波動(dòng)光學(xué)試題-答案版3

1、波動(dòng)光學(xué)一、概念選擇題1 .如圖所示，點(diǎn)光源S置于空氣中，S到P點(diǎn)的距離為r,若在S與P點(diǎn)之間置一個(gè)折射率為n(n>1),長度為l的介質(zhì)，此時(shí)光由S傳到P點(diǎn)的光程為(D)(A)r(B)r-ll(C)r-nl(D)r+l(n1)snP-r.2 .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(C)(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。3 .來自不同光源的兩束白光，例如兩束手電筒光照射在同一區(qū)域內(nèi)，是不能產(chǎn)生干涉圖樣的，這是由于(C)(A)白光是由不同波

2、長的光構(gòu)成的(B)兩光源發(fā)出不同強(qiáng)度的光(C)兩個(gè)光源是獨(dú)立的，不是相干光源(D)不同波長，光速不同4 .真空中波長為九的單色光，在折射率為n的均勻透明媒質(zhì)中，從A點(diǎn)沿某一路徑傳播到B點(diǎn)，路徑的長度為l,則A、B兩點(diǎn)光振動(dòng)位相差記為時(shí)則(C)(A)當(dāng)l=3£/2，有中=3幾(B)當(dāng)l=3%/(2n),有中=3n工(C)當(dāng)l=3九/(2n),有中=3n(D)當(dāng)l=3n九/2,有5=3n。5 .用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下述說法中正確的是(A)(A)相鄰干涉條紋之間的距離相等(B)中央明條紋最寬，兩邊明條紋寬度變窄(C)屏與縫之間的距離減小，則屏上條紋寬度變窄(D)在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，

3、紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距6 .用單色光垂直照射楊氏雙縫時(shí)，下列說法正確的是(C)(A)減小縫屏距離，干涉條紋間距不變(B)減小雙縫間距，干涉條紋間距變小(C)減小入射光強(qiáng)度，則條紋間距不變(D)減小入射波長，則條紋間距不變7 .一束波長為人的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使透射光得到干涉加強(qiáng)，則薄膜最小的厚度為(D)(A)，/4(B)%/(4n)(C)九/2(D)鼠/(2n)8 .有兩個(gè)幾何形狀完全相同的劈尖：一個(gè)由空氣中的玻璃形成，一個(gè)由玻璃中的空氣形成。當(dāng)用相同的單色光分別垂直照射它們時(shí)，從入射光方向觀察到干涉條紋間距(B)(A)玻璃劈尖干涉條

4、紋間距較大(B)空氣劈尖干涉條紋間距較大(C)兩劈尖干涉條紋間距相同(D)已知條件不夠，難以判斷9 .在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為人的單色光垂直入射在寬度為a=4九的單縫上，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(B)(A)2個(gè)(B)4個(gè)(C)6個(gè)(D)8個(gè)10 .在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，對于給定的入射單色光，當(dāng)縫寬度變小時(shí)，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋(B)(A)對應(yīng)的衍射角變小。(B)對應(yīng)的衍射角變大。(C)對應(yīng)的衍射角也不變。(D)光強(qiáng)也不變。11 .在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若減小縫寬，其他條件不變，則中央明條紋(B)(A)寬度變小；(

5、B)寬度變大；(C)寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變；(D)寬度不變，但中心強(qiáng)度變小。12 .一束光強(qiáng)為Io的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45。角，則穿過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)1為(B)(A)I0/472(B)Io/4(C)I0/2(D)V2Io/2.二、計(jì)算填空題1 .真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)時(shí)，相位改變了5冗，則光從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)經(jīng)過的光程為。答案:1250nm。2 .波長為人的單色光在折射率為n的媒質(zhì)中，由a點(diǎn)傳到b點(diǎn)相位改變了石則對應(yīng)的光程差(光程)為。答案：入3 .在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者

6、的厚度均為e，波長為£的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差=。答案：2n(n1-n2)e/九。4 .一束波長為久的光線，投射到一雙縫上，在屏幕上形成明、暗相間的干涉條紋，那么對應(yīng)于第一級暗紋的光程差為。答案：1/2入。5 .用白光(波長為400nm760nm)垂直照射間距為a=0.25mm的雙縫，距縫50cm處放屏幕，則觀察到的第一級彩色條紋和第五級彩色條紋的寬度分別是和。答案：7.2X10"m,3.6X10*m6 .用單色光垂直照射楊氏雙縫時(shí)，減小雙縫間距，則條紋間距。答案：變大。7 .&、及為雙縫，S是單色縫光源，若S不動(dòng)，而在上縫Si后

7、加一很薄的云母片，中央明條紋將向移動(dòng)。答案：上。8 .用白光做雙縫實(shí)驗(yàn)中的光源，兩縫間距為0.25mm,屏幕與雙縫間的距離為50cm,在屏上觀察到的第二級的彩色帶寬度是。答案：1.44X10-3m。9 .氟化鎂增透膜的折射率為n2,當(dāng)光垂直入射時(shí)，具透射光的光程差為。答案：2n2d+。210 .一束波長為九的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使反射光得到干涉加強(qiáng)，則薄膜最小的厚度為。答案：/（4n）11 .用九=6000?的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時(shí)，從中央向外數(shù)第4個(gè)暗環(huán)（中央暗斑為第1個(gè)暗環(huán)）對應(yīng)的空氣膜厚度為Nm。答案：0.9。12 .牛頓環(huán)裝置中透鏡與

8、平板玻璃之間充以某種液體時(shí)，觀察到第10級暗環(huán)的直徑由1.42cm變成1.27cm,由此得該液體的折射率n=。答案：1.25。13.波長九二600nm的單色光垂直照射到牛頓環(huán)的裝置上，第二級明紋與第五級明紋所對應(yīng)的空氣膜厚度之差為nm。答案：900。14 .在空氣中有一劈尖形透明物，其劈尖角0=1.0M10“rad,在波長K=700nm的單色光垂直照射下，測得干涉相鄰明條紋間距l(xiāng)=0.25cm,此透明材料的折射率n=o答案：1.4。15 .兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的間隔（填變小或變大），并且條紋向（

9、填左或右）平移。答案：變??；左。16 .在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為九的單色光垂直入射在寬度為a=4九的單縫上，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0答案：8個(gè)。17 .在白光垂直照射單縫而產(chǎn)生的衍射圖樣中，波長為九1的光的第3級明紋與波長為九2的光的第4級明紋相重合，則這兩種光的波長之比九1一2為。答案：9/7。18 .在夫瑯和費(fèi)單縫衍射試驗(yàn)中，設(shè)第一級暗紋的衍射角很小，若鈉黃光（九1二589nm）中央明紋寬度為4.0mm,則九2=442nm的藍(lán)紫色光的中央明紋寬度為o答案：3mm。19 .在白色光形成的單縫衍射條紋中，波長為九的光第3級明紋，和波長為兒

10、1=630nm的紅光的第2級明紋相重合，則該光的波長為?答案：450nm。20 .波長九二550nm（1nm=10-9m）的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2X10-4cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級次為0答案：321 .如果兩個(gè)偏振片堆疊在一起，且偏振化方向之間夾角為60°,光強(qiáng)為I0的自然光垂直入射在偏振片上，則出射光強(qiáng)為o答案：I。/822 .自然光的光強(qiáng)為|0,連續(xù)通過P1、P2和P3三個(gè)偏振片后，透出的光強(qiáng)為I,其中P1和P3的偏振化方向正交，而P2與P1和P3的偏振化方向均成45口角，則光強(qiáng)I/I0之比為0答案：1/823 .兩個(gè)偏振片P1、P2疊在一起，一束

11、單色線偏振光垂直入射到P1上，其光矢量振動(dòng)方向與P1的偏振化方向之間的夾角固定為30°.當(dāng)連續(xù)穿過P1、P2后的出射光強(qiáng)為最大出射光強(qiáng)的1/4時(shí)，P1、P2的偏振化方向夾角是0答案：60°24 .要使一束線偏振光通過偏振片之后振動(dòng)方向轉(zhuǎn)過90°,至少需要讓這束光通過塊理想偏振片。答案：2.三、選擇題1 .真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)時(shí)，相位改變了5冗，則光從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)經(jīng)過的實(shí)際路程為(C)(A)1350nm(B)1250nm(C)833nm(D)853nm2 .用單色光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，如現(xiàn)將折射率n=1.5的薄透明玻璃片蓋在

12、下側(cè)縫上，此時(shí)中央明紋的位置將(B)(A)向上平移且條紋間距不變(B)向下平移，且條紋間距不變(C)不移動(dòng)，但條紋間距改變(D)向上平移，且間距改變3 .在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用白光照射時(shí)，明紋會(huì)出現(xiàn)彩色條紋，明紋內(nèi)側(cè)呈(D)(A)黃色(B)綠色(C)紅色(D)紫色4 .雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫間距由d變?yōu)閐使屏上原第十級明紋中心變?yōu)榈谖寮壝骷y中心，則d：為(B)(A)3：2(B)1：2(C)1：3(D)2：15 .嚴(yán)格地說，空氣的折射率大于1,因此在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，若將玻璃夾層中的空氣逐漸抽去時(shí)，干涉圓環(huán)的半徑將(C)(A)變小(B)不變(C)變大(D)消失6 .波長為500nm的單色光從空氣中垂直

13、地入射到鍍在玻璃(折射率為1.50)上折射率為1.375、厚度為1.0»0-4cm的薄膜上。入射光的一部分進(jìn)入薄膜，并在下表面反射，則這條光線在薄膜內(nèi)的光程上有多少個(gè)波長？反射光線離開薄膜時(shí)與進(jìn)入時(shí)的相位差是(D)(A)2.75,5.5九(B)2.75,6.5九(C)5.50,11兀(D)5.50,12幾7 .在照相機(jī)鏡頭的玻璃片上均勻鍍有一層折射率n小于玻璃的介質(zhì)薄膜，以增強(qiáng)某一波長人的透射光能量。假設(shè)光線垂直入射，則介質(zhì)膜的最小厚度應(yīng)為(D)(A)K/n(B)W2n(C)九/3n(D)浦4n8 .由兩塊玻璃片(n1=1.75)所形成的空氣劈尖，具一端厚度為零，另一端厚度為0.00

14、2cm,現(xiàn)用波長為7000?的單色平行光，從入射角為30。角的方向射在劈尖的表面，則形成的干涉條紋數(shù)為(A)(A)27(B)56(C)40(D)1009 .若把牛頓環(huán)裝置，由空氣搬入水中，則干涉條紋(C)(A)中心暗斑變成亮斑(B)變疏(C)變密(D)間距不變10 .白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，當(dāng)肥皂膜的厚度趨于零時(shí)，從反射光方向觀察肥皂膜為(C)(A)無色(B)紅色(C)黑色(D)彩色11 .在垂直照射的劈尖干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)劈尖的夾角變大時(shí)，干涉條紋將向劈尖棱方向移動(dòng)，相鄰條紋間的距離將(B)(A)變大(B)變小(C)不確定(D)不變12 .用九=6000?的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝

15、置時(shí)，從中央向外數(shù)第4個(gè)暗環(huán)(中央暗斑為第1個(gè)暗環(huán))對應(yīng)的空氣膜厚度為(A)(A)0.9km(B)0.7km(C)0.8km(D)0.85km13 .在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，對于給定的入射單色光，當(dāng)縫寬度變小時(shí)，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋(B)(A)對應(yīng)的衍射角變小。(B)對應(yīng)的衍射角變大。(C)對應(yīng)的衍射角也不變。(D)光強(qiáng)也不變。14 .在單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于單縫處波面可劃分為B個(gè)半波帶。(A)2(B)6(C)3(D)415 .波長為的單色光垂直入射在縫寬a=4的單縫上.對應(yīng)于衍射角中=30°,單縫處的波面可劃分為D個(gè)半波帶。(A)2(B

16、)6(C)3(D)416 .在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色光垂直入射在寬度a=5的單縫上.對應(yīng)于衍射角中的方向上若單縫處波面恰好可分成5個(gè)半波帶，則衍射角中為(B)(A)60°(B)30°(C)450(D)150°17 .波長為的單色光垂直入射于光柵常數(shù)為d、縫寬為a、總縫數(shù)為N的光柵上.取k=0,土，生.，則決定出現(xiàn)主極大的衍射角的公式可寫成(D)(A)Nasin6=kZ(B)asin=kZ(C)Ndsin0=k九(D)dsin0=kZ18 .波長為400nm的光垂直投射到每厘米6000條刻線的光柵上，則最多能觀察到級數(shù)為(D)(A)3級(B)2級(C)

17、5級(D)4級19 .波長九為500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直入射到光柵常數(shù)為1.0X0-4cm的平面衍射光柵上，第一級衍射主極大所對應(yīng)的衍射角邛(A)(A)300(B)600(C)450(D)120°20 .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(B)(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，且明紋的亮度減弱(D)無干涉條紋21 .一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片.若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍，那么入射光束

18、中自然光與線偏振光的光強(qiáng)比值(A)(A)1/2(B)1/3(C)1/4(D)1/522 .振幅為A的線偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片的偏振化方向與入射偏振光的振動(dòng)方向夾角為60口，則透過偏振片的振幅為(A)(A)A/2(B)V3A/2(C)A/4(D)3A/423 .要使一束線偏振光通過偏振片之后振動(dòng)方向轉(zhuǎn)過90°,至少需要讓這束光通過A塊理想偏振片.(A)2(B)1(C)4(D)324 .一束光強(qiáng)為|0的自然光，相繼通過三個(gè)偏振片Pi、P2、P3后，出射光的光強(qiáng)為I=|0/8,已知Pi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(qiáng)為零，P2最少

19、要轉(zhuǎn)過的角度(B)(A)300(B)450(C)600(D)90°四、判斷題(對的打M錯(cuò)的打X)1 .對于普通光源，可以獲得相干光.(，)2 .光波的相干疊加服從波的疊加原理，不相干疊加不服從波的疊加原理。(X)3 .洛埃德鏡和雙鏡等光的干涉實(shí)驗(yàn)都是用波陣面分割的方法來實(shí)現(xiàn)的。(可4 .若將在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)放在水中進(jìn)行，和空氣中相比，相鄰條紋間距將減小。5 .白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，當(dāng)肥皂膜的厚度趨于零時(shí)，從透射光方向觀察肥皂膜為透明無色。(V)6 .當(dāng)自然光以布儒斯特角入射時(shí)，反射光為垂直入射面的完全偏振光，折射光為平行入射面的完全偏振光。(X)五、計(jì)算題1 .在雙縫

20、干涉實(shí)驗(yàn)中，波長550nm的單色平行光垂直入射到縫間距d=2X104m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；(4')(2)若用一厚度e=6.6M0-6m、折射率n=1.58的云母片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(6')kD解：(1)Xk=dx=2x102102550104210"=0.11m(4)(2)r2-(r1ne-e)=0(2')r2-r1-e(n-1)-6.610$1.58-1)=3.82810"m(2')_6r2-r13.82810工一，,k=-1=h化7,零級明紋將移

21、到原來第7級明紋處。(2')550102.用復(fù)色光垂直照射一薄膜，此薄膜處于空氣中，其厚度e=4X10-7m,折射率為A2=1.4o試問在可見光范圍內(nèi)，哪些波長的光在反射時(shí)干涉加強(qiáng)？(10')4n2e斛：由2n2e+=卜九得九=(4)22k-1k=1,2,3,4的波長為：兒=2240nm；兒2=746.7nm；%=448nm；兒4=320nm(4')可見光范圍：400nm-760nm故波長為746.7nm和448nm的兩種光在反射時(shí)加強(qiáng)(2')3 .空氣中有一劈形透明膜，其劈尖角6=1.010-4rad,在波長L700nm的單色光垂直照射下，測得兩相鄰干涉明條紋間距l(xiāng)=0.25cm,求此透明材料的折射率；(5')第二條明紋與第五條明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差.(5)解(1)lsin【=一.n=1.4(5')2n2收(2) .：e=5-2)=7.510Jm(5')2n4 .平行光垂直入射到一寬度a=0.5mm的單縫上。單縫后面放置一焦距f=0.40m的透鏡，使衍射條紋呈現(xiàn)在位于透鏡焦平面的屏幕上。若在距離中央明條紋中心為x=1.20mm處觀察，看到的是第3級明條紋。求(1)入射光波長九；(5')(2)從該