第十二章 光学 练习答案文档格式.docx

第十二章 光学 练习答案文档格式.docx

《第十二章 光学 练习答案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二章 光学 练习答案文档格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（D）D/d.。

4..用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则（D）

（A）干涉条纹的宽度将发生改变；

（B）产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹；

（C）干涉条纹的亮度将发生改变；

（D）不产生干涉条纹。

二.填空题

1.相干光满足的条件是：

1）频率相同；

2）位相差恒定；

3）振动方向相同。

2.在双缝实验中，双缝间距变小，干涉条纹变宽。

3．在双缝实验中，波长变长，干涉条纹变宽。

4.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,两缝间的距离为d（dD）,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

三.计算题

1.在双缝干涉的实验中，用波长

的单色光照射，双缝与屏的距离D=300mm，测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹之间的间距为12.2mm，求双缝间的距离。

解：

由在杨氏双缝干涉实验中，亮条纹的位置由

来确定。

用波长

的单色光照射，得到两个第五级明条纹之间的间距：

双缝间的距离：

，

2.用很薄的云母片（n=1.58）覆盖在双缝实验装置中的一条缝上，这是屏幕上的零级条纹移到原来的第七级明条纹的位置上，如果入射光波长为550nm，试问云母片的厚度为多少？

（不考虑光线通过云母片时折射引起的光线偏折）。

3.在一双缝实验中，缝间距为5.0mm，缝离屏1.0m，在屏上可见到两个干涉图样。

一个由

的光产生，另一个由

的光产生。

问在屏上两个不同图样第三级干涉条纹之间的距离是多少?

对于

的光，第三级条纹的位置：

那么：

第十二章光学

练习二

1.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，若薄膜厚度为e，而且

，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为（C）

（C）

（D）

2.两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（D）

（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小；

（B）向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变；

（C）向棱边方向平移，条纹间隔变大；

（D）向棱边方向平移，条纹间隔不变。

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（B）

（A）/4.；

（B）/（4n）；

（C）/2；

（D）/（2n）。

4.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为的单色平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如右图1所示,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与条纹弯曲处对应的部分（C）

（A）凸起,且高度为/4；

（B）凸起,且高度为/2；

（C）凹陷,且深度为/2；

（D）凹陷,且深度为/4。

1．凡以相同倾角入射的光，经膜上下表面反射后产生的相干光束光程差相同，从而对应于干涉图样中的同一级条纹，此类干涉称为等倾干涉。

2.在折射率为n=1.68的平板玻璃表面涂一层折射率为n=1.38的

透明薄膜，可以减少玻璃表面的反射光。

若有波长

的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则

薄膜的最小厚度应是

3.在空气中有一劈尖形透明物,劈尖角=1.0×

10－4弧度,在波长=7000Å

的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率n=1.4。

4.波长为的单色光垂直照射到劈尖薄膜上,劈尖角为,劈尖薄膜的折射率为n,第k级明条纹与第k+5级明纹的间距是

1.白光垂直照射到空气中厚度为为380nm的肥皂水膜上，试问水膜表面呈现什么颜色？

（肥皂的折射率看作1.33）。

的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则

薄膜的最小厚度应是多少?

透明薄膜上下两个表面反射光在相遇点的光程差：

（上下两个表面的反射光均有半波损失）。

要求反射最小，满足

薄膜的最小厚度：

将

和

带入得到：

3.用真空中波长=589.3nm的单色光垂直照射折射率为1.50的劈尖薄膜，产生等厚干涉条纹，测得相邻暗条纹间距

，那么劈尖角

应是多少?

劈尖薄膜干涉中，条纹间距

暗条纹的光程差满足：

暗条纹的厚度差：

，劈尖角：

练习三

1.一束波长

的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图1，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）

（A）；

（B）/2；

（C）3/2；

（D）2。

2.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，则中央明条纹（A）

（A）宽度变小；

（B）宽度变大；

（C）宽度不变，且中心强度不变；

（D）宽度不变，中心强度增大。

3.在如图2所示的单缝夫琅和费衍射装置中，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3/2倍，同时使入射的单色光的波长变为原来的3/4倍，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（D）

（A）3/4倍；

（B）2/3倍；

（C）9/8倍；

（D）1/2倍。

4.若星光的波长按5500Å

计算，孔径为127cm的大型望远镜所能分辨的两颗星的最小角距离（从地上一点看两星的视线间夹角）是（D）

（A）3.2×

10－3rad；

（B）1.8×

10－4rad；

（C）5.3×

10－5rad；

（D）5.3×

10－7rad。

1.惠更斯引进子波的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用子波相干叠加的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯-菲涅耳原理。

2.平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，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4个半波带，若将单缝缩小一半，P点将是1级暗纹，若衍射角

增加，则单缝被分的半波带数增加，每个半波带的面积减小（与4个半波带时的面积相比），相应明纹亮度减弱。

3.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L，（实验上应保证

，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：

4.如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角30°

的方向上，所用单色光波长

，则单缝宽度为

1.波长为500nm的平行光垂直地入射于一宽为1mm的狭缝，若在缝的后面有一焦距为100cm的薄透镜，使光线会聚于一屏幕上，试求：

（1）中央明纹宽度；

（2）第一级明纹的位置；

（3）中央明纹两侧第二级暗纹之间的距离。

中央明纹宽度：

第一级明纹的位置：

2.有一单缝，宽a=0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜，用平行绿光（

）垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹及第二级明纹宽度。

3.今有白光形成的单缝夫琅和费衍射图样，若其中某一光波的第3级明纹和红光（

）的第二级明纹相重合，求此这一光波的波长。

对于夫琅和费单缝衍射，明纹的位置：

根据题意：

练习四

1.一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

（D）

（A）紫光；

（B）绿光；

（C）黄光；

（D）红光。

2.用波长为589.3nm钠黄光垂直入射在每毫米有500条缝的光栅上，第一级主极大的衍射角是（B）

（A）21.7°

（B）17.1°

（C）33.6°

（D）8.4°

3.波长

单色光垂直入射于光栅常数

的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（B）

（A）2；

（B）3；

（C）4；

（D）5。

4.设光栅平面、透镜均与屏幕平行。

则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级数k（B）

（A）变小；

（B）变大；

（C）不变；

（D）是否改变无法确定。

1.波长为

的单色平行光，经圆孔（直径为D）衍射后，在屏上形成同心圆形状（或圆环）的明暗条纹，中央亮班叫爱里斑，根据瑞利判据，园孔的最小分辨角

2.衍射角的某些值满足光栅方程的主明纹条件，而又满足单缝衍射的暗纹条件，这些主明纹将消失，这一现象称为缺级。

3.波长为500nm单色光垂直入射到光栅常数为

的衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角为

4.平面衍射光栅宽2cm，共有8000条缝。

用钠黄光（589.3nm）垂直照射，可观察到光谱线最大级次4，对应衍射角

1.通常亮度下，人眼瞳孔直径约3mm，人眼的最小分辨角是多大？

远处两根细丝之间的距离为2.0mm，问离开多远恰能分辨？

（人眼视觉最敏感的黄绿光波长

）

根据瑞利判据：

人眼瞳孔的最小分辨角：

设两根细丝离开x远时人眼恰能分辨，则

代入得到：

2．波长600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明条纹出现在

处，第四级缺级，试问：

（1）光栅上相邻两缝的间距（

）有多大？

（2）光栅上狭缝可能的最小宽度

有多大？

3.用一束具有两种波长

的平行光垂直入射在光栅上，发现距中央明纹5cm处，

光的第k级主极大和

光的第（k+1）级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50m，试求：

（1）k=?

（2）光栅常数d=?

根据题意对于两种波长的光有：

从上面两式得到：

带入解得，

又

练习五

1.在双缝干涉实验中，用单色自然光照射形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则

（B）

（A）干涉条纹间距不变，明纹亮度加强