第十二章 光学 练习答案文档格式.docx

1、 （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

2、. 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

3、，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

4、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） / （4 n） ； （C） / 2 ； （D） / （2 n） 。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

5、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 =1.0104弧度,在波长 =7000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

6、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

7、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

8、。4. 若星光的波长按5500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） 3.2103 rad ； （B） 1.8104 rad ；（C） 5.3105 rad ； （D） 5.3107 rad 。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

9、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

10、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 ）

11、（A） 21.7 （B） 17.1 （C） 33.6 （D） 8.43. 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

12、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=50 m，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