光學與量子物理練習

1、光學和量子物理練習題一.選擇題1雙縫間距為，雙縫與屏幕相距，用波長為的光照射時，屏幕上干涉條紋的相鄰兩明紋的距離是（ ）。A B C D 2在同一媒質(zhì)中兩列相干光的強度之比是，則兩列相干光的振幅之比是：（ ）A 4 B 2 C 16 D 3一束光強為的自然光，相繼通過三個偏振片P、P、P后，出射光的光強為，已知P和P的偏振化方向相互垂直，若以入射光為軸，旋轉(zhuǎn)P，問P最少要轉(zhuǎn)過多大角度，才能使出射光的光強為零。（ ）D 入射光反射光1反射光2ennn4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，若薄膜厚度為e, 且n<n>n, 為入射光在n中的波長，則兩束

2、反射光的光程差為（ ）。5在上題中，若n1< n2 < n3 ，k=0,1,2,3 則（ ）。A 滿足的條件。反射光消失 B 滿足的條件。反射光消失C 滿足的條件。透射光消失D 滿足的條件。透射光消失6劈尖干涉中干涉條紋是等間距分布的，但牛頓環(huán)干涉條紋不是等間距分布的，這是（ ）。A 因它的條紋是環(huán)形 B 因各干涉環(huán)對應的厚度不相等C 因平凸透鏡與平玻璃間有空氣 D 因平凸透鏡曲面上各點的斜率不相等7有兩個幾何形狀完全相同的劈尖，一個是空氣中的玻璃劈尖，一個是玻璃中的空氣劈尖。當以相同波長的單色光分別垂直照射它們時（ ）。A 玻璃劈尖的條紋間距比空氣劈尖大 B玻璃劈尖的條紋間距比空

3、氣劈尖小C 兩個劈尖干涉條紋間距相同 D 觀察不到玻璃劈尖的干涉條紋8在相等的時間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣和玻璃中（ ）。A 傳播的路程相等，走過的光程不相等 B 傳播的路程相等，走過的光程相等C 傳播的路程不相等，走過的光程不相等 D 傳播的路程不相等，走過的光程相等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的衍射角為，則縫寬的大小為：（ ）。A /2 B C 2 D 310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

4、的相干疊加11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a=4的單縫上，對應于衍射角為300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12一束自然光照射到某種介質(zhì)表面，當折射角為時，反射光為完全偏振光，則此介質(zhì)的折射率為（ ）。A 1.832 B 1.732 C 1.632 D 1.53213.有折射率分別為n1、 n2兩種介質(zhì)，當自然光從第一種介質(zhì)n1入射到第二種介質(zhì)n2時，起偏角為；而自然光從第二種介質(zhì)入射到第一種介質(zhì)時，起偏角為；若，則兩種介質(zhì)折射率的大小間的關(guān)系為：（ ）A n1 > n2 B n1 = n2 C n1 &

5、lt; n2 D 難以判斷14在邁克遜干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為的透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光的光程差的改變量為一個波長，則薄膜的厚度是（ ）。A B C D 15.在雙縫干涉實驗中，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把兩個縫的寬度稍微調(diào)窄；D改用波長較小的單色光源。16以白光垂直照射光柵，所得到的一級光譜按衍射角從小到大排列的順序是（ ）。A 紫黃紅 B 紅紫黃 C 黃紅紫 D 紅黃紫17.在單縫夫瑯和費衍射實驗中,若增大縫寬,其它條件不變,則中央明條紋（）。A 寬度變小 B寬度變大 C寬度不變 ,且中心強度也不變 D寬度不變,但中

6、心強度增大18.自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃表面上,反射光是（）。A 在入射面內(nèi)振動的完全偏振光B 平行于入射面的振動占優(yōu)勢的部分偏振光C 垂直于入射面振動的完全偏振光D 垂直于入射面的振動占優(yōu)勢的部分偏振光19用強度為，波長為的的射線（倫琴射線）分別照射鋰（Z=3）和鐵（Z=26）。若在同一散射角下測得康普頓散射的射線波長分別為和（,>），它們對應的強度分別為和，則（ ）。A >,< ; B =,=C =,> ; D <,>20.光電效應和康普頓效應都包含有電子與光子的相互作用過程，對此以下幾種理解中正確的是：（ ）。A 兩種效應中電子與光子兩者組

7、成的系統(tǒng)都服從動量守恒和能量守恒定律B 兩種效應都相當于電子與光子的彈性碰撞過程C 兩種效應都屬于電子吸收光子的過程D 光電效應是吸收光子的過程，而康普頓效應相當于光子與電子的彈性碰撞過程21.康普頓散射的主要特點是（ ）。A 散射光波長和入射光波長相同，且與散射角和散射物質(zhì)無關(guān)B 散射光波長比入射光波長短，且與散射角和散射物質(zhì)有關(guān)C 散射光中有些波長和入射光波長相同，有些波長比入射光波波長長，且隨散角增大而增大，這都與散射物質(zhì)無關(guān)D 散射光即有比入射光波長長的，也有比入射光波波長短的，這與散射物質(zhì)有關(guān)22已知一單色光照射在鈉表面上，測得光電子的最大動能是1.2eV，而鈉的紅限波長是5400，

8、那么入射光的波長是（ ）。A 5350 B 5000 C 4350 D 3550 23如果兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波長相同，則這兩種粒子的（ ）。A 動量相同。 B 能量相同。 C 速度相同。 D 動能相同。24用頻率為的單色光照射某種金屬時，逸出光電子的最大動能為EK；若改用頻率為2的單色光照射此種金屬時，則逸出光電子的最大動能為：（ ）A 2EK B 2hEK C hEK D hEK25.光電效應的紅限取決于（ ）。A 入射光的強度 B 入射光的顏色 C 入射光的頻率 D 金屬的逸出功26.設(shè)用頻率為1和2的兩種單色光，先后照射同一種金屬均能產(chǎn)生光電效應。 已知金屬的紅限頻率為o，測

9、得兩次照射時的遏止電壓，則這兩種單色光的頻率有如下關(guān)系,正確的是( )。A 2=1- B 2=1+ C 2=21- D 2=1-227光電效應表明光電流依賴于（ ）。A 入射光的顏色 B 入射光的頻率C 入射光的位相和頻率 D 入射光的強度和頻率28若光子與電子的波長相等，則它們各自的總能量（ ）。A 相等 B 不相等 C 可能相等 D 無法確定29光子能量為的射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散射。若反沖電子的能量為，則散射光波波長的改變量與入射光波長0之比值為（ ）。A 0.20 B 0.25 C 0.30 D 0.3530.不確定性關(guān)系指的是（ ）。A 粒子的動量不可能確定 B 粒子的坐

10、標不可能確定C 不確定關(guān)系僅僅適用于電子和光子,不適用于其它粒子D 粒子的動量和坐標不可能同時確定二填空題1.獲得相干光的途徑一般有兩種，其中楊氏雙縫干涉用到的，薄膜干涉用到的是 。 2.光程差是把光在介質(zhì)中通過的路程差按相同折合到真空中的路程差。3.光柵衍射條紋是 與 的總效果。4.光的偏振是指的現(xiàn)象。5某單色光垂直入射到一個每毫米有條刻線的光柵上，如果第一級譜線的衍射角為，則入射光的波長應有 。6光由空氣射入折射率為的玻璃在圖所示的各種情況中，用黑點和短線把反射光和折射光的振動方向表示出來，并標明是線偏振光還是部分偏振光圖中7在空氣中有一劈尖形透明物，其劈尖角弧度，在波長的單色光垂直照射下

11、，測得兩相鄰干涉明條紋間距，此透明材料的折射率 。8若一雙縫裝置的兩個縫分別被折射率為和的兩塊厚度均為的透明介質(zhì)所遮蓋，此時由雙縫分別到屏幕上原中央極大所在處的兩束光的光程差 。9波長為的單色平行光，垂直入射到縫寬為的單縫上，縫后有一焦距的透鏡， 在透鏡焦平面上觀察衍射圖樣。 則：中央明紋的寬度為 ，兩個第三級暗紋之間的距離為 。10用相互平行的一束自然光和一束線偏振光構(gòu)成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片時，發(fā)現(xiàn)透射光強的最大值為最小值的倍，則入射光中，自然光強與線偏振光強之比為 。11光的干涉和衍射現(xiàn)象反映了光的 性質(zhì)。光的偏振現(xiàn)象說明光波是 波。12干涉條紋的變化

12、和移動，實質(zhì)上是由于兩相干光的 改變， 每變化一個波長值，條紋的級次就 一級。13等傾干涉和牛頓環(huán)的干涉圖樣都是明暗相間、內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)。等傾干涉圖樣的中央條紋級次 ；隨薄膜的厚度變化，中央條紋會出現(xiàn) 現(xiàn)象；牛頓環(huán)中央為 級的 紋14用兩塊平玻璃構(gòu)成劈尖觀察等厚干涉條紋，如圖（a）、（b）所示，若劈尖上表面向上緩慢地平移，則條紋間距 ，條紋向 方向移動。若把劈尖角逐漸增大，則條紋間距 ，條紋向 方向移動，條紋數(shù)目將 。圖14題圖15題15用波長為的平行單色光垂直照射在圖中所示的裝置，觀察空氣薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉條紋。試在上右圖中所示的裝置下方的方框內(nèi)畫出相應的干涉條紋，只畫暗紋

13、，表示出它們的形狀，條數(shù)和疏密。16.一顆子彈的質(zhì)量為，一個電子的質(zhì)量為。若它們飛行的速度均為，子彈的德布羅意波長為，電子的德布羅意波長為。17.用波長為的紫光照射某金屬，觀察到光電效應，同時測得截止電壓為，則該金屬的紅限為；逸出功為。18. 若在玻璃表面上鍍一層折射率為的薄膜，設(shè)光的波長為，當光垂直入射，并使反射光強達到極大值時，薄膜的最小厚度為。19. 一束太陽光以某一入射角射到玻璃上，這時反射光線為線偏振光，透射光的折射角為，則太陽光的入射角是度；玻璃的折射率為。20.某天文臺的反射式天文望遠鏡的通光孔徑為，已知波長為。則能被它分辨的雙星的最小夾角為。 21.鉀的截止頻率，以波長的光照射

14、，則鉀放出光電子的初速度是。22用的紫外線照射在逸出功為的金屬表面上時，逸出的光電子速度為 。23 某光電管陰極對于的入射光， 發(fā)射光電子的遏止電壓為， 當入射光的波長為 時，其遏止電壓變?yōu)椤?4若鎢的逸出功是，則以此為光電管陰極材料時的截止頻率等于 ，相應的波長等于 。25波長為埃的光子能量為 ，動量 。26靜質(zhì)量為的電子，經(jīng)加速電勢差加速后，若不考慮相對論效應，電子獲得速度 ；相應的德布羅意波長 。27在折射率為的平板玻璃上鍍一層折射率為的薄膜，波長為的單色光從空氣（折射率為）中以入射角射到薄膜上，欲使反射光干涉加強，則所鍍薄膜的最小厚度是 。（設(shè)）三計算題1. 在楊氏雙縫實驗中，雙縫間距

15、，縫屏間距，試求：(1)若第二級明條紋離屏中心的距離為，計算此單色光的波長；(2)相鄰兩明條紋間的距離。2. 用波長550nm的單色光垂直照射到相距為1mm的雙縫上，已知屏幕到雙縫的距離為2m，求中央明紋兩側(cè)的第八級明紋之間的距離。3.在雙縫裝置中，用一很薄的云母片覆蓋其中的一條縫，結(jié)果使屏幕上的第七級明條紋恰好移到屏幕中央原零級明紋的位置若入射光的波長為5500，求此云母片的厚度。圖4題4.如題4圖，波長為6800的平行光垂直照射到0.12m長的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被直徑=0.048mm的細鋼絲隔開求：(1)兩玻璃片間的夾角?(2)相鄰兩明條紋間空氣膜的厚度差是多少?(

16、3)相鄰兩暗條紋的間距是多少?(4)在這0.12 m內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋?5.有一玻璃劈形膜，玻璃的折射率為1.50，劈形膜的夾角為5.0×10-5rad，用單色光正入射，測得干涉條紋中相鄰暗紋間的距離為3.64×10-3m，求此單色光的波長。6利用邁克耳遜干涉儀可測量單色光的波長當移動距離為0.322mm時，觀察到干涉條紋移動數(shù)為1024條，求所用單色光的波長。7單縫寬0.10mm，透鏡焦距為50cm，用的綠光垂直照射單縫求：位于透鏡焦平面處的屏幕上中央明條紋的寬度和半角寬度各為多少? 8.有一單縫，逢寬，縫后透鏡焦距為，用平行橙光垂直照射單縫。求：（1）屏幕上中央明紋寬度

17、；（2）第三級明紋中心到中央明紋中心的距離。9. 用的鈉黃光垂直入射到每毫米有條刻痕的光柵上，問最多能看到第幾級明條紋?10. 已知天空中兩顆星相對于一望遠鏡的角距離為，它們都發(fā)出波長為的光，試問望遠鏡的口徑至少要多大，才能分辨出這兩顆星?11. 使自然光通過兩個偏振化方向夾角為的偏振片時，透射光強為，今在這兩個偏振片之間再插入一偏振片，它的偏振化方向與前兩個偏振片均成，問此時透射光與之比為多少?12.一束自然光從空氣入射到平面玻璃上，入射角為，此時反射光為偏振光。求此玻璃的折射率及折射光的折射角。13. 用波長為的光照射到鋁的表面，已知鋁的逸出功為。求（1）光電子的最大初動能；（2）遏止電壓；（3）鋁的紅限。14.一顆子彈的質(zhì)量為，一個電子的質(zhì)量為。它們飛行的速度均為 ，若子彈和電子的動量的不確定度均為，試分別計算子彈和電子的位置的不確定范圍有多大。15