波動光學檢測題解答

1、 1 在雙縫干涉實驗中兩條縫的寬度原來是相在雙縫干涉實驗中兩條縫的寬度原來是相等的等的.若其中一個逢的寬度略變窄若其中一個逢的寬度略變窄(縫中心位置縫中心位置)不變不變,則則 波動光學檢測題解答波動光學檢測題解答一一 選擇題選擇題CD 不再發(fā)生干涉現(xiàn)象不再發(fā)生干涉現(xiàn)象.A 干涉條紋的間距變寬干涉條紋的間距變寬;C 干涉條紋的間距不變干涉條紋的間距不變,但原極小處的強但原極小處的強度不再為零度不再為零;B 干涉條紋的間距變窄干涉條紋的間距變窄;波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答dDx afl20解解:應該選應該選 C兩縫衍射圖樣不再重合兩縫衍射圖樣不再重合(除中央明紋除中央明紋中心重合

2、外中心重合外)所以條紋間距不變所以條紋間距不變0la中央明紋寬度中央明紋寬度(單峰衍射單峰衍射) 2 在邁克爾孫干涉儀的一條光路中在邁克爾孫干涉儀的一條光路中,放入一折放入一折射率為射率為n、厚度為、厚度為d的透明薄片的透明薄片,放入后這條光路放入后這條光路的光程改變了的光程改變了 波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答;) 1(2 ,dnA;2 , ndB;2) 1(2 ,dnC解解:;,ndD.) 1( ,dnEdndnd) 1(222A應該選應該選 A波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答;105 . 2 ,5mA;100 . 1 ,5mB;100 . 1 ,6mC.105

3、. 2 ,7mD 3 如果單縫夫瑯禾費衍射的第一級暗紋發(fā)如果單縫夫瑯禾費衍射的第一級暗紋發(fā)生在衍射角為生在衍射角為 的方位上的方位上,所用單色光的所用單色光的波長為波長為 ,則單縫寬度為則單縫寬度為 30nm500sinama6100 . 1sin解解:C應該選應該選 C波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 4 設光柵平面、透鏡均與屏幕平行設光柵平面、透鏡均與屏幕平行.當入射的當入射的單色平行光從垂直于光柵平面入射到斜入射時單色平行光從垂直于光柵平面入射到斜入射時,能觀察到的光譜線的最高級次能觀察到的光譜線的最高級次k A 變小變小;B 變大變大;D 無法確定無法確定.C 不變不變;B

4、波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答kba)sin)(sin()sin1 ()(bakm解解:)(bakkmm當括弧里取當括弧里取“+”時時應該選應該選 B波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 5 某元素的特征光譜中含有波長分別為某元素的特征光譜中含有波長分別為 和和 (1nm=10-9m)的光的光譜線譜線.在光柵光譜中在光柵光譜中,這兩種波長的譜線有重這兩種波長的譜線有重疊現(xiàn)象疊現(xiàn)象,重疊處重疊處 的譜線級次是的譜線級次是 nm4501nm75022.5 , 4 , 3 , 2 . A.11, 8 , 5 , 2 .B.8 , 6 , 4 , 2 .C.12, 9 , 6 ,

5、 3 .DD波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答2211kk2153kk 解解:96351015應該選應該選 D波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答A 單縫衍射的中央主極大變寬單縫衍射的中央主極大變寬,其中所包含其中所包含的干涉條紋數(shù)目變少的干涉條紋數(shù)目變少;B 單縫衍射的中央主極大變寬單縫衍射的中央主極大變寬,其中所包含其中所包含的干涉條紋數(shù)目變多的干涉條紋數(shù)目變多;C 單縫衍射的中央主極大變寬單縫衍射的中央主極大變寬,其中所包含其中所包含的干涉條紋數(shù)目不變的干涉條紋數(shù)目不變; 6 在雙縫衍射實驗中在雙縫衍射實驗中,若保持雙縫若保持雙縫 和和 中中心間的距離心間的距離d不變不

6、變,而把兩縫的寬度而把兩縫的寬度a略微加寬略微加寬,則則 1S2SD波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答E 單縫衍射的中央主極大變窄單縫衍射的中央主極大變窄,其中所包含其中所包含的干涉條紋數(shù)目變多的干涉條紋數(shù)目變多;D 單縫衍射的中央主極大變窄單縫衍射的中央主極大變窄,其中所包含其中所包含的干涉條紋數(shù)目變少的干涉條紋數(shù)目變少;波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答afl200la.3 , 2 , 1, kkabak解解:單縫衍射單縫衍射,中央明紋寬度為中央明紋寬度為:光柵衍射缺級公式光柵衍射缺級公式: ka應該選應該選 D 7 在光柵光譜中在光柵光譜中,假如所有偶數(shù)級次的主極假如

7、所有偶數(shù)級次的主極大恰好在單縫衍射的暗紋方向上大恰好在單縫衍射的暗紋方向上,因而實際上因而實際上不出現(xiàn)不出現(xiàn),那么次光柵每個透光縫寬度那么次光柵每個透光縫寬度a和相鄰兩和相鄰兩縫間不透光部分寬度縫間不透光部分寬度b的關(guān)系為的關(guān)系為 波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答;2,baA;,baB;2,baC.3,baDB波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答.3 , 2 , 1, kkabak2k1k解解:第一個偶數(shù)級次缺級時第一個偶數(shù)級次缺級時aba2ba 應該選應該選 B波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答;100 . 5 ,1mmA;100 . 1 ,1mmB;100 .

8、 1 ,2mmC 8 若用衍射光柵準確測定一單色可見光的波若用衍射光柵準確測定一單色可見光的波長長,在下列各種光柵常數(shù)的光柵中選用哪一種在下列各種光柵常數(shù)的光柵中選用哪一種最好最好? .100 . 1 ,3mmDD解解:光柵常數(shù)越小光柵常數(shù)越小,明紋越細明紋越細,分得越開分得越開應該選應該選 D 9 自然光以自然光以600的入射角照射到兩介質(zhì)的分的入射角照射到兩介質(zhì)的分界面時界面時,反射光為完全線偏振光反射光為完全線偏振光,則知折射光則知折射光為為 波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答DA 完全線偏振光且折射角是完全線偏振光且折射角是300;C 部分偏振光部分偏振光,但須知兩種介質(zhì)的折

9、射率才但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角能確定折射角;D 部分偏振光且折射角是部分偏振光且折射角是300;B 部分偏振光且只是在該光由真空入射到部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為折射率為 的介質(zhì)時的介質(zhì)時,折射角是折射角是300;3波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答2i30解解:折射角折射角應該選應該選 D 10 一束自然光自空氣斜射向一塊平板玻璃一束自然光自空氣斜射向一塊平板玻璃(如圖如圖),設入射角等于布儒斯特角設入射角等于布儒斯特角 ,則在截面則在截面2的反射光的反射光 0iB 是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面入射面;波動光學

10、檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答B(yǎng)A 是自然光是自然光;D 是部分偏振光是部分偏振光.C 是線偏振光且光矢量的振動方向平行于是線偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面入射面;解解:由題意由題意應該選應該選 B 11 如圖所示如圖所示,在雙縫干涉實驗中在雙縫干涉實驗中,若把一厚若把一厚度為度為e、折射率為、折射率為n的云母片覆蓋在的云母片覆蓋在S1縫上縫上,中中央明紋將向央明紋將向_移動移動;覆蓋云母片后覆蓋云母片后,兩束相兩束相干光至原中央明紋干光至原中央明紋O處的光程差為處的光程差為_.波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答en) 1( 二二 填空題填空題enenne) 1( 空空e

11、SO1S2S屏屏解解:上上波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 12 在雙縫干涉實驗中在雙縫干涉實驗中,所用光波波長所用光波波長 ,雙縫與屏間的距離雙縫與屏間的距離D=300mm,雙縫間距離雙縫間距離d=0.134mm,則中央明紋兩側(cè)則中央明紋兩側(cè)的兩個第三級明紋之間的距離為的兩個第三級明紋之間的距離為_. mm410461. 5.)2, 1, 0(kkxDd時時3k解解:33dDx mmdDxl33. 7623mm33. 7波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 13 折射率分別為折射率分別為n1和和n2的兩塊平玻璃板構(gòu)的兩塊平玻璃板構(gòu)成空氣劈尖成空氣劈尖,用波長為用波長為 的

12、單色光垂直照射的單色光垂直照射.如如果將該劈尖裝置浸入折射率為果將該劈尖裝置浸入折射率為n的透明液體中的透明液體中,且且n2nn1,則劈尖厚度為則劈尖厚度為e的地方兩反射光的的地方兩反射光的光程差的改變量是光程差的改變量是_.2) 1(22) 1(2enen或或2222een空空ne22) 1(2en解解:波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 14 波長波長 的單色光垂直照射到牛頓的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝環(huán)裝置上置上,第二明環(huán)與第五個明環(huán)所對應的空第二明環(huán)與第五個明環(huán)所對應的空氣薄膜厚度之差為氣薄膜厚度之差為_nmnm600ke22432e495enmeee9004625解解:900

13、波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 15 在單縫夫瑯禾費衍射試驗中在單縫夫瑯禾費衍射試驗中,設第一級暗設第一級暗紋的衍射角很小紋的衍射角很小,若鈉黃光若鈉黃光( )中央明中央明紋寬度為紋寬度為4.0mm,則則 (1nm=10-9m)的藍紫光的中央明紋寬度為的藍紫光的中央明紋寬度為_.nm4422nm5891afl112afl2221212llmmll31122mm3解解:波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 16 如圖所示如圖所示,波長波長 的平行光垂的平行光垂直照射到寬度為直照射到寬度為a=0.40mm的單縫上的單縫上,單縫后單縫后透鏡的焦距透鏡的焦距f=60cm,當單縫兩

14、邊緣點當單縫兩邊緣點A、B射射向向P點的兩條光線在點的兩條光線在P點的相位差為點的相位差為 時時,P點點離透鏡焦點離透鏡焦點O的距離等于的距離等于_.nm0 .480mm36. 0 xPfBAO波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答sina2a2sintan解解:mmaffx36. 02tan波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答916 17 用波長用波長546.1nm(1nm=10-9m)的平行單的平行單色光垂直照射在一透射光柵上色光垂直照射在一透射光柵上,在分光計上測在分光計上測得第一級光譜線的衍射角為得第一級光譜線的衍射角為 .則該光柵則該光柵每一毫米上有每一毫米上有_條刻痕

15、條刻痕. 30kbasin)(時時1kmba31009. 130sin916001. 0ba解解:每每mm上的刻痕數(shù)為上的刻痕數(shù)為 18 要使一束線偏振光通過偏振片后振動要使一束線偏振光通過偏振片后振動之向轉(zhuǎn)過之向轉(zhuǎn)過900,至少要讓這束光通過至少要讓這束光通過_塊理塊理想偏振片想偏振片.在此情況下在此情況下,透射光強度最大是原透射光強度最大是原來光強的來光強的_倍倍.波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答2sin4sincos)2(coscos0220220IIII時時2 2即即1, 1,當sin2當sin2兩兩1/440maxII解解:E1P2P2 19 一束光垂直入射在偏振片一束光

16、垂直入射在偏振片P上上,以入以入射光線為軸轉(zhuǎn)動射光線為軸轉(zhuǎn)動P,觀察通過觀察通過P的光強的變的光強的變化過程化過程.若入射光是若入射光是_光光,則將看到光強不變則將看到光強不變;若入射光是若入射光是_,則將看到明暗交替變化則將看到明暗交替變化,有時出現(xiàn)全暗有時出現(xiàn)全暗;若若入射光是入射光是_,則將看到明暗交替變化則將看到明暗交替變化,但不出現(xiàn)全暗但不出現(xiàn)全暗.波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答部分偏振光或橢圓偏振光部分偏振光或橢圓偏振光線偏振光線偏振光自然光或圓偏振自然光或圓偏振波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答8cos2020III603 20 光強為光強為I0的自然光垂

17、直通過兩個偏振的自然光垂直通過兩個偏振片后片后,出射光強出射光強I=I0/8,則兩偏振片的偏振化則兩偏振片的偏振化方向之間的夾角為方向之間的夾角為_.解：解：60波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答三三 計算題計算題 21 在雙縫干涉實驗中在雙縫干涉實驗中,幕到雙縫的距離幕到雙縫的距離D遠遠大于雙縫之間的距離大于雙縫之間的距離d.整個雙縫裝置放在空氣整個雙縫裝置放在空氣中中.對于鈉黃光對于鈉黃光, ( ),產(chǎn)產(chǎn)生的干涉條紋相鄰兩明紋的角距離生的干涉條紋相鄰兩明紋的角距離(即相鄰兩即相鄰兩明紋對雙縫中心處的張角明紋對雙縫中心處的張角)為為 . (1) 對于什么波長的光對于什么波長的光,這

18、個雙縫裝置所得相鄰這個雙縫裝置所得相鄰明紋的角距離比用鈉黃光測得的角距離大明紋的角距離比用鈉黃光測得的角距離大10%? (2) 假想將此裝置全部浸入水中假想將此裝置全部浸入水中(水的折射率為水的折射率為n=1.33),相鄰兩明紋的角距離有多大相鄰兩明紋的角距離有多大?nm3 .589mnm910120. 0波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答解解:kxDdkkkDDkdDxtan111tan) 1(kkkDDkdDxdkk1k1kkx1kx1SOOD2S波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答%110nm2 .648n1 (1)(2)nd 15. 0 (鈉黃光鈉黃光)波動光學檢測題

19、部分解答波動光學檢測題部分解答nm3 .589 22 用鈉光用鈉光( )垂直照射在某光柵垂直照射在某光柵上上,測得第三級光譜的衍射角為測得第三級光譜的衍射角為 .(1)若換用另一光源若換用另一光源,測得其第二級光譜的衍射測得其第二級光譜的衍射角為角為 ,求后一光源發(fā)光的波長求后一光源發(fā)光的波長.(2) 若以白光若以白光(400nm700nm)照射在該光柵上照射在該光柵上,求其第二級光譜的張角求其第二級光譜的張角6030波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答) 1.(3sin13d)2.(2sin22dnm3 .5102解解: (1) 由光柵方程可得由光柵方程可得由以上兩式可得由以上兩式可

20、得(2) 由由(1)式可得式可得113260sin3d波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答紫紫紫紫2sind3 .589324002sin紫紫1 .23紫紫1 .48紅紅25紫紫紅紅同理可得同理可得波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 23 (1) 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中在單縫夫瑯禾費衍射實驗中,垂直入垂直入射的光有兩種波長射的光有兩種波長, , (1nm=10-9m).已知單縫寬已知單縫寬 ,透透鏡焦距鏡焦距f=50cm.求兩種光第一級衍射明紋中求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離心之間的距離.(2) 若用光柵常數(shù)若用光柵常數(shù) 的光柵替換的光柵替換單縫單縫,其他條件和上一問

21、相同其他條件和上一問相同,求兩種光第一求兩種光第一級主極大之間的距離級主極大之間的距離. nm4001nm7602cma2100 . 1cmd3100 . 1波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答2) 12(sinka時時1k1123sintanfaffx解解: (1)2223sintanfaffxcmxxx27. 012波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答(2)kdsin時時1kdfffx11sintandfx22cmxxx8 . 112波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 24 用每毫米用每毫米300刻痕的衍射光柵來檢查僅刻痕的衍射光柵來檢查僅含有屬于紅和藍的兩種單色

22、成分的光譜含有屬于紅和藍的兩種單色成分的光譜.已知已知紅譜線波長紅譜線波長 在在 范圍內(nèi)范圍內(nèi),藍譜藍譜線波長線波長 在在 范圍內(nèi)范圍內(nèi).當光垂直當光垂直入射到光柵時入射到光柵時,發(fā)現(xiàn)在衍射角為發(fā)現(xiàn)在衍射角為 處處,紅藍紅藍兩譜線同時出現(xiàn)兩譜線同時出現(xiàn).(1) 在什么角度下紅藍兩譜線還會同時出現(xiàn)在什么角度下紅藍兩譜線還會同時出現(xiàn)?(2) 在什么角度下只有紅譜線出現(xiàn)在什么角度下只有紅譜線出現(xiàn)?Rmm76. 063. 0mm49. 043. 0B46.24波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答md51031300001. 0mR61069. 0mB61046. 0解解: (1)kdsin48

23、 . 4RRmdkBBRRkk46. 069. 0BRkkBRkk23重疊時重疊時波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答3, 211BRkk6, 411BRkkRd4sin第一次重疊時第一次重疊時第二次重疊時第二次重疊時9 .55(2)時時1kRRkd1sindR1sin9 .111dR3sin1波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答時時3kRRkd3sin34 .383 所以在衍射角為所以在衍射角為 和和 處只處只有紅譜線出現(xiàn)有紅譜線出現(xiàn)4 .389 .11波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 25 兩個偏振片兩個偏振片P1、P2疊在一起疊在一起,由強度相同由強度相同的自

24、然光和線偏振光混合而成的光束垂直入射的自然光和線偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上在偏振片上.已知通過已知通過P1后的透射光強度為入射后的透射光強度為入射光強度的光強度的1/2;連續(xù)穿過連續(xù)穿過P1、P2后透射光強度是入后透射光強度是入射光強度的射光強度的1/4.求求:(1)若不考慮若不考慮P1、P2對可透部分的反射和吸收對可透部分的反射和吸收,入入射光中線偏振光的光矢量振動方向與射光中線偏振光的光矢量振動方向與P1的偏振化的偏振化方向夾角方向夾角 為多大為多大?P1、P2的偏振化方向間的夾的偏振化方向間的夾角角 為多大為多大?(2) 若考慮每個偏振片對透射光的吸收率為若考慮每個偏振片對透

25、射光的吸收率為5%,且透射光強與入射光強仍不變且透射光強與入射光強仍不變,此時的此時的 和和 又又為多大為多大?波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答45200cos42III解解:設入射自然光、偏振光的強度都設入射自然光、偏振光的強度都是是I0,則則0200cos2IIII(1)45波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答42cos95. 095. 0) cos2(4222000III020095. 0) cos2(III(2)5 .43波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 26 兩個偏振片兩個偏振片P1,P2疊在一起疊在一起,一束強度一束強度為為 的光垂直入射到偏振片上的

26、光垂直入射到偏振片上.已知該入射已知該入射光由強度相同的自然光和線偏振光混合而光由強度相同的自然光和線偏振光混合而成成,且入射光穿過第一個偏振片且入射光穿過第一個偏振片P1后的光強后的光強為為0.716 ;當將當將P1抽去后抽去后,入射光穿過入射光穿過P2后的后的光強為光強為0.375I0.求求P1,P2的偏振化方向之間的的偏振化方向之間的夾角夾角.0I0I波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答解解: 由題意由題意,自然光、偏振光的強度都是自然光、偏振光的強度都是I0/2,設偏振光的光矢量方向與設偏振光的光矢量方向與P1偏振化方向間的偏振化方向間的夾角為夾角為 ,與與P2偏振化方向間的夾角為偏振化方向間的夾角為 ,則則0200716. 0cos24IIII150200375. 0cos24IIII60波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答以所以所,兩偏振片偏振化方向間的夾角為兩偏振片偏振化方向間的夾角為4575 或或波動光學檢測題部分解答波動光學檢測題部分解答 27 一束光由強度相同的自然光和線