光學(xué)自測題答案

1、i為入射光在ni中的波長，則兩束反入射n1光fA、2n2eB、2n2ei/(2njn2反射光2C、2n2e n1 1 /2D、2n2e n2 1 /2n3光學(xué)自測題一、單選題1、根據(jù)惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為S,則S的前方某點P的光強度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點的A、振動振幅之和B、光強之和C、振動振幅之和的平方D、振動的相干疊加2、在單縫夫瑯禾費衍射實驗中波長為的單色光垂直入射到單縫上.對應(yīng)于衍射角為30的方向上，若單縫處波面可分成3個半波帶，則縫寬度b等于A、B、1.5C、2D、33、在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度為b4的單

2、縫上，對應(yīng)于衍射角為30的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為A、2個B、4個C、6個D、8個4、一束波長為的平行單色光垂直入射到一單縫AB上，裝置如圖.在屏幕D上形成衍射圖樣，如果P是中央亮紋一側(cè)第一個暗紋所在的位置，則BC的長度為A、/2B、C、3/2D、25、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兩點相位差為3冗，則此路徑AB的光程為A、1.5B、1.5/nC、1.5nD、36、單色平行光垂直照射在薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，如圖所示，若薄月I的厚度為e,且%n2n3,射光的光程差為S1 sS ' &7、在雙縫干涉實

3、驗中，若單色光源S到兩縫§、S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中。處.現(xiàn)將光源S向下移動到示意圖中的S位置，則A、中央明條紋也向下移動，且條紋間距不變B、中央明條紋向上移動，且條紋間距不變C、中央明條紋向下移動，且條紋間距增大D、中央明條紋向上移動，且條紋間距增大8、在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為，用玻璃紙遮住雙縫中的一個縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大2.5,則屏上原來的明紋處BA、仍為明條紋B、變?yōu)榘禇l紋C、既非明紋也非暗紋D、無法確定是明紋，還是暗紋9、波長為的單色平行光垂直入射到一狹縫上，若第一級暗紋的位置對應(yīng)的衍射角為九/6,則縫寬的大小為CA、/2B、C

4、、2D、310、一單色平行光束垂直照射在寬度為1.0mm的單縫上，在縫后放一焦距為2.0m的會聚透鏡.已知位于透鏡焦平面處的屏幕上的中央明條紋寬度為2.0mm,則入射光波長約為(1nm109m)CA、100nmB、400nmC、500nmD、600nm11、波長500nm(1nm109m)的單色光垂直照射到寬度b0.25mm的單縫上，單縫后面放置一凸透鏡，在凸透鏡的焦平面上放置一屏幕，用以觀測衍射條紋.今測得屏幕上中央明條紋一側(cè)第三個暗條紋和另一側(cè)第三個暗條紋之間的距離為d12mm,則凸透鏡的焦距£為BA、2mB、1mC、0.5mD、0.2mE、0.1m12、自然光以60的入射角照射

5、到某兩介質(zhì)交界面時，反射光為完全線偏振光，則知折射光為DA、完全線偏振光且折射角是30B、部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為舊的介質(zhì)時，折射角是30C、部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角D、部分偏振光且折射角是3013、若把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為1.52的玻璃制成的)由空氣搬入折射率為1.33的水中，則干涉條紋CA、中心暗斑變成亮斑B、變疏C、變密D、間距不變14、一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是DA、紫光B、綠光C、黃光D、紅光15、一束光強為I。的自然光，相繼通過三個偏振片P1、P2、P3后，出射光的光強為II0/8.已知

6、P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)P2,要使出射光的光強為零，P2最少要轉(zhuǎn)過的角度是BA、30B、45C、60D、9016、兩平行放置的偏振片的偏振化方向之間的夾角為，當(dāng)30時，觀測光源1;當(dāng)60時，觀測光源2,兩次測得透射光強度相等，則兩光源的光強度之比I：12為1BA、1:/3B、1:3C、V3:1D、3:117、光強為Io的自然光依次通過兩個偏振片Pl和P2.若Pl和P2的偏振化方向的夾角30,則透射偏振光的強度I是EA、Io/4B、5/310/4C、J3I0/2D、I0/8E、3Io/818、波長550nm(1nm109m)的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d2104cm的

7、平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級次為A、2B、3C、4D、519、在雙縫干涉實驗中，用單色自然光，在屏上形成干涉條紋.若在兩縫后放一個偏振片，則BA、干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強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，且明紋的亮度減弱D、無干涉條紋二、填空題1、一束平行的自然光，以60角入射到平玻璃表面上.若反射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是;玻璃的折射率為1.73.2、在單縫的夫瑯禾費衍射實驗中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于單縫處波面可劃分為個半波帶，若將縫寬縮小一半，原來第三級暗紋處將是第一級明紋.3、在單縫夫瑯禾費衍射示意圖中，所畫出的各條正入射

8、光線間距相等，那末光線1與2在幕上P點上相遇時的相位差為21,P點應(yīng)為暗紋_點.n1 = 1.00n2 = 1.30n3 = 1.504、長為的單色光垂直照射如圖所示的透明薄膜,膜厚度為e,兩束反射光的光程差=2.60e5、單色平行光垂直入射到雙縫上.觀察屏上P點到兩縫的距離分別為1和2.設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為n的介質(zhì)，則P點處二相干光線的光程差為.n（21）8、如圖所示，假設(shè)有兩個同相的相干點光源S1和S2,發(fā)出波長為的光.A是它們連線的中垂線上的一點.若在Si與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在A點的相位差=2Xn1)e/若已知500nm,n1.5,A點恰為第

9、四級明紋中心，則e=39410nm.1nm10m9、如圖，在雙縫干涉實驗中，若把一厚度為e、折射率為n的薄云母片覆蓋在&縫上，中央明條紋將向移動；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋O處的光程差為.10、在雙縫干涉實驗中，雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為D(Dd),測得中央零級明紋與第五級明紋之間的距離為x,則入射光的波長為xd/(5D).11、波長為600nm的單色平行光，垂直入射到縫寬為b0.6mm的單縫上，縫后有一焦距f60cm的透鏡，在透鏡焦平面上觀察衍射圖樣.則：中央明紋的寬度為1.2nmm，兩個第三級暗紋之間的距離為3.6nmm(1nm109m)12、用600nm的單色光垂直

10、照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第4個(不計中央暗斑)暗環(huán)對應(yīng)的空氣膜厚度為1.2um.(1nm109m)13、要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉(zhuǎn)過90,至少需要讓這束光通過2塊理想偏振片.在此情況下，透射光強最大是原來光強的四分之一倍.14、一束自然光垂直穿過兩個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向成45角.已知通過此兩偏振片后的光強為I,則入射至第二個偏振片的線偏振光強度為15、兩個偏振片疊放在一起，強度為I。的自然光垂直入射其上，若通過兩個偏振片后的光強為|0/8,則此兩偏振片的偏振化方向間的夾角(取銳角)是=60,若在兩片之間再插入一片偏振片，具偏振化方向與前后兩片的偏振化方向的夾角(取

11、銳角)相等.則通過三個偏振片后的透射光強度為_9l0/32.16、兩個偏振片堆疊在一起，其偏振化方向相互垂直.若一束強度為I。的線偏振光入射，其光矢量振動方向與第一偏振片偏振化方向夾角為九/4,則穿過第一偏振片后的光強為1。/2,穿過兩個偏振片后的光強為0.17、波長為的平行單色光垂直照射到劈形膜上，若劈尖角為以弧度計)，劈形膜的折射率為n,則反射光形成的干涉條紋中，相鄰明條紋的間距為./(2n)18、波長為的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為,劈形膜的折射率為n,第三條暗紋與第六條暗紋之間的距離是.3/(2n)19、用波長為550nm(1nm109m)的單色光垂直入射到每厘米刻有500

12、0條痕線的平面光柵上，則此光柵的光柵常數(shù)為,能觀察到的譜線的最大級數(shù)為.320、用波長為的單色光垂直照射折射率為n的劈形膜形成等厚干涉條紋，若測得相鄰明條紋的間距為l,則劈尖角=.2nl三、計算題1.在雙縫干涉實驗中，波長=550nm的單色平行光垂直入射到縫間距a=2X10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m。求：(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距；(2)用一厚度為e=6.6X10-5m、折射率為n=1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(1nm=109m)解：(1)x=20D/a=0.11m覆蓋云玻璃后，零級明紋應(yīng)滿足：(n-1)e+口=2設(shè)不蓋玻璃片時

13、，此點為第k級明紋，則應(yīng)有：2門=k所以：(n-1)e=kk=(n-1)e/=6.96=7零級明紋移到原第7級明紋處2、用波長為500nm(1nm=109m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上。在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l=1.56cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心(1)求此空氣劈形膜的劈尖角(2)改用600nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？(3)在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋?解：(1)棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e2=2處是第二條暗紋中心,3依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜

14、厚度：64=2e2/2k 1 1 1 (取 k=1)-1 分1,asm 2 2k 13/21=4.8X10-5rad對于/ = 600 nm的(2)由上問可知A處膜厚為：64=3X500/2nm=750nm,光，連同附加光程差，在 A處兩反射光的光程差為:2e42e4 / 比為23.0,即半波長的偶數(shù)倍，故A處是明紋(3)棱邊處仍是暗紋，A處是第三條明紋，所以共有三條明紋，三條暗紋。3、(1)在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長，1=400nm,=760nm(1nm=10-9m)。已知單縫寬度a=1.0x10-2cm,透鏡焦距f=50cm。求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。cm

15、的光柵替換單縫，其他條件和上一問相同，求若用光柵常數(shù)d=1.0X10-3兩種光第一級主極大之間的距離解：(1)由單縫衍射明紋公式可知:1asin12tg1x1/ftg2x2/f由于：sin1tg1sintg所以:X1Wf21/a；X2則兩個第一級明紋之間距為:X2x3fx12/a=0.27cm由光柵衍射主極大的公式：dsin1k111；dsin2k212且有：sintgx/f所以：xx2x1f/d=1.8cm4、波長600nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為30°,且第三級是缺級。(1)光柵常數(shù)(a+b)等于多少？(2)透光縫可能的最小寬度a

16、等于多少？11TtTt(3)在選定了上述(a+b)和a之后，求在衍射角-2<<2范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的級次。k解：(1)由光柵衍射主極大公式得：a+b=sin=2.4X10-4cm(2)若第三級不缺級，則由光柵公式得 由于第三級缺級，則對應(yīng)于最小可能的a b sin 3a,方向應(yīng)是單縫衍射第一級暗紋:asin兩式比較，得：a=(a+b)/3=0.8x104cm(3)absink,(主極大)；asink,(單縫衍射極小)(k，=1,2,3,)因此k=3,6,9,缺級又因為kmax=(a+b)/4,所以實際呈現(xiàn)k=0,±1,±2級明紋.(k=±4在

17、/2處看不到)5、用鈉光(=589.3nm)垂直照射到某光柵上，測得第三級光譜的衍射角為60°。(1)若換用另一光源測得其第二級光譜的衍射角為30。，求后一光源發(fā)光的波長。若以白光(400nm760nm)照射在該光柵上，求其第二級光譜的張角。(1nm=10-9m)=60解：(1)(a+b)sin=3a+b=3/sina+b=2/sin；=30°3/sin=2'/sin'=510.3nm(2)(a+b)=3/sin=2041.4nm2=sin1(2X400/2041.4)(=400nm)2=sin1(2X760/2041.4)(=760nm)白光第二級光譜的張角：=22=25°6、一衍射光柵，每厘米200條透光縫，每條透光縫寬為a=2X10-3c