大學(xué)物理題庫(kù)光學(xué)

1、一、選擇題（每小題3分）1. 如圖所示，波長(zhǎng)為l 的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上，經(jīng)上下兩個(gè)表面反射的兩束光發(fā)生干涉若薄膜厚度為e，而且n1<n2>n3，則兩束光在相遇點(diǎn)的相位差為（ ） (A) 4pn2 e / l (B) (4pn2 e / l) +p (C) (2pn2 e / l) -p (D) 2pn2 e / l 2. 兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，則干涉條紋（ ）(A)向棱邊方向平移，條紋間隔變小 (B)向棱邊方向平移，條紋間隔變大(C)向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間隔不變 (D)向棱邊方向平移，條紋間

2、隔不變 (E)向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間隔變小3在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，縫是水平的。若雙縫所在的平板稍微向上平移，其它條件不變，則屏上的干涉條紋( )（A）向上平移，且間距改變 （B）向下平移，且間距不變 （C）不移動(dòng)，但間距改變 （D）向上平移，且間距不變 4在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若使雙縫間距減小，屏上呈現(xiàn)的干涉條紋間距如何變化?若使雙縫到屏的距離減小，屏上的干涉條紋又將如何變化?（ ）(A)都變寬 (B)都變窄 (C)變寬，變窄 (D)變窄，變寬 5. 波長(zhǎng)550 nm 的單色光垂直入射于光柵常數(shù) cm 的光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為（）（A） 4（B） 3（C） 2（D） 16.若把牛頓

3、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（ ）（A）中心暗斑變成亮斑 （B） 變疏 （C）變密 （D） 間距不變7. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用玻璃紙遮住雙縫中的一個(gè)縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大，則屏上原來的明紋處（ ）（A）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8. 一衍射光柵對(duì)某一定波長(zhǎng)的垂直入射光在屏上只能出現(xiàn)0級(jí)和1級(jí)主級(jí)大，欲使屏上出現(xiàn)更高級(jí)次的衍射主極大，應(yīng)該( )（A）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)工（B）換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵 （D）將光柵向遠(yuǎn)離屏

4、幕的方向移動(dòng)9. 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，但明紋的亮度減弱 （B）干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強(qiáng)（C）干涉條紋的間距變窄，且明紋的亮度減弱 （D）無干涉條紋10. 如圖，用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上，當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到這些環(huán)狀干涉條紋（ ）（A）向中心收縮 （B）向右平移（C）向外擴(kuò)張 （D）靜止不動(dòng) （E）向左平移二、簡(jiǎn)答題（每小題3分）1. 在空氣中的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，（1）請(qǐng)寫出屏上單色光干涉相鄰兩明（暗）條紋的寬度的計(jì)算公式；（2）欲增大條紋的寬度應(yīng)采取

5、哪些方法（至少給出2種方法）？2. 在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射中,為保證在衍射圖樣中至少出現(xiàn)衍射光強(qiáng)的第一級(jí)極小,單縫的寬度必須大于多少?為什么?3. 什么叫光譜線缺級(jí)？缺級(jí)的原因是什么？4. 用偏振片怎樣來區(qū)分自然光、部分偏振光和線偏振光？5. 什么是光程?在不同的均勻媒質(zhì)中,若單色光通過的光程相等時(shí),其幾何路程是否相同?6. 什么叫線偏振光?線偏振光是否一定是單色光?三、填空題（每小題3分）1.用麥克爾遜干涉儀測(cè)微小的位移，若入射光波波長(zhǎng)，當(dāng)動(dòng)臂反射鏡移動(dòng)時(shí)，干涉條紋移動(dòng)了2040條，反射鏡移動(dòng)的距離d=_mm(保留3位小數(shù))。2.在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,波長(zhǎng)為的單色光垂直入射在寬度為的單縫上，

6、對(duì)應(yīng)于衍射角為方向，單縫處的波面可分成的半波帶數(shù)目為 個(gè)，對(duì)應(yīng)于該方向的衍射條紋是 級(jí) 紋。3玻璃的折射率為，當(dāng)光由空氣射向玻璃而被界面反射時(shí)，起偏角為 ，透射光束的折射角為 。4光強(qiáng)均為I0的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是 。5如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射裝置示意圖中，用波長(zhǎng)為的單色光垂直入射在單縫上，若P點(diǎn)是衍射條紋中的中央明紋旁第二個(gè)暗條紋的中心。則由單縫邊緣的A、B兩點(diǎn)分別到達(dá)P點(diǎn)的衍射光線光程差是 _ _。6一束自然光由折射率為n1的介質(zhì)入射到折射率為n2 的介質(zhì)分界面上。已知反射光為完全偏振光，則入射角為 ，折射角為_ _ _。 7若一雙縫裝置的兩個(gè)縫

7、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(shí)由雙縫分別發(fā)出投射到屏上原中央極大所在處的兩束光的光程差= 。8一單色平行光垂直照射于一單縫，若其第三條明紋位置正好和波長(zhǎng)為600 nm的單色光垂直入射時(shí)的第二級(jí)明紋的位置一樣，則前一種單色光的波長(zhǎng) nm。9. 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為的單色光垂直入射，對(duì)應(yīng)于衍射角為的方向上，單縫處波陣面可分成半波帶數(shù)目為4，則單縫寬度為_，對(duì)應(yīng)于該方向的衍射條紋是_ _ _級(jí)_ _ _紋。10. 用的光垂直入射到楔形薄透明片上，形成等厚條紋，已知膜片的折射率為，等厚條紋相鄰紋間距為，楔形面間的夾角 。11. 一束平行的自然光，以60°角入

8、射到平玻璃表面上若反射光束是完全偏振光，則透射光束的折射角是_；玻璃的折射率為_。12.在雙縫實(shí)驗(yàn)中,兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋,兩者的厚度均為e，波長(zhǎng)為的平行單色光垂直照射到雙縫上，屏幕上原中央明處兩束相干光的相位差 。13.在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中波長(zhǎng)為的單色光垂直入射在寬度為的單縫上，對(duì)應(yīng)于衍射角為方向，單縫處的波面可分成的半波帶數(shù)目為 個(gè)，對(duì)應(yīng)于該方向的衍射條紋是_ _ _級(jí)_ _ _紋。14.在劈尖的干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰明紋的間距_（填相等或不等），當(dāng)劈尖的角度增加時(shí)，相鄰明紋的間距離將_（填增加或減?。?，當(dāng)劈尖內(nèi)介質(zhì)的折射率增加時(shí)，相鄰明紋的間距離將_（填增加或減?。?/p>

9、15.某一物質(zhì)對(duì)空氣得臨界角為，光從該物質(zhì)向空氣入射, = 。16. 在單縫的夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，觀察屏上第三級(jí)暗紋所對(duì)應(yīng)的單縫處波面可劃分為 個(gè)半波帶。若將縫寬縮小一半，原來第三級(jí)暗紋處將是第 級(jí) 紋.17. 惠更斯引入 的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 的思想補(bǔ)充了惠更斯原理，發(fā)展成了惠更斯-菲涅耳原理。18.把折射率n 1.50 的薄膜放入邁克耳孫干涉儀的一臂，如果由此產(chǎn)生了8 條條紋的移動(dòng)，若入射光波長(zhǎng)為589 nm, 則薄膜厚度d= m(保留3位小數(shù))。19一雙縫干涉條紋裝置，在空氣中觀察時(shí)干涉條紋間距為1.0mm。若整個(gè)裝置放在某種液體中，干涉條紋的間距將為0.75mm，這種液體

10、的折射率為 。20一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振狀態(tài)來說，則反射光為 ，反射光E 矢量的方向 ，透射光為 。四、簡(jiǎn)算題（每小題4分）1在兩塊透光軸方向正交偏振片P1 ,P3 之間插入另一塊偏振片P2，光強(qiáng)為I0的自然光垂直入射于偏振片P1，求：（1）P1與P2的夾角為a=300時(shí)，通過偏振片P2 和P3的光強(qiáng)I2和I3； （2）求通過P3的光強(qiáng)最大值。2一束自然光從空氣入射到折射率為1.40的液體表面上,其反射光是完全偏振光.試求: (1)入射角等于多少? (2)折射角為多少?3為了測(cè)定一光柵的光柵常數(shù)，用波長(zhǎng)的氦氖激光垂直照射光柵，作光柵的衍射光譜實(shí)驗(yàn)。已知第一級(jí)譜線的衍射

11、角，求：（1）光柵常數(shù) (2)能看第二級(jí)譜線嗎？為什么？ 4. 用鈉燈（）觀察牛頓環(huán)，看到第條暗環(huán)的半徑為，第條暗環(huán)半徑，求所用平凸透鏡的曲率半徑。玻璃MgF2空氣5. 如圖，波長(zhǎng)為550nm的光由空氣垂直射入玻璃（折射率1.52）,為增加透射率，在玻璃表面鍍一層折射率為1.38的MgF2薄膜，薄膜的最小厚度應(yīng)為多少？6. 波長(zhǎng)為和的兩種單色光同時(shí)垂直入射在光柵常數(shù)為的光柵上，緊靠光柵后用焦距為的透鏡把光線聚焦在屏幕上。求這兩束光的第三級(jí)譜線之間的距離。7. 自然光投射到疊在一起的兩塊偏振片上，則兩偏振片的偏振化方向夾角為多大才能使透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的？8. 波長(zhǎng)600nm的單色平行光，垂直入

12、射到縫寬的單縫上，縫后有一焦距為的透鏡。在透鏡焦平面觀察到的中央明紋寬度為多少？?jī)蓚€(gè)第三級(jí)暗紋之間的距離為多少？(1nm=10-9m)。9. 一束光強(qiáng)為I0的自然光，相繼通過兩個(gè)偏振片P1、P2后出射光強(qiáng)為I0/4。若以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)P2，要使出射光強(qiáng)為零，P2至少應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度是多少？10. 以單色光照射到縫寬為0.2mm的雙縫上，縫距屏幕為1m。從第一級(jí)明紋到同側(cè)第四級(jí)的明紋為7.5mm時(shí)，求：（1）相鄰明紋間距離；（2）入射光波長(zhǎng)。五、計(jì)算題（每題10分）1. 用波長(zhǎng)的單色光垂直入射一平面光柵 (1 nm=10-9 m)，測(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角，已知透鏡焦距f=100 cm。（1）求光

13、柵常數(shù)d=?；（2）求第一級(jí)主極大與中央明紋之間的距離x1；（3）若透光縫的寬度，求屏幕上可能呈現(xiàn)的全部主極大的級(jí)次。2. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)l550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距d2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m。（1）寫出相鄰兩明紋間的距離公式； (2) 求中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距； (3) 用一厚度為e8.53×103nm的薄片覆蓋一縫后，這時(shí)屏上的第9級(jí)明紋恰好移到屏幕中央原零級(jí)明紋的位置, 問薄片的折射率為多少？(1nm = 10-9 m) 3. 波長(zhǎng)400nm到750nm的白光垂直照射到某光柵上，在離光柵0.50m處的光屏

14、上測(cè)得第一級(jí)彩帶離中央明條紋中心最近的距離為4.0cm，求：（1）第一級(jí)彩帶的寬度；（2）第三級(jí)的哪些波長(zhǎng)的光與第二級(jí)光譜重合。(此題為難題！) 4. 波長(zhǎng)的單色光垂直入射一平面光柵，測(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角，且第三級(jí)缺級(jí)。（1）求光柵常數(shù)d=? (2)求透光縫的最小寬度（3）在第件（1）（2）下，求屏幕上可能呈現(xiàn)的全部主極大的級(jí)次.5. 波長(zhǎng)600nm的單色光垂直入射在一光柵上，第二級(jí)主極大在處，第四級(jí)缺級(jí)，試問：（1）光柵上相鄰兩縫的間距d有多大？（2）光柵上狹縫可能的最小寬度有多大？（3）按上述選定的、d值，試問在光屏上可能觀察到的全部級(jí)數(shù)是多少？6. 一雙縫的縫間距,縫寬,用波長(zhǎng)的單色

15、平行光垂直入射雙縫,雙縫后放一焦距為的透鏡.(1)試求透鏡焦平面上干涉條紋的間距；(2)單縫衍射中央亮紋的線寬度；(3)問單縫衍射的中央明紋的包絡(luò)線內(nèi)有多少條干涉主極大? (此題為難題！)7. 波長(zhǎng)500nm的平行光，垂直地入射到一寬度為a1.0mm 的單縫上，若在縫的后面有一焦距為f100cm 的凸透鏡，使光線聚焦于屏上，試問 （）從衍射圖樣的中心到第一級(jí)極小、第一級(jí)亮條紋的極大處的距離分別是多少？（2）單縫衍射中央亮紋的線寬度。8. 為了測(cè)定一光柵的光柵常數(shù)，用波長(zhǎng)為632.8nm的氦氖激光器的激光垂直照射光柵，做光柵的衍射光譜實(shí)驗(yàn)，已知第一級(jí)亮條紋出現(xiàn)在30°的方向上，問（1）

16、這光柵的光柵常數(shù)是多大？ （2）這光柵的1厘米內(nèi)有多少條縫？ （3）第二級(jí)亮條紋是否可能出現(xiàn)？ 為什么？9. 波長(zhǎng)600nm 的單色光垂直入射在一光柵上，第級(jí)、第級(jí)光譜線分別出現(xiàn)在衍射角2、3滿足下式的方向上，即,，第級(jí)缺級(jí)，試問：（）光柵常數(shù)等于多少？ （）光柵上狹縫寬度有多大？ （）在屏上可能出現(xiàn)的全部光譜線的級(jí)數(shù)。10. 白光垂直照射在空氣中的厚度為0.40m 的玻璃片上，玻璃片的折射率為1.50,試問在可見光范圍內(nèi)（ 400700nm），試求：（1）哪些波長(zhǎng)的光在反射中加強(qiáng)？ （2）哪些波長(zhǎng)的光在透射中加強(qiáng)？大學(xué)物理1試卷庫(kù)光學(xué)（王雅紅）參考答案一、 選擇題（每題3分）12345678

17、910BDDCDCBBAA二、簡(jiǎn)答題（每小題3分）1、答： （1分） 可以增大波長(zhǎng)、縫到屏幕間的距離或減小雙縫寬度。（2分）（只少寫出2種）2、答：?jiǎn)慰p的寬度必須大于一個(gè)波長(zhǎng).（1分）由單縫衍射的暗紋公式：（1分）可知,在衍射圖樣中至少出現(xiàn)衍射光強(qiáng)第一極小的條件為： ,.（1分）所以必有，。3、答：在光柵衍射光譜中，本應(yīng)出現(xiàn)的主極大，卻沒有出現(xiàn)，這種現(xiàn)象叫缺級(jí)；.（1分） 光柵衍射是在單縫衍射調(diào)制下的多縫干涉現(xiàn)象，當(dāng)某一級(jí)主極大的位置恰好位于單縫衍射極小位置處，這一級(jí)主極在就不會(huì)出現(xiàn)了，表現(xiàn)為缺級(jí)現(xiàn)象。.（2分）4、答：將光通過偏振片，光強(qiáng)無變化的為自然光；.（1分）光強(qiáng)有變化但不會(huì)出現(xiàn)完全消

18、光的為部分偏振光；.（1分）光強(qiáng)有變化且在某個(gè)方向?yàn)榱愕臑榫€偏振光。.（1分）5、答：把光在某一媒質(zhì)中所經(jīng)過的幾何路程r和該介質(zhì)的折射率n的乘積叫做光程；.（1分）不同媒質(zhì)若光程相等，則其幾何路程定不相同。.（2分） 6、答：如果在光的傳播過程中,其光矢量的振動(dòng)總是平行于某一過傳播方向的固定平面,則這種光稱為線偏振光；.（1分）由于白光通過偏振片后,就可變成線偏振光,所以線偏振光不一定是單色光。.（2分）三、填空題（每題3分）123456789100.601，一，明，2arctg(n2 /n1)；/2 - arctg(n2 /n1)或，二，暗11121314151617181920；1.732

19、，一，暗相等；減?。粶p小，一，明子波， 子波干涉1.33完全偏振光；垂直入射面；部分偏振光四、簡(jiǎn)算題（每題4分）1、解：（1）（2分）（1分）（2）（1分） 2、解:(1)tani0=1.40/1i0=54°28.(2分) (2) =900-i0=35°32.(2分) 3、解：（1） （2分） （2）不能。（1分） （1分） 所以，不可能看到第二條譜線。 4、解：由牛頓環(huán)暗環(huán)公式 r= .(2分) 據(jù)題意有 r= r= R=6.79m.(2分)6、解：兩種波長(zhǎng)的第三譜線的位置分別為x1, x2 .(1分) .(1分) , .(1分) 所以，x= x1x2=6.0×

20、10-7m.(1分) 5、解：薄膜上下表面處的反射光在上表面處的光程差為(2分)時(shí)膜最小(1分)=99.6（nm）(1分) 8、解：中央明紋寬度即為兩個(gè)第一級(jí)暗紋間的距離，則有中央明紋寬度為. .(2分) 兩個(gè)第三級(jí)暗紋之間的距離為.(2分)7、解：設(shè)夾角為，通過第一塊偏振片之后，光強(qiáng)為： I0/2，.(1分） 通過第二塊偏振片之后：.(2分）由題意, I=I 0/3則 .(1分）10、解：由題意，.(1分)（1）相鄰明紋間距為：.(1分)（2）波長(zhǎng)為：.(2分)9、解：根據(jù)題意，得.(1分).(2分)則P2至少應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度是 .(1分) 五、計(jì)算題（每題10分）1、解：（1） (2分)（2）

21、 且有 所以 所以 (2分) （3） (2分)，第3級(jí)缺級(jí)(2分) 所以在屏幕能看到級(jí)，共5條譜線. (2分)2、解：（1）相鄰兩明紋間的距離為（2分）(2) 兩側(cè)第10級(jí)明紋之間的距離是20個(gè)明條紋間距，所以，有nm=11cm.（3分）(3) 光程差.（3分）解得=1.58.（2分） 3、解：（1）衍射光柵中.（2分）所以，.（1分）解得, 那么750nm的波長(zhǎng)的第一級(jí)條紋位置在：.（1分）第一級(jí)彩帶的寬度：.（2分）（2）第二級(jí)的750nm的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光的位置： .（1分）第三級(jí)中有一部分和它將重合：.（2分）解得, 對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為400500nm的波.（1分）4、解：（解：（1） (3分) （2）據(jù)已知條件， d=3a 所以，a=d/3 =800nm (2分)（3） (2分) 因?yàn)榈谌?jí)缺級(jí),所以在屏幕能看到級(jí)，共5條譜線. (3分) 6、解：(1) .（2分）,x=f/d.（2分）= 50×10-2 ×4800×10-10/(0.1×10-3 )= 2.4×10-