第11章波動(dòng)光學(xué)練習(xí)題.doc

第十一章一、填空題（一）易（基礎(chǔ)題）1、光學(xué)儀器的分辨率R= 。2、若波長為625nm的單色光垂直入射到一個(gè)每毫米有800條刻線的光柵上時(shí)，則第一級譜線的衍射角為 。3、在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級暗紋對應(yīng)的單縫處波面可劃分為 個(gè)半波帶。4、當(dāng)光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，在交界面處的反射光與入射光有相位相反的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象我們稱之為 。5、干涉相長的條件是兩列波的相位差為的 （填奇數(shù)或偶數(shù)）倍。6、可見光要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象必須滿足的條件是： 。7、在麥克耳遜干涉儀的一條光路中，插入一塊折射率為n，厚度為d的透明薄片，插入薄片使這條光路的光程改變了 ；8、波長為的單色光垂直照射在由兩塊平玻璃板構(gòu)成的空氣劈尖上，測得相鄰明條紋間距為L,若將劈尖角增大至原來的2倍，則相鄰條紋的間距變?yōu)?。9、單縫衍射中狹縫愈窄，條紋間距愈 。10、在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，第一級暗紋發(fā)生在衍射角300的方向上，所用單色光波長為，則縫寬為 。11、用波長為的單色光垂直照射置于空氣中厚度為e的折射率為1.5的透明薄膜，兩束反射光的光程差為 ；12、光學(xué)儀器的分辨率與 和 有關(guān)，且 越小，儀器的分辨率越高。13、當(dāng)一束自然光通過兩片偏振化方向成30o的偏振片后，其出射光與入射光的光強(qiáng)之比為 。（二）中（一般綜合題）1、若麥克耳遜干涉儀的可動(dòng)反射鏡M移動(dòng)0.620的過程中，觀察到干涉條紋移動(dòng)了2300條，則所用光波的波長為 mm。2、在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果相干光源和相距，、到屏幕的垂直距離為。若第二級明紋距中心點(diǎn)O的距離為6.0mm，則單色光的波長為 ；相鄰兩明條紋之間的距離為 。3、用單色光垂直照射空氣劈形膜,當(dāng)劈形膜的夾角減小時(shí),干涉條紋_劈棱方向移動(dòng),干涉條紋間距_。4、用單色光垂直照射空氣劈形膜;觀察反射光的干涉,則劈棱處是_紋； 若改用波長大的單色光照射,相鄰條紋間距將變_。5、真空中波長為單色光在折射率為n的媒質(zhì)中由A點(diǎn)傳到B點(diǎn)時(shí)光程改變量為3/2,則相位改變量為_ ,光走過的幾何路程為_。6題圖6、如圖（6題）所示，和，是初相和振幅均相同的相干波源，相距，設(shè)兩波沿連線傳播的強(qiáng)度不隨距離變化，則在連線上左側(cè)各點(diǎn)和右側(cè)各點(diǎn)是 （填相長或相消）。7、在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中波長為的單色光垂直入射在寬度為a=2的單縫上，對應(yīng)于衍射角為30方向，單縫處的波面可分成的半波帶數(shù)目為 個(gè)。三、難（綜合題）1、每毫米有500條刻痕的衍射光柵的光柵常數(shù)為_.當(dāng)以的單色光垂直照射該光柵時(shí)最多可觀察到_條明條紋.2、有單色光垂直照射在單縫上,若縫寬增大,則條紋間隔_; 若波長增大,則條紋間隔_ ;當(dāng)與滿足_的數(shù)量關(guān)系時(shí),在屏上將只出現(xiàn)中央明紋.3、在牛頓環(huán)干涉實(shí)驗(yàn)中,以波長為的單色光垂直照射,若平凸透鏡與平玻璃板之間的介質(zhì)折射率為,今使玻璃板稍微下移,則干涉圓環(huán)將_移;每當(dāng)膜厚改變_時(shí)就移過一條條紋.二、選擇題（一）易（基礎(chǔ)題）1、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果拉大光屏與雙縫之間的距離，則光屏上的條紋間距將：（ ）（A）不變； （B）變小；（C）變大； （D）不能確定。2、在夫瑯和費(fèi)單縫實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其它條件不變，則中央明紋（ ） （A）寬度變大； （B）寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變；（C）寬度變小； （D）寬度不變，但中心強(qiáng)度變小。3、光波的衍射沒有聲波顯著是由于（ ） （A）光是電磁波； （B）光速比聲速大；（C）光有顏色； （D）光的波長比聲波小得多。4、為了提高儀器的分辨率，可以采用的正確方法是 （ ）（A）減小觀測距離； （B）減小入射光波長；（C） 增大觀測距離； （D）增大入射光波長。5、頻率為100Hz,傳播速度為300m/s的平面簡諧波，波線上兩點(diǎn)振動(dòng)的相位差為，則此兩點(diǎn)相距 ( )（A）2； (B)2.19； (C) 0.5； (D)28.6。6、光強(qiáng)均為I的兩束相干光在某區(qū)域內(nèi)疊加，則可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)為 （ ）(A)I； (B)2 I； (C)3 I ； (D)4 I。7、一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是：（ ）（A）紫光； （B）綠光； （C）黃光； （D）紅光。8、在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣中和在玻璃中（ ）（A）傳播的路程相等，走過的光程相等；（B）傳播的路程相等，走過的光程不相等；（C）傳播的路程不相等，走過的光程相等；（D）傳播的路程不相等，走過的光程不相等。9、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是：（ ）（A）使屏靠近雙縫； （B）使兩縫的間距變??；（C）把兩縫的寬度稍微調(diào)窄；（D）改變波長較小的單色光源。10、在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色光垂直入射在寬度為的單縫上，對應(yīng)于衍射角的方向，單縫處波陣面的半波帶數(shù)目為（ ）（A）2個(gè)； （B）4個(gè)； （C）6個(gè)； （D）8個(gè)。11、在真空中波長為的單色光，在折射率為n的透明介質(zhì)中從A沿某路徑傳播到B，若A,B兩點(diǎn)位相差為，則此路徑的光程差為：（ ）（A）； （B）；（C）； （D）。12、自然光以布儒斯特角入射到透明介質(zhì)表面時(shí)，正確的陳述為 ( ) （A）反射線和折射線是平行的；（B）折射光是線偏振光；（C）反射線和折射線是垂直的； （D）反射光的光振動(dòng)平行于入射面。（二）中（一般綜合題）1、人耳能辨別同時(shí)傳來的不同的聲音，是由于 （ ） （A）波的反射和折射； （B）波的干涉；2題圖（C）波的獨(dú)立傳播特性； （D）波的強(qiáng)度不同。2、如圖2，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用透明玻璃擋住下縫，則 （ ）（A）中央明紋向上移動(dòng)； （B）中央明紋向下移動(dòng)；（C）中央明紋不動(dòng)； （D）不能確定 。3、兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色光垂直入射，若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿順時(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的：（ ）（A）間隔變小，并向棱邊方向平移； （B）間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移；（C）間隔不變，向棱邊方向平移； （D）間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移。4、用一毫米內(nèi)有500條刻痕的平面透射光柵觀察鈉光譜（ =589nm），設(shè)透鏡焦距f=1.00m.則光線垂直入射時(shí)，最多能看到的光譜級數(shù)為 ( ) （A）4 ； （B）2 ； （C）不能確定； （D）3 。5、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色自然光，在屏上形成干涉條紋。若在兩縫后放一個(gè)偏振片，則 ( )（A）干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強(qiáng)；（B）干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度減弱；（C）干涉條紋的間距變窄，但明紋的亮度減弱；（D）無干涉條紋。6、某單色光垂直照射一衍射光柵，在屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級光譜，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級次的譜線，應(yīng)該 （ ）（A）換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵； （B）換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵；（C）將光柵向靠近屏幕的方向移動(dòng)（D）將光柵向遠(yuǎn)離屏幕方向移動(dòng)。（三）難（綜合題）1、真空中波長為的單色光，在折射率為n的透明介質(zhì)中從A傳播到B，若A,B兩點(diǎn)光程差為，則此兩點(diǎn)間的相位差為（ ） （A）； （B）； （C）； （D）。2、光強(qiáng)為I0的自然光垂直通過兩個(gè)偏振片，它們的偏振化方向之間的夾角。設(shè)偏振片沒有吸收，則出射光強(qiáng)I與入射光強(qiáng)I0之比為 （ ）（A）1/4； （B）3/4； （C）1/8； （D）3/8。3、在牛頓環(huán)干涉實(shí)驗(yàn)中,若在平凸透鏡的周邊輕輕下壓時(shí),干澀圓環(huán) (A) 不動(dòng); (B) 向中心收縮; (C）從中心向外擴(kuò)大； (D) 變密。4、光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時(shí) (A) 反射光有半波損失; (B) 入射光有半波損失;(C) 透射光有半波損失; (D) 入射、反射、透射光均無半波損失。5、當(dāng)組成空氣劈形膜的兩玻璃片夾角增大時(shí),干涉條紋將 (A) 向劈棱方向移動(dòng)且變密;(B) 向劈棱方向移動(dòng)但條紋間隔不變;(C) 向遠(yuǎn)離劈棱方向移動(dòng)但間隔不變;(D) 向遠(yuǎn)離劈棱方向移動(dòng)間隔變寬.三、判斷題（易，基礎(chǔ)題）1、光柵條紋是衍射和干涉的總效果。 （ ）2、光是橫波，光具有波動(dòng)性和粒子性。 ( ) 3、等厚干涉圖樣一定是明暗相間的直條紋。 （ ）4、牛頓環(huán)中心是暗紋。 （ ）5、等傾干涉圖樣一定是明暗相間的同心圓環(huán)。 （ ）6、光的波動(dòng)性表現(xiàn)為光能產(chǎn)生干涉和衍射。 ( )7、干涉和衍射產(chǎn)生的是完全一樣的明、暗相間的條紋。( ) 8、當(dāng)入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光與折射光垂直，反射光為偏振光。 ( )9、 若以白光垂直照射單縫，則光屏中央處為波長最短的紫色光條紋。 ( )10、 光的衍射可以分為夫瑯和費(fèi)衍射和菲涅耳衍射兩種。( )四、計(jì)算題（一）易（基礎(chǔ)題）1、在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果相干光源和相距，、到屏幕的垂直距離為。(1)若第二級明紋距中心點(diǎn)O的距離為6.0mm，求此單色光的波長；(2)求相鄰兩明條紋之間的距離；(3)如改用波長為500nm的單色光做實(shí)驗(yàn)，求相鄰兩明條紋之間的距離。2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為0.30mm，用單色光垂直照射雙縫，在離縫1.20m的屏上測得中央明紋兩側(cè)第五條暗紋間的距離為22.78mm，求所用單色光的波長。3、用波長為589.3nm的黃色光觀察牛頓環(huán)時(shí)，測得第k級暗環(huán)半徑為5mm,第k+5級暗環(huán)半徑為7mm,試求平凸透鏡的曲率半徑R和級數(shù)K。4、在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入長的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)則儲(chǔ)有壓強(qiáng)為的空氣，用以測定空氣的折射率。設(shè)所用光波波長為546nm，實(shí)驗(yàn)時(shí)，向真空玻璃管中逐漸充入空氣，直至壓強(qiáng)達(dá)到為止。在此過程中，觀察到107.2條干涉條紋的移動(dòng)，試求空氣的折射率。計(jì)算題5圖5、如圖所示（計(jì)算題5圖）的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，P為屏上第五級亮紋所在位置?，F(xiàn)將一 玻璃片插入光源發(fā)出的光束途中，則P點(diǎn)變?yōu)橹醒肓翖l紋的位置。已知相干光源的波長，玻璃的折射率，求玻璃片的厚度。6、把膜厚為的薄膜放入邁克耳孫干涉儀的一臂，如果由此產(chǎn)生了9.0條干涉條紋的移動(dòng)，求薄膜的折射率。設(shè)入射光的波長為589nm 。計(jì)算題7圖7、如圖所示（計(jì)算題8圖），利用空氣劈尖測細(xì)絲直徑，已知 ，測得41條條紋的總寬度為6.0 ,求細(xì)絲直徑。8、單縫寬為b = 0.40 m m，以波長為589 n m 的單色光垂直照射。設(shè)透鏡的焦距 f = 1.0 m。求（1）第一級暗紋距中心的距離；（2）第二級明紋距中心的距離；（3）若此光以30o入射角斜射到單縫上時(shí)，第一級暗紋距中心的距離。9、用波長的平行光垂直照射折射率n=1.33的劈尖薄膜，觀察反射光的等厚干涉條紋，從劈尖的棱算起，第5條明紋中心對應(yīng)的膜厚度是多少？10、在牛頓環(huán)裝置的平凸透鏡和平板玻璃間充以某種透明有液體，觀測到第10個(gè)明環(huán)的直徑由原來的14.8cm12.7cm，求這種液體的折射率？（二）中（一般綜合題）1、在空氣中垂直入射的白光從肥皂膜上反射，對630nm的光有一個(gè)干涉極大(即干涉加強(qiáng))，而對525nm的光有一個(gè)干涉極小(即干涉減弱)。其他波長的可見光經(jīng)反射后并沒有發(fā)生極小,假定肥皂水膜的折射率與水相同，即，膜的厚度是均勻的。求膜的厚度。計(jì)算題2圖2、如圖（計(jì)算題2圖），在一塊平整的玻璃(n=1.50)片上覆蓋一層透明介質(zhì)薄膜(n=1.25)，使波長為600nm的光垂直投射在它上面而不反射。試求：這層薄膜最小厚度是多少?3、 一雙縫裝置的一個(gè)縫被折射率為1.40的薄玻璃片所遮蓋，另一個(gè)縫被折射率為1.70的薄玻璃片所遮蓋，在玻璃片插入以后，屏上原來的中央極大所在點(diǎn)，現(xiàn)變?yōu)榈谖寮壝骷y。假定=480nm，且兩玻璃片厚度均為，求。4 在折射率=1.52的照相機(jī)鏡頭表面涂有一層折射率=1.38的增透膜，若此膜僅適用于波長=550 nm的光，則此膜的最小厚度為多少?5、單色平行光垂直照射縫寬a=0.6mm的單縫，透鏡的焦距，若在屏上處的點(diǎn)看到明紋極大。試求入射光的波長；點(diǎn)條紋的級數(shù)；縫面所能分成的半波帶數(shù)。6、設(shè)人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3 mm，而在可見光中，人眼最靈敏的波長為550nm，求：(1) 人眼的最小分辯角有多大？(2)若物體放在距人眼25cm(明視距離)處，則兩物點(diǎn)間距為多大時(shí)才能被分辨？(3)要看清黑板上相距d=2mm的兩點(diǎn)，人離黑板最大距離應(yīng)為多大？ 計(jì)算題7圖7、如圖所示（計(jì)算題7圖），在折射率為1.50的平板玻璃表面有一層厚度為300nm，折射率為1.22的均勻透明油膜，用白光垂直射向油膜，問：（1）哪些波長的可見光在反射光中產(chǎn)生相長干涉?（2）若要使透射光中=550nm的光產(chǎn)生相消干涉，油膜的最小厚度為多少?8、已知某材料在空氣中的布儒斯特角 ， 求它的折射率？若將它放在水中（水的折射率為 1.33），求布儒斯特角？該材料對水的相對折射率是多少？（三）難（綜合題）計(jì)算題1圖1、如圖（計(jì)算題1圖），用每有5000條狹縫的光柵，觀察波長的鈉光產(chǎn)生的譜線，求：(1)平行光線垂直入射時(shí)，最多能看到多少條明條紋?(2)平行光線以入射角入射時(shí)，最多能看到多少條明條紋？中央明條紋在什么