大学物理光学习题集.docx
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大学物理光学习题集
光源、光的相干性
1.选择题
难度系数等级:
1
来自不同光源的两束白光,例如两束手电筒光照射在同一区域内,是不能产生干涉图样的,这是由于
(A)白光是由不同波长的光构成的(B)两光源发出不同强度的光
(C)两个光源是独立的,不是相干光源(D)不同波长的光速是不同的
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
2
有三种装置
(1)完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上;
(2)同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上;
(3)用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上;
以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是:
(A)装置(3)(B)装置
(2)
(C)装置
(1)(3)(D)装置
(2)(3)
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
1
对于普通光源,下列说法正确的是:
(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
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
4
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)干涉条纹间距不变,且明纹亮度加强(B)干涉条纹间距不变,但明纹亮度减弱
(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
1
杨氏双缝干涉实验是:
(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
[]
答案:
(A)
407光程、光程差的概念(选择5判断10填空5)
1.选择题
难度系数等级:
1
在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中
(A)传播的路程相等,走过的光程相等
(B)传播的路程相等,走过的光程不相等
(C)传播的路程不相等,走过的光程相等
(D)传播的路程不相等,走过的光程不相等
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
1
光在真空中和介质中传播时,正确的描述是:
(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
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
2
如图所示,两光源s1、s2发出波长为的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n1和n2,且n1>n2)射到介质的分界面上的P点,己知s1P=s2P=r,则这两条光的几何路程r,光程差和相位差分别为:
(A)r=0,=0,=0
(B)r=(n1-n2)r,=(n1-n2)r,=2(n1-n2)r/
(C)r=0,=(n1-n2)r,=2(n1-n2)r/
(D)r=0,=(n1-n2)r,=2(n1-n2)r
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
2
如图所示,s1、s2为两个光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径s1P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+n2t2)-(r1+n1t1)
(B)[r2+(n2-1)t2]-[r1+(n1-1)t1]
(C)(r2-n2t2)-(r1-n1t1)
(D)n2t2-n1t1
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
3
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,则A、B两点光振动位相差记为,则
(A)当l=3/2,有=3
(B)当l=3/(2n),有=3n.
(C)当l=3/(2n),有=3
(D)当l=3n/2,有=3n.
[]
答案:
(C)
填空5
3.填空题
难度系数等级:
1
波长为λ的单色光在折射率为n的媒质中,由a点传到b点相位改变了π,则对应的光程差(光程)为。
答案:
λ/2。
难度系数等级:
2
¬
¬
e
n
s1
s2
A
如图所示,假设有两个同相的相干点光源S1和S2,发出波长为
的光。
是它们连线的中垂线上一点。
若在S1与
之间插入厚度为
,折射率为
的薄玻璃片,则两光源发出的光在
点的相位差= 。
答案:
。
难度系数等级:
2
在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2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=。
答案:
2(n1n2)e/.。
难度系数等级:
3
真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时,相位改变了5π,则光从A点传到B点经过的光程为__________。
答案:
1250nm。
难度系数等级:
4
真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时,相位改变了5π,则光从A点传到B点经过的实际路程为__________。
答案:
833nm。
408分波阵面干涉(选择20判断8填空20计算12)
1.选择题
难度系数等级:
1
一束波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹,那么对应于第一级暗纹的光程差为:
(A)2λ(B)1/2λ(C)λ(D)λ/4
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
1
用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是
(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
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
4
在空气中做光的双缝实验,屏幕E上的P点处是明条纹。
若将缝S2盖住,并在S1S2连线的垂直平分面上放一面反射镜M,其它条件不变(如图),则此时:
(A)P处仍为明条纹(B)P处为暗条纹
(C)P处于明、暗条纹之间(D)屏幕E上的P无干涉条纹
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
2
在杨氏双缝干涉实验中,正确的叙述是:
(A)增大双缝间距,干涉条纹间距也随之增大
(B)增大缝到观察屏之间的距离,干涉条纹间距增大
(C)频率较大的可见光产生的干涉条纹间距较大
(D)将整个实验装置放入水中,干涉条纹间距变大
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
4
在杨氏双缝干涉实验中,以下叙述错误的是:
(A)减小入射光强度,则条纹间距不变
(B)增大缝到观察屏之间的距离,干涉条纹间距增大
(C)若将双缝干涉实验放在水面之下进行,则干涉条纹间距离将比在空气中小
(D)频率大的可见光产生的干涉条纹间距较小
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
3
用单色光垂直照射杨氏双缝时,下列说法正确的是:
(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
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
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)把两个缝的宽度稍微调窄
(C)使两缝的间距变小(D)改用波长较小的单色光源
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
4
用白光(波长为400nm~760nm)垂直照射间距为a=0.25mm的双缝,距缝50cm处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是:
(A)3.6×104m,3.6×104m
(B)7.2×104m,3.6×103m
(C)7.2×104m,7.2×104m
(D)3.6×104m,1.8×104m
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
3
双缝干涉实验中,入射光波长为
,用玻璃纸遮住其中一缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大
,则屏上原0级明纹中心处
(A)仍为明纹中心(B)变为暗纹中心
(C)不是最明,也不是最暗(D)无法确定
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
5
如图所示,用频率为f的单色光照射双缝,在屏上P点处出现第3条暗纹,设光速为c,则P点到双缝s1和s2的距离之差
应为
(A)
(B)
(C)
(D)
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
5
如图所示,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)间隔不变,向下移动(B)间隔变小,向上移动
(C)间隔变大,向下移动(D)间隔不变,向上移动
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
4
在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏幕上形成干涉条纹,若在两缝后放一个偏振片,则:
(A)无干涉条纹
(B)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强
(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱
(D)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
2
用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在上侧缝上,此时中央明纹的位置将:
(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移,且条纹间距不变
(C)不移动,但条纹间距改变(D)向上平移,且间距改变
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
3
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(如图),其他条件不变,则屏上的干涉条纹:
(A)向下平移,且条纹间距不变
(B)向上平移,且条纹间距不变
(C)不移动,但条纹间距改变
(D)向上平移,且间距改变
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
1
杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(k为自然数,λ为光波波长)
①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
②在距双缝的路程差为kλ的点形成亮条纹
③在距双缝的路程差为k
的点形成亮条纹
④在距双缝的路程差为(k+
)λ的点形成暗条纹
(A)①②(B)②③(C)③④(D)②④
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
3
如图所示,用波长
nm的单色光做杨氏双缝实验,在光屏P处产生第五级明纹极大,现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上,此时P处变成中央明纹极大的位置,则此玻璃片厚度为:
(A)5.0×10-4cm(B)6.0×10-4cm
(C)7.0×10-4cm(D)8.0×10-4cm
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
3
在双缝干涉实验中,先后用红光和紫光在相同条件下照射同一双缝,则在屏上出现的干涉条纹中,这两种色光的两明条纹间的距离和两暗纹间距离相比较:
(A)红光都比紫光大(B)紫光都比红光大
(C)红光两明纹间距离比紫光大,两暗纹间距离比紫光小
(D)紫光两明纹间距离比红光大,两暗纹间距离比红光小
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
4
在双缝干涉实验中,设单缝宽度为t,双缝间距离d,双缝与屏距离为d’,下列四组数据中哪一组在屏上可观察到清晰干涉条纹:
(A)t=1cm,d=0.1cm,d’=1m(B)t=1mm,d=0.1mm,d’=10cm
(C)t=1mm,d=1cm,d’=100cm(D)t=1mm,d=0.1mm,d’=100cm
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
2
在双缝干涉中,屏幕E上的P点处是明条纹,若将缝s2盖住,并在s1s2连线的垂直平分面处放一反射镜M,如图所示,则此时:
(A)P点处仍为明条纹
(B)P点处为暗条纹
(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹
(D)无干涉条纹
答案:
(B)
难度系数等级:
2
用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上,此时中央明纹的位置将:
(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移,且条纹间距不变
(C)不移动,但条纹间距改变(D)向上平移,且间距改变
[]
答案:
(B)
填空20
3.填空题
难度系数等级:
1
一束真空中波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹,那么对应于第一级明纹的光程差为。
答案:
λ。
难度系数等级:
3
在双缝干涉实验中,用白光照射时,明纹会出现彩色条纹,明纹内侧呈色。
答案:
紫。
难度系数等级:
2
用白光进行双缝实验时,如果用纯红色滤光片和纯蓝色滤光片分别盖住两缝,则
产生干涉条纹。
(填能或不能)
答案:
不能。
难度系数等级:
1
用单色光垂直照射杨氏双缝时,减小双缝间距,则条纹间距。
(填变大、变小或不变)
答案:
变大。
难度系数等级:
2
如图s1、、s2为双缝,s是单色缝光源,当s沿平行于s1、和s2的连线向上作微小移动时,中央明条纹向移动。
(填上、下)
答案:
下。
难度系数等级:
3
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(
=
),两束相干光的位相差为。
答案:
2dsin/。
难度系数等级:
4
在两条缝宽度相等的双缝干涉实验中,若其中一条缝的宽度稍稍增加,则干涉条纹的宽度将。
(填变宽、变窄或不变)
答案:
不变。
难度系数等级:
2
s1、、s2为双缝,s是单色缝光源,若s不动,而在上缝s1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向移动。
(填上、下)
答案:
上。
难度系数等级:
3
在如图的洛埃镜干涉装置中,若光源s离屏的距离为D,s离平面镜的垂直距离为a(a很小)。
设入射光波长为,则相邻条纹中心间的距离为。
答案:
x=D/(2a)。
难度系数等级:
1
在洛埃镜干涉装置中,平面镜与屏交界处的干涉条纹应为条纹。
(填明、暗)
答案:
暗。
难度系数等级:
4
在双缝干涉实验中,如果逐渐增加光源狭缝S的宽度,则屏幕上的条纹逐渐变。
答案:
模糊,直止消失。
难度系数等级:
5
双缝干涉实验中,若双缝间距由
变为
,使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心,则
∶
=。
答案:
1∶2。
难度系数等级:
1
若在杨氏双缝其中一缝后加一透明媒质薄片,使原光线光程增加
,则此时屏中心处将变为纹。
(填明或暗)
答案:
暗。
难度系数等级:
2
在双缝干涉实验中,已知屏与双缝间距
,双缝间距离
,设入射光波长
,如果用折射率分别是
和
的两块厚度均为
的薄玻璃片覆盖在两缝上,则干涉条纹将向折射率的方向移动。
(填大或小)
答案:
大。
难度系数等级:
1
在双缝干涉实验中若使两缝之间距离增大,则屏幕上干涉条纹间距。
(填变大、变小或不变)
答案:
变小。
难度系数等级:
1
在双缝干涉实验中若使单色光波长减小,则屏幕上干涉条纹间距。
(填变大、变小或不变)
答案:
变小。
难度系数等级:
2
在双缝干涉实验中若使两缝之间距离增大一倍,光的波长减小一半,其它条件不变,则相邻两暗纹间的距离将是原来的。
答案:
1/4。
难度系数等级:
3
若将双缝干涉实验从空气移入水面之下进行,则干涉条纹间的距离将。
(填变大、变小或不变)
答案:
变小。
难度系数等级:
3
薄钢片上有两条紧靠着的平行细缝,用双缝干涉方法来测量两缝间距。
如果用波长
的单色光照射,双缝与屏的距离
。
测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为
。
则两缝间距离为
。
答案:
。
难度系数等级:
4
洛埃镜干涉装置如图,已知光源波长
,则
反射镜右边缘到第一条亮纹的距离为
。
答案:
。
409分振幅干涉(选择20判断8填空20计算12)
1.选择题
难度系数等级:
1
光波从光疏媒质垂直入射到光密媒质,当它在界面反射时,其
(A)相位不变(B)频率增大(C)相位突变(D)频率减小
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
3
波长为500nm的单色光从空气中垂直地入射到镀在玻璃(折射率为1.50)上折射率为1.375、厚度为1.0×10-4cm的薄膜上。
入射光的一部分进入薄膜,并在下表面反射,则这条光线在薄膜内的光程上有多少个波长?
反射光线离开薄膜时与进入时的相位差是:
(A)2.75,5.5π(B)2.75,6.5π(C)5.50,11π(D)5.50,12π
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
1
如图所示,薄膜的折射率为n2,入射介质的折射率为n1,透射介质为n3,且n1<n2<n3,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)
(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
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
3
波长为的单色光垂直入射到厚度为e的平行膜上,如图若反射光消失,则当n1<n2<n3时,应满足条件
(1);当n1<n2>n3时应满足条件
(2)。
条件
(1),条件
(2)分别是:
(A)
(1)2ne=k,
(2)2ne=k
(B)
(1)2ne=k+/2,
(2)2ne=k+/2
(C)
(1)2ne=k-/2,
(2)2ne=k
(D)
(1)2ne=k,
(2)2ne=k-/2
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
2
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,以增强某一波长的透射光能量。
假设光线垂直入射,则介质膜的最小厚度应为:
(A)
(B)
(C)
(D)
[]
答案:
(D)
①
②
e
n1
n2
n3
难度系数等级:
3
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(用①②示意)的光程差是:
(A)2n2e(B)2n2e-/(2n2)
(C)2n2e-(D)2n2e-/2
[]
答案:
(D)
e
n1
n2
n3
难度系数等级:
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n1<n2>n3,1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:
(A)2n2e/(n11)(B)4n1e/(n21)+
(C)4n2e/(n11)+(D)4n2e/(n11)
[]
答案:
(C)
难度系数等级:
3
如图所示,波长为
的平行单色光垂直入射在折射率为
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
,则两束反射光在相遇点的位相差为:
(A)
(B)
(C)
(D)
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
2
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)/4(B)/(4n)(C)/2(D)/(2n)
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
1
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,要使透射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为:
(A)/4(B)/(4n)(C)/2(D)/(2n)
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
4
由两块玻璃片(n1=1.75)所形成的空气劈尖,其一端厚度为零,另一端厚度为0.002cm,现用波长为7000Å的单色平行光,从入射角为30角的方向射在劈尖的表面,则形成的干涉条纹数为:
(A)27(B)56(C)40(D)100
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
5
如图所示,两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L,夹在两块平晶的中间,形成空气劈尖,当单色光垂直入射时,产生等厚干涉条纹,如果滚柱之间的距离L变小,则在L范围内干涉条纹的
(A)数目减少,间距变大(B)数目不变,间距变小
(C)数目增加,间距变小(D)数目减少,间距不变
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
3
图示为一干涉膨胀仪示意图,上下两平行玻璃板用一对热膨胀系数极小的石英柱支撑着,被测样品
在两玻璃板之间,样品上表面与玻璃板下表面间形成一空气劈尖,在以波长为
的单色光照射下,可以看到平行的等厚干涉条纹。
当W受热膨胀时,条纹将:
(A)条纹变密,向右靠拢(B)条纹变疏,向上展开
(C)条纹疏密不变,向右平移(D)条纹疏密不变,向左平移
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
2
严格地说,空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时,干涉圆环的半径将:
(A)变小(B)不变(C)变大(D)消失
[]
答案:
(C)
1.52
1.62
1.62
1.52
1.75
P
难度系数等级:
4
在图所示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点P处形成的圆斑为:
(A)全明(B)全暗
(C)右半部明,左半部暗(D)右半部暗,左半部明
[]
答案:
(D)
难度系数等级:
5
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,若观察到到反射光干涉条纹(实线为暗条纹)如图所示。
则干涉条纹上A点处所对应的空气薄膜厚度e及工件表面与条纹弯曲处对应的部分:
(A)e=3/2,凸起(B)e=/2,凸起
(C)e=/2,凹陷(D)e=3/2,凹陷
[]
答案:
(A)
难度系数等级:
5
观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜,用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时,观察到的干涉条纹的特点是:
(A)间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间密,两边稀
(B)间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间稀,两边密
(C)间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹
(D)间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹
[]
答案:
(B)
难度系数等级:
2
有两个几何形状完全相同的劈尖:
一个由空气中的玻璃形成,一个由玻璃中的空气形成。
当用相同的单色光分别垂直照射它们时,从入射光方向观