b 的关系为1(B) a=b .(A) a= b.2(C) a= 2b.(D) a= 3 b.[]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹.[]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为 I 0 的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8.(B) I 0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I 0 / 4 .[]38、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I 为(A) I0/ 4 2 .(B) I0 / 4.(C) I 0 / 2.(D) 2 I0/ 2.[]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为 I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8.(B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8.(D) 3 I 0 / 4.[]40、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)在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[]二、填空题:(每题 4 分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和 n2 的两块厚度均为 e 的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________ .42、波长为的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为 e,两束反射光的光程差=n1 = 1.00__________________________ .n2 = 1.30 en3 = 1.5043、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为 e 折射率为 1.5 的透明薄膜,两束反射光的光程差= ________________________ .44、波长为的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为 e,折射率为 n,透明薄膜放在折射率为n1的媒质中, n1< n,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差= __________________ .45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上 P 点到两缝的距离分别为 r1和 r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则 P 点处二相干光线的光程差为________________ .n1ne n1S1r1pdr 2S246、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为 1 2 的透明nn 和 n薄膜遮盖,二者的厚度均为e.波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差= _______________________ .47、如图所示,波长为的平行单色光斜入射到S1距离为 d 的双缝上,入射角为.在图中的屏中央 O 处( S1O S2 O ),两束相干光的相位差为 dO ________________ .S248、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49 、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为 1.0 mm .若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为____________________ mm. ( 设水的折射率为4/3 )屏的距离 D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为 x = 1.5 mm ,则双缝的间距 d = __________________________ .51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 ___________ ;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________ .52、把双缝干涉实验装置放在折射率为 n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为 D ,两缝之间的距离为 d (d<<D ),入射光在真空中的波长为 ,则屏上干涉条纹中相 邻明纹的间距是 _______________________ .53、在双缝干涉实验中,双缝间距为 d ,双缝到屏的距离为 D (D >>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为 x ,则入射光的波长为 _________________ . 54 、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N 倍,观察屏到双缝的距离为 D ,则屏上相邻明纹的间距为 _______________ .55、用 = 600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个 (不计中央暗斑 )暗环对应的空气膜厚度为_______________________ m . (1 nm=10 - 9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角 = 1.0×10 -4nm 的单色 rad ,在波长 = 700 光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距 l = 0.25 cm ,由此可知此透明材料的折射率n= ______________________ . (1 nm=10 - 9 m)57、用波长为 的单色光垂直照射折射率为 n 2 的劈形膜 (如图 )图中各部分折射率的关系是n 1< n 2< n 3 .观察反射光的干涉条纹, n 1n 2 从劈形膜顶开始向右数第 5 条暗条纹中心所对n 3应的厚度 e = ____________________ .58、用波长为 的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n的n 12劈形膜 (n 1 > n 2 , n 3> n 2 ),观察反射光干涉.从劈形膜顶n 2n 3开始,第 2 条明条纹对应的膜厚度e = ___________________ .59、用波长为 的单色光垂直照射折射率为 n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为 l ,则劈尖角 = _______________ .60、用波长为 的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n > n > n ),观n 1123察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第 2 条明条纹中心所对应的膜n 2 厚度 e = ___________________________ .n 361 、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为 的单色光.在干涉仪的可动反射镜移 动距离 d 的过程中,干涉条纹将移动 ________________ 条.62、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为 d 的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________ .63 、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离 d 的过程中,若观察到干涉条纹移动了 N 条,则所用光波的波长=______________ .64、波长为 600 nm 的单色平行光,垂直入射到缝宽为a= 0.60 mm 的单缝上,缝后有一焦距 f = 60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为 __________ ,两个第三级暗纹之间的距离为____________ . (1 nm= 10﹣9 m)65、 He -Ne 激光器发出=632.8 nm (1nm=10 -9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝 3 m 远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是 10 cm,则单缝的宽度 a=________ .66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________ 纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P 点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半, P 点处将是 ______________ 级 __________________ 纹.68、波长为的单色光垂直入射在缝宽a=4 的单缝上.对应于衍射角=30 °,单缝处的波面可划分为 ______________ 个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P 的 _________________ ,决定了 P 点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 10 9 m),则单缝宽度为 _____________________m .72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的 2 倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角=______________________ .73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射在宽度为a=2 的单缝上,对应于衍射角为 30 方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________ 个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波1.5长为 的单色光垂直入射在单缝上.若对应于 A会聚在 P 点的衍射光线在缝宽 a 处的波阵面恰1C 好分成 3 个半波带,图中 AC CD DB ,a2D 则光线 1 和 2 在 P 点的B3 4P相位差为 ______________ .75、在单缝夫琅禾费衍射实验中, 波长为 的单色光垂直入射在宽度 a=5 的单缝上.对应于衍射角 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5 个半波带,则衍射角 =______________________________ .76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图LC中,用波长为 的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则 A由单缝边缘的 A 、 B 两点分别到Pa达 P 点的衍射光线光程差是__________ .Bf77、测量未知单缝宽度 a 的一种方法是:用已知波长 的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为 l ( 实验上应保证 D ≈ 103a ,或 D 为几米 ),则由单缝衍射的原理可标出 a 与 ,D ,l 的关系为a =______________________ .78、某单色光垂直入射到一个每毫米有 800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的 衍射角为 30°,则入射光的波长应为 _________________ .79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的 ____________ 相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称 为 ______________ 晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是__________ 波.三、计算题: (每题 10 分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm ,双缝间距为 1.2 mm 双缝与屏相距 500 mm ,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离 D = 1.2 m ,双缝间距 d = 0.45 mm ,若测 得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为 1.5 mm ,求光源发出的单色光的波长 .83、用波长为 500 nm (1 nm=10 - 9 m) 的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气 劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边 l = 1.56 cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角 ;(2) 改用 600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R= 400 cm.用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第 5 个明环的半径是 0.30 cm .A(1) 求入射光的波长.O(2) 设图中 OA= 1.00 cm ,求在半径为 OA 的范围内可观察到的明环数目.85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为 0.50 m 的玻璃片.玻璃片的折射率为 1.50.在可见光范围内 (400 nm ~ 760 nm) 哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm=10 -9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10 -9 m)87、一平面衍射光栅宽 2 cm,共有8000 条缝,用钠黄光可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=10 -9m)88、如图,P1、P2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为 I 0的平行自然光垂直入射在P1上.(1) 求通过 P 后的光强 I .2 (589.3 nm) 垂直入射,试求出II0P 1P3P 2(2) 如果在 P1、P2之间插入第三个偏振片P3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I= I 0 / 32 ,求: P3的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角(设为锐角).89、三个偏振片P 、 P 、 P 顺序叠在一起,P 、 P3 的偏振化方向保持相互垂直,P11 2 3 1与 P2的偏振化方向的夹角为,P2可以入射光线为轴转动.今以强度为I0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与角的函数关系式;(2) 试定性画出在P2转动一周的过程中透射光强I 随角变化的函数曲线.90、两个偏振片P1、 P2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P1上,其光矢量振动方向与 P1 的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过 P1、 P2 后的出射光强为最大出射光强的 1 / 4 时, P1 、P2的偏振化方向夹角是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为60 o,一束光强为 I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成 30°角.(1)求透过每个偏振片后的光束强度;(2)若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成 45 和 90 角.(1)强度为 I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2)如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n1= 1.00) ,Ⅱ为玻璃 (n2= 1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以ii角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光,Ⅰ(1) 入射角 i 是多大?r(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大?Ⅱ(3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振I光?94、在水 (折射率 n1= 1.33) 和一种玻璃 ( 折射率 n2= 1.56 的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角 i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角i0.95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为 56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水 (折射率为 1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角 i0= 48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为 1.56 ,求:(1)该液体的折射率.(2)折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为 1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1)此入射光的入射角为多大?(2)折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为 1.33) 中入射到玻璃表面上(如图 ). 水当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.玻璃99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为 1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为 1.33 ,求布儒斯特角.大学物理 ------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA06-10 ABABB11-15 BBDAB16-20 BADBB21-25 DCBCC26-30 ABD DD31-35 BDBDB36-40 BABAC二、填空题41. ( n 1 n 2 )e or (n 2 n 1 )e ; 42. 2.60e ; 43. 3.0e+λ/2 or 3.0e-λ/2;44. (4ne1) or(4ne 1) ; 45. n( r 2r 1 ) ; 46. 2 (n 2n 1 ) e;47. 2 d sin / ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大;49. 0.75 ; 50. 0.45mm ; 51. 变小, 变小; 52.D ; 53.dx; 54. D ;dn 5D N55. 1.2 m ; 56. 1.40 ; 57.9; 58. 3; 59.rad ; 60. ;4n 24n 22nl2n 261. 2d / ; 62. 2(n 1)d ; 63. 2d / N ; 64. 1.2mm , 3.6mm ;65. 7.60 10 2 mm ;66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4 ;69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. 10 6 m ; 72.30 0 ; 73.2 ; 74.;75. 300 ; 76. 2 ; 77. 2D / l ; 78. 625nm ;79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。
大学物理波动光学汇总题库及规范标准答案
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一、选择题:(每题3分) 1、在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3,则此路径AB 的光程为(A) 1.5. (B) 1.5 n .(C) 1.5 n . (D) 3. [ ]2、在相同的时间内,一束波长为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. [ ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为,则 (A) l =3 / 2,=3. (B) l =3 / (2n ),=3n .(C) l = 3 / (2n ),=3. (D) l =3n/ 2,=3n. [ ]PS 1S 2 r 1n 1n 2t 2r 2t 15、如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4n 2 e / . (B) 2n 2 e / .(C) (4n 2 e /. (D) (2n 2 e / . [ ]6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -/ 2 . (C) 2n 2 e -. (D) 2n 2 e -/ (2n 2).[ ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2>n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -/ 2. (C) 2n 2 e -. (D) 2n 2 e -/ (2n 2).[ ]8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 ),单色光波 长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为 (A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小. (C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为 (A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .n 1n 2n 3eλn 2n 1n 3e①②n 2n 1n 3e①②(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2D / d . (B)d / D .(C) dD / . (D)D /d . [ ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A)D / (nd ) (B) n D /d .(C) d / (nD ). (D)D / (2nd ). [ ]15、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 (A). (B) / (4n ).(C) . (D)/ (2n ). [ ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为S 1S 2S S '(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ ]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd . (C) 2 ( n -1 ) d +/ 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ ]18、在迈克耳孙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,则薄膜的厚度是(A)/ 2. (B) / (2n ).(C) / n . (D)()12-n λ. [ ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,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30°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. [ ]20、一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A).(B). (C) 3/ 2 . (D) 2.[ ]21、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 的光强度决定于波阵面S 上所有面积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) 振动振幅之和的平方. (D) 振动的相干叠加. [ ]22、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为=±/ 6,则缝宽的大小为CfD LABλ(A) .(B) .(C) 2.(D) 3.[]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为 30°的方位上.所用单色光波长为=500 nm,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m.(B) 1.0×10-m.(C) 1.0×10-6 m.(D) 2.5×10-7.[]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m 的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm,则入射光波长约为(1nm=10−9m)(A) 100 nm(B) 400 nm(C) 500 nm(D) 600 nm[]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大.[]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小;(B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小.[]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成3个半波带,则缝宽度a等于(A) .(B) 1.5.(C) 2.(D) 3.[]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x将变为原来的(A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍.(C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现? (A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ ]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅. (B) 换一个光栅常数较大的光栅. (C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.Oy xLCfa(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动.[]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0×10-1 mm.(B) 1.0×10-1 mm.(C) 1.0×10-2 mm.(D) 1.0×10-3 mm.[]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为1b.(B) a=b.(A) a=2(C) a=2b.(D)a=3b.[]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹.[]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I0 / 8.(B) I0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I0 / 4.[]38、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I为(A) 4/0I2.(B) I0 / 4.(C) I0 / 2.(D) 2I0 / 2.[]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为 (A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. [ ]40、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) 在入射面内振动的完全线偏振光. (B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光. (C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. [ ] 二、填空题:(每题4分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介 质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________.42、波长为的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差=__________________________.43、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差=________________________.44、波长为的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差 =__________________.45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P 点处二相干光线的光程差为________________.n 1 = 1.00 n 2 = 1.30 n 3 = 1.50λen 1n n 1eλpd r 1 r 2S 2S 1 n46、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e .波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干 光的相位差=_______________________.47、如图所示,波长为的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相干光的相位差为________________.48、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm .若整个装置放 在水中,干涉条纹的间距将为____________________mm .(设水的折射率为4/3)50、在双缝干涉实验中,所用单色光波长为=562.5 nm (1nm =10-9 m),双缝与观察屏的距离D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为x =1.5 mm ,则双缝的间距d =__________________________.51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 ___________;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________.52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D ,两缝之间的距离为d (d <<D ),入射光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_______________________.Oθ λS 1 S 2d53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d,双缝到屏的距离为D (D>>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x,则入射光的波长为_________________.54、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N倍,观察屏到双缝的距离为D,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、用=600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_______________________m.(1 nm=10-9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角=1.0×10-4rad,在波长=700 nm的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l=0.25 cm,由此可知此透明材料的折射率n=______________________.(1 nm=10-9 m)57、用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n1<n2<n3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e=____________________.58、用波长为的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n2的劈形膜(n1>n2,n3>n2),观察反射光干涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e=___________________.n1n2n3n1n2n359、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角=_______________.60、用波长为的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离d 的过程中,干涉条纹将移动________________条.62、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n ,厚度为d 的透明薄 片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离d 的过程中,若观察到干涉条纹 移动了N 条,则所用光波的波长=______________.64、波长为 600 nm 的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm 的单缝上,缝后有一焦距f '=60 cm 的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的 宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm =10﹣9 m)65、He -Ne 激光器发出=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3 m 远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距 离是10 cm ,则单缝的宽度a =________.66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为 _________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是 ______________________________纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P 点处为第二 级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度 缩小一半,P 点处将是______________级__________________纹.68、波长为的单色光垂直入射在缝宽a =4的单缝上.对应于衍射角ϕ=30°,单缝处的波面可划分为______________个半波带.n 1n 2n 369、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察 点P 的_________________,决定了P 点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用 单色光波长500 nm (1 nm = 109 m),则单缝宽度为_____________________m .72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央 明条纹边缘对应的衍射角ϕ =______________________.73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =2的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度a =5的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =______________________________.AC D B1.5λaλ123476、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中,用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的一种方法是:用已知波长的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ,或D为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与,D ,l 的关系为a =______________________.78、某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的 衍射角为30°,则入射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的 ____________相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称 为______________晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是 __________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm ,双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm ,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D =1.2 m ,双缝间距d =0.45 mm ,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm ,求光源发出的单色光的波长.83、用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心. (1) 求此空气劈形膜的劈尖角;(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?λLC fPABa84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400 cm .用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm . (1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目. 85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50m 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强? (1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、一平面衍射光栅宽2 cm ,共有8000条缝,用钠黄光(589.3 nm)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=109m) 88、如图,P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上. (1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0/ 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角(设为锐角).89、三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起,P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化方向的夹角为,P 2可以入射光线为轴转动.今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收. (1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与角的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随角变化的函数曲线.90、两个偏振片P 1、P 2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P 1上,其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化方向夹角是多大?OAI 0IP P P91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o60,一束光强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角.(1) 强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n1=1.00),Ⅱ为玻璃(n2角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光,(1) 入射角i是多大?(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大?(3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?94、在水(折射率n1=1.33)和一种玻璃(折射率n2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角i'.95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角i0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光, (1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为1.33,求布儒斯特角.水玻璃大学物理------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB 21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC二、填空题41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43. 3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e nor πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变小, 变小; 52. dn D λ; 53. D dx 5; 54. ND; 55. m μ2.1; 56. 40.1; 57.249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl2λ; 60. 22n λ; 61. λ/2d ; 62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3; 65. mm 21060.7-⨯; 66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4; 69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73.2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625; 79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。
大学大学物理(二)习题答案-第单元 波动光学
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20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:第20XXXX 单元 波动光学(一)学号 姓名 专业、班级 课程班序号一 选择题[ A ]1. 如图所示,折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别为1n 和3n ,已知321n n n <<。
若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 22n e (B) 2e n 2λ-21(C) 22n e λ- (D) 22n e 22n λ-[ A ]2. 双缝干涉的实验中,两缝间距为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ),单色光波长为λ,屏幕上相邻的明条纹之间的距离为(A) d D λ (B) Dd λ (C) d D 2λ (D) D d 2λ[ B ]3. 如图,1S 、2S 是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为 1r 和2r 。
路径1S P 垂直穿过一块厚度为1t 、折射率为1n 的介质板,路径P S 2垂直穿过厚度为2t 、折射率为2n 的另一块介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([111222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n -[ C ]4. 如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且321n n n ><, 1λ 为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 1122λπn e n (B) πλπ+1212n en(C) πλπ+1124n e n (D) 1124λπn en 。
1λe1n 2n 3λe1n 2n 3n ①②S S1r 2r 1n 2n 1t 2tP[ B ]5. 如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。
(完整版)大学物理波动光学题库及答案
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一、选择题:(每题3分)1、在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为(A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n .(C) 1.5 n λ. (D) 3 λ. [ ]2、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. [ ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为∆φ,则(A) l =3 λ / 2,∆φ=3π. (B) l =3 λ / (2n ),∆φ=3n π.(C) l =3 λ / (2n ),∆φ=3π. (D) l =3n λ / 2,∆φ=3n π. [ ]5、如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ.(C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ ]6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 .(C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[ ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2>n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2.(C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1n 13λn 3n 3[ ]8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 ),单色光波长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m ),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2λD / d . (B) λ d / D .(C) dD / λ. (D) λD /d . [ ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d .(C) λd / (nD ). (D) λD / (2nd ). [ ]15、一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [ ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它S S '们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ ]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd .(C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ ]18、在迈克耳孙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) λ / 2. (B) λ / (2n ).(C) λ / n . (D) ()12-n λ. [ ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =4 λ的单缝上,对应于衍射角为30°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. [ ]20、一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A) λ / 2. (B) λ. (C) 3λ / 2 . (D) 2λ . [ ]21、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的光强度决定于波阵面S 上所有面积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) 振动振幅之和的平方. (D) 振动的相干叠加. [ ]22、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ=±π / 6,则缝宽的大小为(A) λ / 2. (B) λ.(C) 2λ. (D) 3 λ . [ ]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小. (B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变. (D) 光强也不变. [ ]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为ϕ=30°的方位上.所用单色光波长为λ=500 nm ,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m . (B) 1.0×10-5 m .(C) 1.0×10-6 m . (D) 2.5×10-7 . [ ]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm 的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m 的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm ,则入射光波长约为 (1nm=10−9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600 nm [ ]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大. [ ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小;(B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小. [ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成 3个半波带,则缝宽度a 等于(A) λ. (B) 1.5 λ.(C) 2 λ. (D) 3 λ. [ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的 (A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍. (C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍. (E) 2倍. [ ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 . (C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现?(A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ ]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲O y x λL C fa使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅.(B) 换一个光栅常数较大的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动. [ ]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0×10-1 mm . (B) 1.0×10-1 mm .(C) 1.0×10-2 mm . (D) 1.0×10-3 mm . [ ]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b . (C) a=2b . (D) a=3 b . [ ]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹. [ ]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. [ ]38、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I 为(A) 4/0I 2 . (B) I 0 / 4.(C) I 0 / 2. (D) 2I 0 / 2. [ ]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. [ ]40、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) 在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. [ ]二、填空题:(每题4分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介 质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差δ=_____________________________.42、波长为λ的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差δ = __________________________.43、用波长为λ的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差δ =________________________.44、波长为λ的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相 位差 ∆φ=__________________.45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P 点处二相干光线的光程差为________________.46、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e .波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆φ=_______________________.47、如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相干光的相位差为________________.48、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm .若整个装置放 在水中,干涉条纹的间距将为____________________mm .(设水的折射率为4/3)50、在双缝干涉实验中,所用单色光波长为λ=562.5 nm (1nm =10-9 m),双缝与观察n 11 λp d r 1 r 2 S 2 S 1 n屏的距离D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为∆x =1.5 mm ,则双缝的间距d =__________________________.51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距___________;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________.52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D ,两缝之间的距离为d (d <<D ),入射光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_______________________.53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),测得中央 零级明纹与第五级明之间的距离为x ,则入射光的波长为_________________.54、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N 倍,观察屏到双缝 的距离为D ,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、用λ=600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_______________________μm .(1 nm=10-9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角θ=1.0×10-4rad ,在波长λ=700 nm 的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l =0.25 cm ,由此可知此透明材料的折射率n =______________________.(1 nm=10-9 m)57、用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e =____________________.58、用波长为λ的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n 2的劈形膜(n 1>n 2 ,n 3>n 2),观察反射光干涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e =___________________.59、用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角θ=_______________.60、用波长为λ的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为λ的单色光.在干涉仪的可动反射镜移 动距离d 的过程中,干涉条纹将移动________________条.n 1n 2n 3 n 1n 2n 3 n 1n 2n 362、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为d的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离d的过程中,若观察到干涉条纹移动了N条,则所用光波的波长λ =______________.64、波长为600 nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上,缝后有一焦距f'=60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm=10﹣9 m)65、He-Ne激光器发出λ=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3 m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10 cm,则单缝的宽度a=________.66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P点处将是______________级__________________纹.68、波长为λ的单色光垂直入射在缝宽a=4 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ=30°,单缝处的波面可划分为______________个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P的_________________,决定了P点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长λ=500 nm (1 nm = 10-9 m),则单缝宽度为_____________________m.72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角ϕ =______________________.73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=2λ的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为λ的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度a =5 λ的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =______________________________.76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中,用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到 达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的一种方法是:用已知波长λ的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ,或D 为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与λ,D ,l 的关系为a =______________________.78、某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的 衍射角为30°,则入射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的 ____________相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是 __________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm ,双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm ,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D =1.2 m ,双缝间距d =0.45 mm ,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm ,求光源发出的单色光的波长λ.83、用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角θ;(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?aλλP84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400 cm .用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm .(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、一平面衍射光栅宽2 cm ,共有8000条缝,用钠黄光(589.3 nm)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=109m)88、如图,P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上.(1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0 / 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角α (设α为锐角).89、三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起,P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化方向的夹角为α,P 2可以入射光线为轴转动.今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与α角的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随α角变化的函数曲线.90、两个偏振片P 1、P 2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P 1上,其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化方向夹角α是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60,一束光强为I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角.(1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n 1=1.00),Ⅱ为玻璃(n 2=1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以i角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光, (1) 入射角i 是多大?(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大? (3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?94、在水(折射率n 1=1.33)和一种玻璃(折射率n 2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角0i .95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角i 0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为 1.33,求布儒斯特角.水玻璃大学物理------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC二、填空题41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43.3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e n or πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变小, 变小; 52.dn D λ; 53. D dx 5; 54. N D ; 55. m μ2.1; 56. 40.1; 57. 249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl2λ; 60. 22n λ; 61. λ/2d ; 62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3;65. mm 21060.7-⨯; 66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4;69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73. 2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625;79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。
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实用标准文案一、选择题:(每题3 分)1、在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到B,若A、 B 两点相位差为 3,则此路径 AB 的光程为(A) 1.5.(B) 1.5n.(C) 1.5 n.(D) 3.[]2、在相同的时间内,一束波长为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.3、如图, S1、S2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为 r 12111和 r.路径 S P 垂直穿过一块厚度为t ,折射率为 n的介质板,路径S2P 垂直穿过厚度为 t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A)(r2n2t 2 ) (r1 n1t1 )S1S2[]t1r1t2Pn1r2n2(B)[ r2( n21)t2 ][ r1 (n1 1)t2 ](C)(r2n2t 2 )(r1n1 t1 )(D)n2 t2n1t1[]4、真空中波长为的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从 A 点沿某一路径传播到 B 点,路径的长度为l. A、 B 两点光振动相位差记为,则(A) l = 3 / 2,=3.(B) l= 3 / (2n),=3n.(C) l = 3 / (2 n),=3.(D) l= 3n / 2,=3n.5、如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为 e,而且 n1> n2> n3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4n e /.(B) 2n e /.22(C) (4n2 e /.(D) (2n2 e /.[]6、如图所示,折射率为n 、厚度为 e 的透明介质薄膜2的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和 n3,已知 n1<n2< n3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2 n2 e.(B) 2 n2 e-/ 2 .(C) 2 n2 e-.(D) 2 n2 e-/ (2n2).7、如图所示,折射率为n 、厚度为 e 的透明介质薄膜的2上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和 n3,已知 n1< n2>n .若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜3上、下两表面反射的光束(用①与②示意 )的光程差是(A) 2 n e.(B) 2 n e- / 2.22[]n1n2e n3① ②n1n2en3[]① ②n1n2e实用标准文案[]8 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 ) ,单色光波长为,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) D/d .(B)d/D .(C) D/(2 d).(D) d/(2D ).[]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A)使屏靠近双缝.(B)使两缝的间距变小.(C)把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源.[]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm ( 1 nm= 10-9 m) ,双缝间距为 2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm .(B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm(D) 3.1 mm .[]11、在双缝干涉实验中,12距离相等,若单色光源 S 到两缝 S、S则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源 S 向下移动到示意S1图中的S 位置,则S O(A)中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.S S2(B)中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.(C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大.(D)中央明条纹向上移动,且条纹间距增大.[]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A)向下平移,且间距不变.(B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变.(D)向上平移,且间距改变.[]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为 D (D >> d).波长为的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2 D / d.(B) d / D.(C) dD /.(D) D /d.[]14 把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d,双缝到屏的距离为D (D >> d) ,所用单色光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) D / (nd)(B) n D /d.(C) d / (nD ).(D) D / (2 nd).[]15、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A).(B)/ (4 n).(C).(D) / (2n) .[]实用标准文案们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k的表达式为(A) r k =k R .(B) r k =k R / n .(C) r k =kn R .(D) r k =k / nR .[]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为 d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n- 1 ) d.(B) 2 nd.(C) 2 ( n- 1 ) d+ / 2 .(D) nd.(E) ( n- 1 ) d.[]18、在迈克耳孙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,则薄膜的厚度是(A) / 2.(B)/ (2 n).(C) / n.(D).[]2 n119、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度为a= 4的单缝上,对应于衍射角为30°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.20、一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝 AB 上,装置如图.在屏幕 D 上形成衍射图样,如果 P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则[]L DAPBC 的长度为(A).(B).(C) 3 / 2 .(D) 2.[]BCf屏21、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 的光强度决定于波阵面S 上所有面积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) 振动振幅之和的平方.(D)振动的相干叠加.[]22、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为 =± / 6,则缝宽的大小为(A).(B).(C) 2 .(D) 3.[]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A)对应的衍射角变小.(B)对应的衍射角变大.(C)对应的衍射角也不变.(D)光强也不变.[]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上.所用单色光波长为=500 nm ,则单缝宽度为(A) 2.5 × 10-m.(B) 1.0 × 10m.实用标准文案25、一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm 的单缝上, 在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透镜. 已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm ,则入射光波长约 为 (1nm=10 - 9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm(D) 600 nm[ ]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小. (B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变. (D) 宽度不变,但中心强度增大.[ ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小; (B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小.[ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为 的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为 30°的方向上,若单缝处波面可分成 3 个半波带,则缝宽度 a 等于(A) .(B) 1.5 .(C) 2 .(D) 3 .[ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设LC中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的 3,同时使入射的单色光的波长变为原来的 3 /a24,则屏幕 C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x 将变为原来的f(A) 3 / 4 倍.(B) 2 / 3 倍. y(C) 9 / 8 倍. (D) 1 / 2 倍.Ox(E) 2 倍.[]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉.(B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射.(D) 光栅衍射.[]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b)为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度 ), k=3、 6、 9 等级次的主极大均不出现?(A) a + b=2 a .(C) a + b=4 a .(B) a +b=3 a . (A) a + b=6 a .[]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光.(B) 绿光.(C) 黄光.(D) 红光.[]实用标准文案使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A)换一个光栅常数较小的光栅.(B)换一个光栅常数较大的光栅.(C)将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动.[]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0 × 10- 1 mm.(B) 1.0 × 10- 1 mm.(C) 1.0 × 10- 2 mm.(D) 1.0 × 10-3mm .[]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度 a 和相邻两缝间不透光部分宽度 b 的关系为1(B) a=b .(A) a= b.2(C) a= 2b.(D) a= 3 b.[]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹.[]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为 I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8.(B) I 0/ 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3I 0 / 4 .[]38、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I为(A) I0/ 4 2.(B)I0 / 4.(C) I 0 / 2.(D) 2 I0/ 2.[]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为 I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8.(B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8.(D) 3 I 0/ 4.[]40、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)在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[]二、填空题:(每题 4 分)实用标准文案41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和 n2的两块厚度均为 e 的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________ .42、波长为的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为 e,两束反射光的光程差=n1= 1.00__________________________ .n2= 1.30en3= 1.5043、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为 e 折射率为 1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差= ________________________ .44、波长为的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为 e,折射率为 n,透明薄膜放在折射率为n1的媒质中, n1< n,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差= __________________ .45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上 P 点到两缝的距离分别为 r1和 r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则 P 点处二相干光线的光程差为________________ .n1ne n1S1r1pdr 2S246、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为12的透明nn和 n薄膜遮盖,二者的厚度均为e.波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差= _______________________ .47、如图所示,波长为的平行单色光斜入射到S1距离为 d 的双缝上,入射角为.在图中的屏中央 O 处( S1O S2 O ),两束相干光的相位差为dO ________________ .S248、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49 、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为 1.0 mm .若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为____________________ mm. ( 设水的折射率为4/3 )实用标准文案屏的距离 D =1.2 m,若测得屏上相邻明条纹间距为x= 1.5 mm ,则双缝的间距 d= __________________________ .51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距___________ ;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________ .52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝之间的距离为 d (d<<D ),入射光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是 _______________________ .53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d,双缝到屏的距离为 D (D >>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x,则入射光的波长为_________________ .54 、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N 倍,观察屏到双缝的距离为 D ,则屏上相邻明纹的间距为 _______________.55、用= 600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑 )暗环对应的空气膜厚度为_______________________ m. (1 nm=10 -9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角= 1.0×10- 4nm 的单色rad,在波长= 700光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l = 0.25cm,由此可知此透明材料的折射率n =______________________ . (1 nm=10 -9 m)57、用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈形膜 (如图 )图中各部分折射率的关系是n1< n2< n3.观察反射光的干涉条纹,n1n2从劈形膜顶开始向右数第 5 条暗条纹中心所对n3应的厚度 e= ____________________ .58、用波长为的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n的n12劈形膜 (n1> n2, n3> n2 ),观察反射光干涉.从劈形膜顶n2n3开始,第 2 条明条纹对应的膜厚度e= ___________________ .59、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l,则劈尖角= _______________ .60、用波长为的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n > n > n),观n1123察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第 2 条明条纹中心所对应的膜n2厚度 e= ___________________________ .n361 、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离 d 的过程中,干涉条纹将移动________________ 条.实用标准文案62、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为 d 的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________ .63 、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离 d 的过程中,若观察到干涉条纹移动了 N 条,则所用光波的波长=______________ .64、波长为 600 nm 的单色平行光,垂直入射到缝宽为a= 0.60 mm 的单缝上,缝后有一焦距 f = 60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为 __________ ,两个第三级暗纹之间的距离为____________ . (1 nm= 10﹣9m)65、 He -Ne 激光器发出=632.8 nm (1nm=10 -9m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝 3 m 远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是 10 cm,则单缝的宽度 a=________ .66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________ 纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P 点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半, P 点处将是 ______________ 级 __________________ 纹.68、波长为的单色光垂直入射在缝宽a=4 的单缝上.对应于衍射角=30 °,单缝处的波面可划分为 ______________ 个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P 的 _________________ ,决定了 P 点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 10 9 m),则单缝宽度为 _____________________m .72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的 2 倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角=______________________ .73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射在宽度为a=2 的单缝上,对应于衍射角为 30方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________ 个.实用标准文案74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波1.5长为 的单色光垂直入射在单缝上.若对应于 A会聚在 P 点的衍射光线在缝宽 a 处的波阵面恰1C 好分成 3 个半波带,图中 AC CD DB ,a2D 则光线 1 和 2 在 P 点的B3 4P相位差为 ______________ .75、在单缝夫琅禾费衍射实验中, 波长为 的单色光垂直入射在宽度 a=5 的单缝上.对应于衍射角 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5 个半波带,则衍射角 =______________________________ .76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图LC中,用波长为 的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则 A由单缝边缘的 A 、 B 两点分别到Pa达 P 点的衍射光线光程差是__________ .Bf77、测量未知单缝宽度 a 的一种方法是:用已知波长 的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为 l ( 实验上应保证 D ≈ 103a ,或 D 为几米 ),则由单缝衍射的原理可标出 a 与 ,D ,l 的关系为a =______________________ .78、某单色光垂直入射到一个每毫米有 800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的 衍射角为 30°,则入射光的波长应为 _________________ .79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的____________ 相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称 为 ______________ 晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是__________ 波.三、计算题: (每题 10 分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm ,双缝间距为 1.2 mm 双缝与屏相距 500 mm ,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离 D = 1.2 m ,双缝间距 d = 0.45 mm ,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为 1.5 mm ,求光源发出的单色光的波长 .83、用波长为 500 nm (1 nm=10 - 9 m) 的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边 l = 1.56 cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角 ;(2) 改用 600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?实用标准文案84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R= 400 cm.用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第 5 个明环的半径是 0.30 cm .A(1)求入射光的波长.O(2)设图中 OA= 1.00 cm ,求在半径为 OA 的范围内可观察到的明环数目.85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 m 的玻璃片.玻璃片的折射率为 1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm) 哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm=10 -9 m)86、两块长度 10cm 的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm 的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10 -9 m)87、一平面衍射光栅宽 2 cm,共有 8000条缝,用钠黄光 (589.3 nm) 垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=10 -9m)88、如图,P1、P2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光I强为 I 0的平行自然光垂直入射在P1上.I2P 1 P3 P 2(1) 求通过 P 后的光强 I .(2) 如果在 P1、P2之间插入第三个偏振片P3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I= I 03的偏振化方向与1的偏振化方向之间的夹角(设为锐角 )./ 32 ,求: P P89、三个偏振片123顺序叠在一起,13的偏振化方向保持相互垂直,P1P、 P 、 P P 、 P与 P2的偏振化方向的夹角为,P2可以入射光线为轴转动.今以强度为I0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1)求穿过三个偏振片后的透射光强度I与角的函数关系式;(2)试定性画出在P2转动一周的过程中透射光强I 随角变化的函数曲线.90、两个偏振片P1、 P2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P1上,其光矢量振动方向与 P1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过 P1、 P2后的出射光强为最大出射光强的 1 / 4 时, P1、P2的偏振化方向夹角是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为60 o,一束光强为 I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成 30°角.(1)求透过每个偏振片后的光束强度;(2)若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成 45 和 90 角.(1)强度为 I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2)如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?实用标准文案93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n1= 1.00) ,Ⅱ为玻璃 (n2= 1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以ii角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光,Ⅰ(1)入射角 i 是多大?r(2)图中玻璃上表面处折射角是多大?Ⅱ(3)在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振I光?94、在水 (折射率 n1= 1.33) 和一种玻璃 ( 折射率 n2= 1.56 的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角 i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角i0.95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为 56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水 (折射率为 1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角 i0= 48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为 1.56 ,求:(1)该液体的折射率.(2)折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为 1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1)此入射光的入射角为多大?(2)折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为 1.33) 中入射到玻璃表面上(如图 ).水当入射角为 49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.玻璃99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为 1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为 1.33 ,求布儒斯特角.实用标准文案大学物理------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA06-10 ABABB11-15 BBDAB16-20 BADBB 21-25 DCBCC26-30 ABD DD31-35 BDBDB36-40 BABAC二、填空题41.( n1n2 )e or(n2n1 )e ;42. 2.60e ;43. 3.0e+λ/2or 3.0e-λ/2;44.( 4ne1)or(4ne1); 45. n( r2r1 ) ;46. 2 (n2n1 )e;47. 2 d sin/;48. (1)使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大;49.0.75 ; 50.0.45mm;51.变小,变小; 52.D; 53.dx; 54. D ;dn5D N55. 1.2 m ;56. 1.40 ;57.9; 58.3;59.rad ;60.;4n24n22nl2n2 61.2d /; 62. 2(n1)d ;63.2d / N ; 64. 1.2mm , 3.6mm;65.7.6010 2 mm ;66.6,第一级明纹;67.4,第一,暗;68. 4 ;69.子波,子波相干叠加;70.相干叠加;71.106 m ;72.30 0;73.2 ;74.;75.300;76. 2 ; 77. 2 D / l ;78.625nm;79.传播速度,单轴; 80. 波动,横波。
大学物理 第十一章 波动光学 复习题及答案详解
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大学物理第十一章波动光学复习题及答案详解第十一章波动光学第一部分一、填空题:1、波长为?的平行单色光垂直照射到如题4-1图所示的透明薄膜上,膜厚为e,折射率为n,透明薄膜放空气中,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的位相差??? 。
2、如题4-2图所示,假设有两个同相的相干点光源S1和S2,发出波长为?的光。
A是它们连线的中垂线上的一点。
若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片,则两光源发出的光在A点的位相差??? 。
若已知?=5000A,n?1.5,A点恰为??第四级明纹中心,则e? A。
? n eS1S2enA题4-1图题4-2图3、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为 1.00mm。
若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为 mm。
(设水的折射率为43)。
4、在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角??1.0?10rad,在波长??7000A的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l?0.25cm,此透明材料的折射率n? 。
5、一个平凸透镜的顶点和一个平板玻璃接触,用单色光垂直照射,观察反射光形成的牛顿环,测得第k级暗环半径为r1。
现将透镜和玻璃板之间的空气换成某种液体(其折射率小于玻璃的折射率),第k级暗环的半径变为r2,由此可知该液体的折射率为。
6、若在麦克尔逊干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm的过程中,观察到干涉条纹移动了??4?2300条,则所用光波的波长为 A。
7、光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最大光强是。
8、为了获得相干光,双缝干涉采用方法,劈尖干涉采用方法。
9、劳埃德镜实验中,光屏中央为条纹,这是因为产生。
二、选择题1、在真空中波长为?的单色光,在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B,若A,B两点位相差为3?,则此路径AB的光程为()(A)1.5? (B)1.5n? (C)3? (D)1.5?n 2、在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为?的单色光垂直入射到宽度为a=4?的单缝上,对应于衍射角30?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.3、如图4-4所示,用波长为?的单色光照射双缝干涉实验装置,若将一折射率为n、劈尖角为? 的透明劈尖b插入光线2中,则当劈尖b缓慢地向上移动时(只遮住s2) ,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、用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮C 1 b 2 图4-4 O s1 ?s s2 盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则()(A)干涉条纹的宽度将发生变化。
波动光学练习题及答案
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波动光学练习题及答案一、选择题1、对于普通光源,下列说法正确的是:[ C ](A)普通光源同一点发出的光是相干光(B)两个独立的普通光源发出的光是相干光(C)利用普通光源可以获得相干光(D)普通光源发出的光频率相等2、杨氏双缝干涉实验是:[ A ](A) 分波阵面法双光束干涉(B) 分振幅法双光束干涉(C) 分波阵面法多光束干涉(D) 分振幅法多光束干涉3、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[ C ](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4、光在真空中和介质中传播时,正确的描述是: [ C ](A)波长不变,介质中的波速减小(B) 介质中的波长变短,波速不变(C) 频率不变,介质中的波速减小(D) 介质中的频率减小,波速不变5、用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是[ A C ](A)相邻干涉条纹之间的距离相等(B)中央明条纹最宽,两边明条纹宽度变窄(C)屏与缝之间的距离减小,则屏上条纹宽度变窄(D)在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6、用单色光垂直照射杨氏双缝时,下列说法正确的是:[ C ](A) 减小缝屏距离,干涉条纹间距不变(B) 减小双缝间距,干涉条纹间距变小(C) 减小入射光强度, 则条纹间距不变(D) 减小入射波长, 则条纹间距不变7、如图所示, 薄膜的折射率为n 2,入射介质的折射率为n 1,透射介质为n 3,且n 1<n 2<n 3,入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)和(2),则产生半波损失的情况是:(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失 [ B ] (B) (1)光 (2)光都产生半波损失 (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失(D) (1)光不产生半波损失,(2)光产生半波损失8、在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜,以增强某一波长λ 的透射光能量。
《大学物理》习题册题目及答案第20单元波动光学
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第20单元 波动光学(三) 学号 姓名 专业、班级 课程班序号一 选择题[ B ]1. 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。
当其中一偏振片慢慢转动180o 时透射光强度发生的变化为:(A) 光强单调增加。
(B) 光强先增加,后又减小至零。
(C) 光强先增加,后减小,再增加。
(D) 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零。
[ C ]2. 使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2,P 1和 P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别为α和90o ,则通过这两个偏振片后的光强I 是 (A)α20cos 21I (B) 0 (C) )2(sin 4120αI (D) α20sin 41I (E) α40cos I[ A ]3. 一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片。
若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为(A)21 (B)51 (C)31 (D)32[ D ]4. 某种透明媒质对于空气的临界角(指反射)等于45º,光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A)35.3º (B)40.9º (C)45º (D)54.7º (E)57.3º[ D ]5. 自然光以60º入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则可知折射光为(A) 完全偏振光,且折射角是30º。
(B) 部分偏振光,且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时,折射角是30o 。
(C) 部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角。
(D) 部分偏振光,且折射角是30º。
二 填空题1. 一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1),当折射角为30o 时,反射光是完全偏振光,则此玻璃板的折射率等于 3 。
2. 如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介质的交界面上,发生反射和折射。
大学物理波动光学的题目库及答案
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(A) 1.5 ■. (C) 1.5 (B) 1.5 ■ n.(D) 3 ■.n1 1ITn2 e一、选择题:(每题3分)1、在真空中波长为•的单色光,在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B,若A、B两点相位差为3二,则此路径AB的光程为2、在相同的时间内,一束波长为,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.3、如图,3、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为「1和匕.路径SP垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为b,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) (「2 n2上2)-(「1 n/J(B) [D (吐-叽]-[「1 (n 1 -叽](C) (「2 -n2上2)-(「1 - 厲切(D) 门2上2 —ml4、真空中波长为■的单色光,在折射率为n的均匀透明媒质中,从A点沿某一路径传播到B点,路径的长度为I. A、B两点光振动相位差记为_-,则(A) I = 3 ■ / 2,': = 3二(B) I = 3 ■ / (2n),: = 3n二.(C) I = 3 九/(2 n),心©= 3 几(D) I = 3nk/ 2 , A*= 3nm : :5、如图所示,波长为■的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉•若薄膜厚度为e,而且山>巳>出,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4 m2 e / ■. (B) 2 二n2 e / ■.(C) (4 二n2 e / ;. j (D) (2 m2 e / '-二. : :6、如图所示,折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3,已知n1v n2<匕.若用波长为■的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2 n2 e. (B) 2 n2 e- ■ / 2 .(C) 2n2 e—'. (D) 2 n2 e—' / (2n2).n3n s7、如图所示,折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3,已知门产n2>n3.若用波长为■的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2 n2 e. (B) 2 n2 e—' / 2.(C) 2n2 e—,. (D) 2 n2 e—' / (2n2).8 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 ),单色光波长为’屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) ■ D/d . (B) d/D .(C) D/(2d). (D) d/(2D). [9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm ( 1 nm = 10「9m),双缝间距为2 mm, 双缝与屏的间距为300 cm •在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm .11、在双缝干涉实验中,若单色光源S到两缝S1、S2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O处.现将光源S向下移动到示意图中的S位置,则(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.(C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大.(D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的•若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A)向下平移,且间距不变. (B)向上平移,且间距不变.(C)不移动,但间距改变. (D)向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为 D (D>>d).波长为,的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2 D / d . (B) ' d / D.(C) dD / ■ . (D) D /d. : :14把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中,两缝间距离为d,双缝到屏的距离为D (D >> d),所用单色光在真空中的波长为■,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) D / (n d) (B) nD/d.(C)用/ (nD). (D) XD / (2nd). : :15、一束波长为,的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A)':. (C) ■二. (B) ' / (4 n).(D) ' / (2 n). [ :16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它n ,厚度为d 的透明薄片,放n 的透明介质们之间充满折射率为 n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波 长为■,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径 r k 的表达式为(A) r k = k ■ R . (B) r k = . k ■ R/ n . (C) r k =kn ,R. (D)r k k / nR.: :17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为 入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n-1 ) d . (B) 2 nd . (C) 2 ( n-1 ) d+ ■ / 2 . (D) nd .(E) ( n-1 ) d .18、在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为 两束光的光程差的改变量为一个波长 ■,则薄膜的厚度是(A) ■ / 2 . (B) - / (2 n). (C) ' / n .(D)'.2(n —1 )19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为 ,的单色光垂直入射在宽度为 a = 4,的单缝上,对应于衍射角为 30°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.[]20、一束波长为人的平行单色光垂直入射到一 单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样, 如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A),二. (B)'. (C) 3 ■ / 2 .(D) 2 .[ :21、根据惠更斯一菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为 S,则S 的前方某点P的光强度决定于波阵面 S 上所有面积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)振动振幅之和的平方.(D)振动的相干叠加.[ ]22、波长为■的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角 为丰± -: / 6,则缝宽的大小为(A) ■二(C) 2 '.(B)'. (D) 3 '.::23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央 亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) (C) 对应的衍射角变小. 对应的衍射角也不变.(B)对应的衍射角变大.(D)光强也不变. [24、 如果单缝夫琅禾费衍射的第 级暗纹发生在衍射角为::'--30。
波动光学大学物理标准答案
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(2)在双缝干涉实验中,所用单色光波长为 =562.5 nm(1nm = 10-9 m),双缝与观察屏的距离 D = 1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为x = 1.5 mm ,则双缝的间距d =习题1313.1选择题 (1)在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是 [ ](A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小. (C) 把两个缝的宽度稍微调窄. (D) 改用波长较小的单色光源. [答案:C](2)两块平玻璃构成空气劈形膜, 左边为棱边,用单色平行光垂直入射. 棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的 [ ] (A) 间隔变小,并向棱边方向平移.(B) 间隔变大,并向远离棱边方向平移. (C) 间隔不变,向棱边方向平移.(D) 间隔变小,并向远离棱边方向平移. [答案:A] 若上面的平玻璃以(3) 一束波长为 的单色光由空气垂直入射到折射率为 n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气 中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 [](A) . (B) / (4 n).(C) . (D) / (2 n). [答案:B] (4)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为 n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了 [ ] (A) 2 ( n-1 ) d . (B) 2 nd (C) 2 ( n-1 ) d+ / 2. (D) nd . (E) ( n-1 ) d .[答案:A] (5)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为 的光程差的改变量为一个波长 ,则薄膜的厚度是 n 的透明介质薄膜后,测出两束光 [ :(A) . (B) / (2 n). (C) n . (D) / [2( n-1)]. [答案:D] 13.2填空题 (1 )如图所示,波长为 为d 的双缝上,入射角为 的平行单色光斜入射到距离 .在图中的屏中央 0处 (S 1O S 20 ),两束相干光的相位差为 [答案:2 dsin /][答案:0.45mm](3)波长 =600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为___________ nm . (1 nm=10-9m)[答案:900nm ](4)在杨氏双缝干涉实验中,整个装置的结构不变,全部由空气中浸入水中,则干涉条纹的间距将变_____________ 。
大学物理课后习题附答案波动光学习题附答案
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d
dk
k
2n2
k0,1,2,
油膜边缘 k0,d00明纹
k 1 , d 125 n0 m
k2 , d 2 50 n0 m
波动光学习题课选讲例题
物理学教程 (第二版)
h
r
oR
第十四章 波动光学
k3 , d375 n0 m
d k4 , d4 10n0m
由于h8.010 2nm
故可观察到四条明纹 . 当 油滴展开时,条纹间距变 大,条纹数减少.
6n 0,m 02 30
解: k 2 ,( b b )s3 i n 0 2 6n 0m 0
b b 24 n0 m 2 0.400
(2)透光缝可能的最小宽度 b 等于多大?
bbk 3 b k k
b kb 3 k
当 k1 时
bm in 0.5b
透光缝可能的最小宽度 b = 0.800 um = 800 nm
长为 的光,A 是连线中垂线上的一点,S 1 与A 间插
e 入厚度为 的薄片,求 1)两光源发出的光在 A 点的
相位差;2)已知 50n0m, n1.5, A为第四级 明纹中心, 求薄片厚度 e 的大小.
S1 *
e
n
2(n1)e
S2*
* A (n1)e4
e4450 n0 m 4 130 nm
n1 1.51
则他将观察到油层呈什么颜色?
(2) 如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油
层呈什么颜色?
解 (1) Δ r2 d1n k
2n1d, k1,2,
k
k 1 , 2 n 1 d 11 n0 m 4
k 2 , n 1 d 5n 5m 2 绿色
k3, 3 2n1d36n8m
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一、选择题:(每题3分)1、在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3,则此路径AB 的光程为 (A) 1.5. (B) 1.5 n .(C) 1.5 n . (D) 3. [ ]2、在相同的时间内,一束波长为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. [ ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为,则(A) l = 3 / 2,=3. (B) l = 3 / (2n ),=3n .(C) l = 3 / (2n ),=3. (D) l =3 / 2,=3n . [ ]5、如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 n 2 e / . n 2 e / . n 2 e/ . n 2 e/. [ ]6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e - / 2 .(C) 2n 2 e -. (D) 2n 2 e - / (2n 2).P S 1S 2 r 1 n 1 n 2t 2 r 2 t 1n 1 3λn 3[ ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2> n 3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e - / 2.(C) 2n 2 e - . (D) 2n 2 e - / (2n 2).[ ]8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 ),单色光波长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大.(D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.n 3S S '(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 (A) 2 / d . (B) d / D .(C) dD / . (D)/d . [ ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A) / (nd ) (B) /d . (C) / (nD ). (D) /(2nd ). [ ]15、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A) . (B) / (4n ).(C) . (D) /(2n ). [ ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ ]17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd . (C) 2 ( n -1 ) d + / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ ]18、在迈克耳孙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,则薄膜的厚度是 (A) / 2. (B) / (2n ).(C) / n . (D)()12-n λ. [ ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,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30°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.[]20、一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝AB上,装置如图.在屏幕D上形成衍射图样,如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC的长度为(A). (B) .(C) 3/ 2 . (D) 2.[]21、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的光强度决定于波阵面S上所有面积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) 振动振幅之和的平方. (D) 振动的相干叠加.[]22、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为=±,则缝宽的大小为(A) . (B) .(C) 2.(D) 3.[]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小. (B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变. (D) 光强也不变.[]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为ϕ30°的方位上.所用单色光波长为=500 nm,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m. (B) 1.0×10- m.(C) 1.0×10-6m.(D) 2.5×10-7.[]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm,则入射光波长约为 (1nm=10−9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600nm[]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大. [ ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小;(B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小. [ ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成 3个半波带,则缝宽度a 等于 (A) . (B) 1.5.(C) 2. (D) 3. [ ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x 将变为原来的 (A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍. (C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现?(A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ ]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅.(B) 换一个光栅常数较大的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动. [ ]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0×10-1 mm . (B) 1.0×10-1 mm .(C) 1.0×10-2 mm . (D) 1.0×10-3 mm . [ ]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b . (C) a=2b . (D) a=3 b . []36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹. [ ]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 /4. [ ]38、一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I 为(A) 4/0I 2 . (B) I 0 / 4.(C) I 0/ 2. (D) 2I 0 / 2. [ ]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 /4. [ ]40、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) 在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. [ ]二、填空题:(每题4分)41、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介 质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差= _____________________________.42、波长为的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差= __________________________.43、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差=________________________.44、波长为的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差 =__________________.45、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质, 则P 点处二相干光线的光程差为________________.46、在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e .波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干 光的相位差=_______________________.n 11 λp d r 1 r 22 S 1 n47、如图所示,波长为的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为.在图中的屏中央O处(OS=),两束相干光的相位差为SO12________________.48、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm.若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为____________________mm.(设水的折射率为4/3)50、在双缝干涉实验中,所用单色光波长为=562.5 nm (1nm=10-9 m),双缝与观察屏的距离D=1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为x=1.5 mm,则双缝的间距d=__________________________.51、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距___________;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距_________________.52、把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝之间的距离为d (d<<D),入射光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_______________________.53、在双缝干涉实验中,双缝间距为d,双缝到屏的距离为D (D>>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x,则入射光的波长为_________________.54、在双缝干涉实验中,若两缝的间距为所用光波波长的N倍,观察屏到双缝的距离为D,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、用=600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为.(1 nm=10-9 m)56、在空气中有一劈形透明膜,其劈尖角=1.0×10-4rad ,在波长=700 nm 的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l =0.25 cm ,由此可知此透明材料的折射率n =______________________.(1 nm=10-9 m)57、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e =____________________.58、用波长为的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n 2的劈形膜(n 1>n 2 ,n 3>n 2),观察反射光干涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e =___________________.59、用波长为的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角=_______________.60、用波长为的单色光垂直照射如图示的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离d 的过程中,干涉条纹将移动________________条.62、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n ,厚度为d 的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动了距离d 的过程中,若观察到干涉条纹移动了N 条,则所用光波的波长=______________.n 1n 2n 3 n 1n 2n 3 n 1n 2n 364、波长为 600 nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上,缝后有一焦距f'=60 cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm=10﹣9m)65、He-Ne激光器发出=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3 m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10 cm,则单缝的宽度a=________.66、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是______________________________纹.67、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P点处将是______________级__________________纹.68、波长为的单色光垂直入射在缝宽a=4 的单缝上.对应于衍射角ϕ=30°,单缝处的波面可划分为______________个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点P的_________________,决定了P点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 109m),则单缝宽度为_____________________m.72、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角ϕ =______________________.73、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=2的单缝上,对应于衍射角为30︒方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为________个.74、如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为的单色光垂直入射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度a =5的单缝上.对应于衍射角ϕ 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带,则衍射角ϕ =______________________________.76、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中,用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的一种方法是:用已知波长的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ,或D 为几米),则由单缝衍射的原理可标出a 与,D ,l 的关系为a =______________________.78、某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上,如果第一级谱线的衍射角为30°,则入射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常a λλP光的____________相等,这一方向称为晶体的光轴.只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体.80、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是__________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝干涉实验中,所用单色光的波长为600 nm,双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm,求相邻干涉明条纹的间距.82、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D=1.2 m,双缝间距d=0.45 mm,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm,求光源发出的单色光的波长.83、用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角;(2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?84、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm.(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA=1.00 cm,求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目.85、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 m的玻璃片.玻璃片的折射率为 1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、一平面衍射光栅宽2 cm,共有8000条缝,用钠黄光(589.3 nm)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角.(1nm=109m)(1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0 / 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角 (设为锐角).89、三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起,P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化方向的夹角为,P 2可以入射光线为轴转动.今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与角的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随角变化的函数曲线.90、两个偏振片P 1、P 2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P 1上,其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化方向夹角是多大?91、将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60,一束光强为I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.92、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角.(1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?93、如图所示,媒质Ⅰ为空气(n 1=1.00),Ⅱ为玻璃(n 2=1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以i角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光, (1) 入射角i 是多大? (2) 图中玻璃上表面处折射角是多大?(3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?94、在水(折射率n 1=1.33)和一种玻璃(折射率n 2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角0i '.95、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.96、一束自然光以起偏角i 0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求: (1) 该液体的折射率.(2) 折射角.97、一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?98、一束自然光自水(折射率为 1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.100、一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为 1.33,求布儒斯特角.大学物理------波动光学参考答案一、选择题01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB 21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC 二、填空题水玻璃41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43. 3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e nor πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变小,(2)使屏与两缝间距变大; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变小, 变小; 52.dn D λ; 53. Ddx5; 54. N D ; 55. m μ2.1; 56. 40.1; 57. 249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl 2λ; 60.22n λ;61. λ/2d ; 62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3; 65. mm 21060.7-⨯; 66. 6,第一级明纹; 67. 4,第一, 暗; 68. 4; 69. 子波, 子波相干叠加; 70. 相干叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73.2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625;79. 传播速度, 单轴; 80. 波动, 横波。