长春工业大学物理答案光光学16文档格式.docx

1、EO?BO?0有云母片： 所以：e?1 6在杨氏双缝实验中，双缝间距为毫米，双缝至屏的距离为米，在屏上可见到两组干涉条纹，一组波长为480nm的光产生，另一组波长为600nm的光产生，问在屏上两组干涉条纹在第3级干涉明条纹的距离是多少？D当?480nm,k?3时，x当?600nm,k?3时，x? 7杨氏双缝实验中，若两缝间距为，屏与缝间距为100cm。从第一明纹到同侧第四明纹之间的距离为，求单色光的波长；若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹之间的距离。 d解：Dd（x4?x1）?3?10?7m DD（2）?3m? 2 练习十七 光的干涉 1空气中有一透明薄膜，其折射率为n，用波长为?的平行

2、单色光垂直照射该薄膜，欲使反射光得到加强，薄膜的最小厚度应为?/4n，为使透射光得到加强，薄膜的最小厚度应为?/2n。 ?2en22?n12sin2i?2ne?反:/2?透:1/2?2nk?2nemin?4n?emin?2n 2.空气中有一厚度为?m的肥皂膜，白光垂直入射，从上看肥皂膜呈现的颜色为黄（绿） ?2n2e?2?max?2nek?1/2 ?567nm?min黄绿 3. 用波长为?的单色光垂直照射折射率为n2劈尖，劈尖与两侧介质的折射率的关系是n17?/（4n2）。 ?0?（k?1/2）?/n2 3 4. 在图示劈尖装置中，相邻干涉条纹间距为l，从棱边到金属丝间的干涉条纹总数为N，若把

3、金属丝向劈尖方向移到某一位置则有： l减小，N不变； l增大，N增大； l减小，N减小； l增大，N减小。 解：（1）l?2nsin? Ld/sin?2nd（2）N?不变l?/2nsin?,?l? 5波长为?的单色光垂直入射在一薄膜上，如图19-4所示，薄膜的上、下表面反射光的光程差用?表示，则： （1）上表面反射光有半波损失，?=2 n2e； （2）上表面反射光有半波损失，?=2 n2e+?/2； （3）上表面反射光无半波损失，? （4）上表面反射光无半波损失，?/2。 6空气中有一劈尖，折射率n=,尖角?=10-4rad，在某一单色光垂直照射下，可测的两相邻明条纹的距离为厘米，求：入射光的

4、波长；如果劈尖长为厘米，那么总共可出现多少条明条纹 解：L?2n?700nm /?14（条） 4 7空气中有一层薄膜，其折射率n=，当观察方向与膜面的法线方向成30?角时，可看到从油膜反射的光呈波长为500nm的绿色光。试问： 油膜的最小厚度为多少？ 如果从膜面的法线方向观察，则反射光的颜色如何？ 解：2en2?n1sin2i?22?2（明纹）k? ?（明纹）22ne466?nmk?当k?1时，?466nm?2时，?155nm?min? 练习十八 光的衍射 1在单缝夫琅和费衍射实验中，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

5、射角?= /6 解：asin?5?6 2在单缝夫琅和费衍射中，除中央明纹外，其它明纹宽度为 /a ；衍射条纹的光强随级次增大而 迅速减小 。 3. 在单缝衍射实验中，当缝宽为a时，屏上P点处是第三级暗纹。若把缝宽缩小为原来的一半，则P处变为 一级明纹 。P： 113现在:a?a,?未变：明纹222 5 4如图18-3波长为?的单色光垂直照射单缝，若单缝两缝边缘发出的光波到达屏上P、Q、R三点的光程差分别为2?、?，比较P、Q、R三点的亮度，则有： （1）P点最亮，Q点次之，R点最暗； （2）Q、R两点亮度相同，P点最暗； （3）P、Q、R三点亮度均相同； （4）Q点最亮，R点次之，P点最暗。

6、5在单缝夫琅和费衍射中，若把单缝沿垂直于透镜主光轴方向向上平移少许，则在屏上： 整个衍射图样向下平移； 整个衍射图样保持不变； 整个衍射图样向上平移； 整个衍射图样位置和相对分布均变化。 6用波长为500 nm的单色光垂直照射在缝宽为毫米的单缝上，在位于透镜焦平面的屏上，测的中央明条纹的两侧第三级暗纹之间间距为毫米，试求透镜的焦距。sin?6?3rad?2ftg?2fsin?f?已知单缝宽a=，会聚透镜f=40cm。光垂直入射在屏上距中心x=处看到某一级明纹。求： 入射光波长及此衍射明纹级数；对此明纹来说，缝面被分成的半波带的个数是多少？ 解：）?ftan?fsin?f（明纹中心位置）（k?a

7、ax4200?nmf（k?）2k?1（1）?0,1,2时，?4?6时，?600nm时，?467nm时，?382nm时，?min（2）半波带数?（2k?1）个7个9个11个 6 练习十九 光的衍射 1用波长为?的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，其光栅常数d=3?m，缝宽a=1?m，则在单缝衍射的中央明纹中共有 5 条谱线。缺 d?3k ，第一次缺级应该为?3，a所以单缝衍射的中央明纹共有5条 2波长?=5000埃的单色平行光，以入射角30?入射到1厘米上有5000条刻痕的光栅上，在透镜焦平面上的屏上可见衍射条纹最高级为 5 。“衍射条纹最高级”对应光程差最大。?asin30O? ?6kmax

8、?52 3.当入射的单色光波长一定时，若光栅上每单位长度的狭缝数越多，则光栅常数就越 小 ，相邻明条纹间距越 大 ，明纹亮度越 大 。dsin?/d 4一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数为下列哪种情况时，K=3、6、9等级次的主极大均不出现？ a+b=2a； a+b=3a ； a+b=4a； a+b=6a。7 5用波长4000?7600埃的白光照射衍射光栅，其衍射光谱的第2级和第3级重叠，则第3级光谱被重叠部分的波长范围是： 6000?7600埃5067?7600埃 4000?5067埃4000?6000埃 dsin?k?d2?红3?x2?红? 6.一衍射光栅的狭缝宽为a，不透光部分宽

9、为b，用?1=600nm的光垂直照射，在某一衍射角?处，出现第二级主极大，若换用?2=400nm的光，在上述衍射角?处出现第一级缺级，则b为a的 倍。 1倍； 2倍； 3倍； 4倍。（a?b）sin?600?400 a?b?2aa7为了测定一个给定光栅的光栅常数，用氦氖激光器的红光垂直照射光栅做夫琅和费衍射实验，测得第一级明条纹出现在38?方向，问这光栅的光栅常数是多少？1厘米内多少条缝？现用该光栅做同样实验，测定某一单色光的波长，发现第一级明条纹出现在27?方向，问单色光的波长是多少？对这单色光，最多可看到第几条明条纹？ （1）dsin?（2）d?10300Adsin38O?/d?9729条

10、 （4）当?2时，k?,kmax?2 8 8. 波长?=6000埃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?，第三级缺级，求： 光栅常数透光缝可能的最小宽度a等于多少？ 在选定了上述和a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次？缺级为： d?10mOsin30d?6m3 dk?3a（3）?dk3amin?kmax?2但缺此级时，k?0，?1，?2 练习二十 光的偏振 1.水的折射率为，玻璃的折射率为，当光水中射向玻璃表面反射时，起偏振角等于?。当光玻璃射向水表面反射? 时，其起偏振角等于arctan2.要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90?角，至少需要让这束光通过

11、 2 块理想偏振片，在此情况下，透过光强最大是原来的 1/4 倍。 I2?I1cos2?（Icos2?）cos2?Isin2?cos2?Imax?1/4I 9 1Isin2（2?） 43.自然光入射到空气和玻璃的分界面上，当入射角为60?时，反射光为完全偏振光，则玻璃的折射率为 3，光进入玻璃时，折射角为 30O 。 解:tan60?3 n04.一自然光自空气射到一块平板玻璃上，设入射角为起偏角，则有： 反射光为垂直入射面的偏振光； 反射光为平行入射面的偏振光； 反射光是垂直振动比平行振动强的部分偏振光； 反射光是平行振动的比垂直振动强的部分偏振光 5一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直

12、通过偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强之比为： 1/21/5 1/32/3 1I?I自?I偏cos2?21Imax2I自?I偏?5IImin2自I自1 ?I偏26.使自然光通过两个偏振化方向呈60?角的偏振器，透射光的强度为I1今在两个偏振器间再插入一个偏振器，它的偏振化方向与前两个偏振器的偏振化方向均成30?角，则透射光强度为多大？ 11Icos260O?I28I3?I2cos230O?（I1cos230O）cos230O I1?Icos260O?99I?I1324? 10 7. 如图22-6所示有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为?，设水和玻璃的折射率分别为和，欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光，? 应是多大？90O?iBtaniB?taniB?n2n1n1n0iB?iB?iB? n0siniB?n1sin? 8.一束自然光以某一角度入射到玻璃片上，反射光恰为线偏振光，玻璃的折射率n2=。 折射角是多少？折射光在下表面反射时，其反射光是否为完全偏振光。反射光恰为线偏振光入射角为布儒斯特角 taniB?60?30?11 B?i?反射光是完全偏振光（2）下表面：玻璃?空气taniB? 11