第14章-光的衍射习题答案
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(A)。(B) 1.5。(C) 2。(D)3。
答：[ D ]
8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a=4的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为（ ）
(A)2个。(B)4个。(C)6个。(D)8个。
答：[B]
9在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可划分为（ ）
4 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。
答：衍射光强是所有子波相干叠加的结果。选(D)。
5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30º，则缝宽的大小（ ）
答：由中央明条纹宽度公式 可知，将单缝宽度a稍稍变宽，中央明条纹将变窄。由于透镜未动，焦点位置不动，故位于焦点附近的中央明条纹位置也将不移动。故选(C)。
11波长为000Å的单色光垂直入射到光栅常数为1.010-4cm的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角为（ ）
(A)60。(B) 30。
(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。
答：由中央明条纹宽度公式 可知，将单缝宽度a稍稍变宽，其它条件保持不变，中央明条纹将变窄。在单缝衍射的中央明纹宽度内
思 考 题
1为什么隔着山可以听到中波段的电台广播，而电视广播却很容易被高大建筑物挡住？
答：只有当障碍物的大小比波长大得不多时，衍射现象才显著。对一座山来说，电视广播的波长很短，衍射很小；而中波段的电台广播波长较长，衍射现象比较显著。
2 用眼睛通过一单狭缝直接观察远处与缝平行的光源，看到的衍射图样是菲涅耳衍射图样还是夫琅和费衍射图样?为什么?
答：远处光源发出的光可认为是平行光，视网膜在眼睛(相当于凸透镜)的焦平面上，所以观察到的是平行光的衍射。由此可知，这时人眼看到的是夫琅和费衍射图样。
3 在单缝衍射图样中，离中央明纹越远的明纹亮度越小，试用半波带法说明。
答：在单缝衍射图样中，未相消的一个半波带决定着明纹的亮度。离中央明纹越远处，衍射角越大，单缝处波阵面分的半波带越多，未相消的一个半波带的面积越小，故离中央明纹越远的明纹亮度越小。
(A)2个半波带。(B)4个半波带。
(C)6个半波带。(D)8个半波带。
答：[C]
10在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小位移，则屏幕E上中央明条纹将( )
(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，不移动。
(A)a+b=2a。(B)a+b=3a。
(C)a+b=4a。(D)a+b=6a。
答：由缺级公式： ，要k=3，6，9缺级，即要
= ，所以a+b=3a，选(B)。
17在双缝衍射实验中，把两条缝的宽度a略微加宽，而其它条件保持不变，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)45。(D)75。
答： [B]
12波长为500Å的单色光垂直入射到光栅常数为2.010-4cm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。
答：[B]
13一束白光垂直照射在一平面衍射光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，从中央向外方向颜色的排列顺序是（ ）
解第三级暗条纹：asin=3λ
由于 (因很小)，第三级暗条纹坐标
故中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为
所以 =5000Å
14-2 在夫琅和费单缝衍射实验中，如果缝宽a与入射光波长λ的比值分别为(1)1，(2)10，(3)100，试分别计算中央明条纹边缘的衍射角，再讨论Leabharlann Baidu算结果说明什么问题。
(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。
答：光栅方程：dsin=kλ，取=90，能看到的最高级次：kmax= ，对某一确定的波长，光栅常数越大，屏幕上出现的级次越高。故选(B)。
16一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)由红到紫。(B)由红到红。
(C)由紫到紫。(D)由紫到红。
答：[D]
14用波长为的单色平行光垂直入射到一光栅上，其光栅常数d=3m，缝宽a=1m，则在单缝衍射的中央明纹宽度内主极大的个数是（ ）
(A)3个。 (B)4个。 (C)5个。 (D)6个。
答：[C]
15一衍射光栅对垂直入射的某一确定的波长，在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( )
答：重叠：dsin=k1λ1=k2λ2，即3k1=5k2，只有k1=5，10，15，k2=3，6，9。故选(D)。
习 题
14-1某种单色平行光垂直入射在单缝上，单缝宽a=0.15mm。缝后放一个焦距f=400mm的凸透镜，在透镜的焦平面上，测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8.0mm，求入射光的波长。
(A)a=0.5。(B)a=。(C)a=2。(D)a=3。
答：[ C ]
6波长为的单色光垂直入射到单缝上，若第一级明纹对应的衍射角为30，则缝宽a等于（ ）
(A)a=。(B)a=2。(C)a= 。(D)a=3。
答：[D]
7在单缝夫琅和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（ ）
dsin=kλ
asin=λ
kmax=
d不变，a变宽，在单缝衍射的中央明条纹宽度内干涉条纹数目将变少。故选(D)。
18某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1=450nm和λ2=750nm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…。
答：[ D ]
8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a=4的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为（ ）
(A)2个。(B)4个。(C)6个。(D)8个。
答：[B]
9在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可划分为（ ）
4 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。
答：衍射光强是所有子波相干叠加的结果。选(D)。
5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30º，则缝宽的大小（ ）
答：由中央明条纹宽度公式 可知，将单缝宽度a稍稍变宽，中央明条纹将变窄。由于透镜未动，焦点位置不动，故位于焦点附近的中央明条纹位置也将不移动。故选(C)。
11波长为000Å的单色光垂直入射到光栅常数为1.010-4cm的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角为（ ）
(A)60。(B) 30。
(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。
答：由中央明条纹宽度公式 可知，将单缝宽度a稍稍变宽，其它条件保持不变，中央明条纹将变窄。在单缝衍射的中央明纹宽度内
思 考 题
1为什么隔着山可以听到中波段的电台广播，而电视广播却很容易被高大建筑物挡住？
答：只有当障碍物的大小比波长大得不多时，衍射现象才显著。对一座山来说，电视广播的波长很短，衍射很小；而中波段的电台广播波长较长，衍射现象比较显著。
2 用眼睛通过一单狭缝直接观察远处与缝平行的光源，看到的衍射图样是菲涅耳衍射图样还是夫琅和费衍射图样?为什么?
答：远处光源发出的光可认为是平行光，视网膜在眼睛(相当于凸透镜)的焦平面上，所以观察到的是平行光的衍射。由此可知，这时人眼看到的是夫琅和费衍射图样。
3 在单缝衍射图样中，离中央明纹越远的明纹亮度越小，试用半波带法说明。
答：在单缝衍射图样中，未相消的一个半波带决定着明纹的亮度。离中央明纹越远处，衍射角越大，单缝处波阵面分的半波带越多，未相消的一个半波带的面积越小，故离中央明纹越远的明纹亮度越小。
(A)2个半波带。(B)4个半波带。
(C)6个半波带。(D)8个半波带。
答：[C]
10在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小位移，则屏幕E上中央明条纹将( )
(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，不移动。
(A)a+b=2a。(B)a+b=3a。
(C)a+b=4a。(D)a+b=6a。
答：由缺级公式： ，要k=3，6，9缺级，即要
= ，所以a+b=3a，选(B)。
17在双缝衍射实验中，把两条缝的宽度a略微加宽，而其它条件保持不变，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)45。(D)75。
答： [B]
12波长为500Å的单色光垂直入射到光栅常数为2.010-4cm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。
答：[B]
13一束白光垂直照射在一平面衍射光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，从中央向外方向颜色的排列顺序是（ ）
解第三级暗条纹：asin=3λ
由于 (因很小)，第三级暗条纹坐标
故中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为
所以 =5000Å
14-2 在夫琅和费单缝衍射实验中，如果缝宽a与入射光波长λ的比值分别为(1)1，(2)10，(3)100，试分别计算中央明条纹边缘的衍射角，再讨论Leabharlann Baidu算结果说明什么问题。
(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。
答：光栅方程：dsin=kλ，取=90，能看到的最高级次：kmax= ，对某一确定的波长，光栅常数越大，屏幕上出现的级次越高。故选(B)。
16一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)由红到紫。(B)由红到红。
(C)由紫到紫。(D)由紫到红。
答：[D]
14用波长为的单色平行光垂直入射到一光栅上，其光栅常数d=3m，缝宽a=1m，则在单缝衍射的中央明纹宽度内主极大的个数是（ ）
(A)3个。 (B)4个。 (C)5个。 (D)6个。
答：[C]
15一衍射光栅对垂直入射的某一确定的波长，在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( )
答：重叠：dsin=k1λ1=k2λ2，即3k1=5k2，只有k1=5，10，15，k2=3，6，9。故选(D)。
习 题
14-1某种单色平行光垂直入射在单缝上，单缝宽a=0.15mm。缝后放一个焦距f=400mm的凸透镜，在透镜的焦平面上，测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8.0mm，求入射光的波长。
(A)a=0.5。(B)a=。(C)a=2。(D)a=3。
答：[ C ]
6波长为的单色光垂直入射到单缝上，若第一级明纹对应的衍射角为30，则缝宽a等于（ ）
(A)a=。(B)a=2。(C)a= 。(D)a=3。
答：[D]
7在单缝夫琅和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（ ）
dsin=kλ
asin=λ
kmax=
d不变，a变宽，在单缝衍射的中央明条纹宽度内干涉条纹数目将变少。故选(D)。
18某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1=450nm和λ2=750nm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…。