波動光學試題答案.doc

波動光學1、 概念選擇題Plr Sn1. 如圖所示，點光源S置于空氣中，S到P點的距離為r，若在S與P點之間置一個折射率為n（n1），長度為l的介質，此時光由S傳到P點的光程為（D）（A） （B） （C） （D） 2. 在相同的時間內，一束波長為l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，是不能產生干涉圖樣的，這是由于（C）（A）白光是由不同波長的光構成的 （B）兩光源發(fā)出不同強度的光（C）兩個光源是獨立的，不是相干光源 （D）不同波長,光速不同4. 真空中波長為l的單色光，在折射率為n的均勻透明媒質中，從A點沿某一路徑傳播到B點，路徑的長度為l, 則A、B兩點光振動位相差記為Dj, 則（C）（A） 當l = 3 l / 2 ,有Dj = 3 p （B） 當 l = 3 l / (2n) , 有Dj = 3 n p.（C） 當 l = 3 l /(2 n) ,有Dj = 3 p （D） 當 l = 3 n l / 2 , 有Dj = 3 n p.5. 用單色光做雙縫干涉實驗，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）在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距6. 用單色光垂直照射楊氏雙縫時，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 l 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，則薄膜最小的厚度為（D） （A） l / 4 （B） l / (4 n) （C） l / 2 （D） l / (2 n) 8. 有兩個幾何形狀完全相同的劈尖：一個由空氣中的玻璃形成，一個由玻璃中的空氣形成。當用相同的單色光分別垂直照射它們時，從入射光方向觀察到干涉條紋間距（B） （A）玻璃劈尖干涉條紋間距較大 （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. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為l的單色光垂直入射在寬度為a4l的單縫上，對應于衍射角為30的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數目為（B） （A） 2 個 （B） 4 個 （C） 6 個 （D） 8 個 10. 在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋（B） （A） 對應的衍射角變小。 （B） 對應的衍射角變大。 （C） 對應的衍射角也不變。 （D） 光強也不變。 11. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，若減小縫寬，其他條件不變，則中央明條紋（B） （A） 寬度變??； （B）寬度變大； （C）寬度不變，且中心強度也不變； （D）寬度不變，但中心強度變小。 12. 一束光強為I0的自然光垂直穿過兩個偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45角，則穿過兩個偏振片后的光強I為（B） （A） （B） I0 / 4 （C） I 0 / 2 （D） I0 / 2 2、 計算填空題1. 真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質中從A點傳播到B點時，相位改變了5，則光從A點傳到B點經過的光程為 。答案:1250nm。2. 波長為的單色光在折射率為n的媒質中，由a點傳到b點相位改變了，則對應的光程差（光程）為 。答案：/2。 3. 在雙縫干涉實驗中,兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋,二者的厚度均為e ,波長為l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Dj = 。答案：2p(n1-n2)e/l.。4. 一束波長為l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，那么對應于第一級暗紋的光程差為 。答案：1/2。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：7.210-4m，3.610-3m6. 用單色光垂直照射楊氏雙縫時，減小雙縫間距，則條紋間距 。答案：變大。7. S1、S2為雙縫，S是單色縫光源，若S不動，而在上縫S1后加一很薄的云母片，中央明條紋將向 移動。答案：上。8. 用白光做雙縫實驗中的光源，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：1.4410-3m。9. 氟化鎂增透膜的折射率為n2，當光垂直入射時，其透射光的光程差為 。答案：。10. 一束波長為 l 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，則薄膜最小的厚度為 。答案：l / (4 n)11. 用l = 6000 的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數第4個暗環(huán)(中央暗斑為第1個暗環(huán))對應的空氣膜厚度為 mm。答案：0.9。12. 牛頓環(huán)裝置中透鏡與平板玻璃之間充以某種液體時，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l = 600 n m 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，在波長l=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= 。答案：1.4。15. 兩塊平玻璃構成空氣劈形膜，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，沿逆時針方向作微小轉動，則干涉條紋的間隔_（填變小或變大），并且條紋向_（填左或右）平移。答案：變?。蛔蟆?6. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為l的單色光垂直入射在寬度為a4l的單縫上，對應于衍射角為30的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數目為 。答案：8個。17. 在白光垂直照射單縫而產生的衍射圖樣中，波長為l1的光的第3級明紋與波長為l2的光的第4級明紋相重合，則這兩種光的波長之比l1 /l2為 。答案：9/7 。18. 在夫瑯和費單縫衍射試驗中，設第一級暗紋的衍射角很小，若鈉黃光(l1=589nm)中央明紋寬度為4.0mm，則l2=442nm的藍紫色光的中央明紋寬度為 。答案：3mm。19. 在白色光形成的單縫衍射條紋中，波長為的光第3級明紋，和波長為l1=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l=550 nm(1nm=109m)的單色光垂直入射于光柵常數d=210-4 cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級次為_。答案：321. 如果兩個偏振片堆疊在一起，且偏振化方向之間夾角為60，光強為I0的自然光垂直入射在偏振片上，則出射光強為_。答案：I0 / 822. 自然光的光強為I0，連續(xù)通過P1、P2和P3 三個偏振片后，透出的光強為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角，則光強I/I0之比為_。答案：1/823. 兩個偏振片P1、P2疊在一起，一束單色線偏振光垂直入射到P1上，其光矢量振動方向與P1的偏振化方向之間的夾角固定為30當連續(xù)穿過P1、P2后的出射光強為最大出射光強的1/4時，P1、P2的偏振化方向夾角a是_。答案：6024. 要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉過90，至少需要讓這束光通過_塊理想偏振片。答案：2.3、 選擇題1. 真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質中從A點傳播到B點時，相位改變了5，則光從A點傳到B點經過的實際路程為（C） （A）1350nm （B）1250nm （C）833nm （D）853nm 2. 用單色光做楊氏雙縫實驗，如現將折射率n=1.5的薄透明玻璃片蓋在下側縫上，此時中央明紋的位置將（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，但條紋間距改變 （D）向上平移，且間距改變3. 在雙縫干涉實驗中，用白光照射時，明紋會出現彩色條紋，明紋內側呈（D） （A）黃色 （B）綠色 （C）紅色 （D）紫色 4. 雙縫干涉實驗中，若雙縫間距由變?yōu)?，使屏上原第十級明紋中心變?yōu)榈谖寮壝骷y中心，則為（B） （A）32 （B）12 （C）13 （D）215. 嚴格地說，空氣的折射率大于1，因此在牛頓環(huán)實驗中，若將玻璃夾層中的空氣逐漸抽去時，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1.010- 4cm 的薄膜上。入射光的一部分進入薄膜，并在下表面反射, 則這條光線在薄膜內的光程上有多少個波長？反射光線離開薄膜時與進入時的相位差是（D） （A） 2.75，5.5 （B） 2.75，6.5 （C） 5.50，11 （D） 5.50，127. 在照相機鏡頭的玻璃片上均勻鍍有一層折射率n小于玻璃的介質薄膜，以增強某一波長l的透射光能量。假設光線垂直入射，則介質膜的最小厚度應為（D） （A） l/n （B）l/2n （C）l/3n （D）l/4n8. 由兩塊玻璃片（n1 = 1.75）所形成的空氣劈尖，其一端厚度為零，另一端厚度為0.002cm，現用波長為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，當肥皂膜的厚度趨于零時，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驗中，當劈尖的夾角變大時，干涉條紋將向劈尖棱方向移動，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l = 6000 的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數第4個暗環(huán)(中央暗斑為第1個暗環(huán))對應的空氣膜厚度為（A）（A）0.9mm （B） 0.7mm （C） 0.8mm （D） 0.85mm13. 在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋（B）（A） 對應的衍射角變小。 （B） 對應的衍射角變大。 （C）對應的衍射角也不變。 （D） 光強也不變。 14. 在單縫的夫瑯禾費衍射實驗中，屏上第三級暗紋對應于單縫處波面可劃分為_B_ 個半波帶。（A） 2 （B） 6 （C） 3 （D） 415. 波長為l的單色光垂直入射在縫寬a=4l的單縫上對應于衍射角j=30，單縫處的波面可劃分為_D_個半波帶。（A） 2 （B） 6 （C） 3 （D） 416. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為l的單色光垂直入射在寬度a=5的單縫上對應于衍射角j 的方向上若單縫處波面恰好可分成 5個半波帶，則衍射角j為（B）（A） 60 （B） 30 （C） 45 （D） 15017. 波長為l的單色光垂直入射于光柵常數為d、縫寬為a、總縫數為N的光柵上取k=0，1，2，則決定出現主極大的衍射角q 的公式可寫成（D） （A） Na sinq=kll （B） a sinq=kl （C） N d sinq=kll （D） d sinq=kll 18. 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為（D） （A）3級 （B） 2級 （C）5級 （D）4級 19. 波長l為500 nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到光柵常數為1.010-4 cm的平面衍射光柵上，第一級衍射主極大所對應的衍射角j （A） （A）30 （B） 60 （C）45 （D）120 20. 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（B） （A） 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 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偏振片，測得透射光強度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值（A） （A） 1 / 2 （B） 1 / 3 （C） 1 / 4 （D） 1 / 5 22. 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方向夾角為60，則透過偏振片的振幅為（A） （A） A /2 （B） （C） A/4 （D） 3A/4 23. 要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉過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. 一束光強為I0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P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉P2，要使出射光的光強為零，P2最少要轉過的角度（B） （A） 30 （B）45 （C） 60 （D） 90 4、 判斷題(對的打，錯的打）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。（）3. 洛埃德鏡和雙鏡等光的干涉實驗都是用波陣面分割的方法來實現的。（）4. 若將在雙縫干涉實驗放在水中進行，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，當肥皂膜的厚度趨于零時，從透射光方向觀察肥皂膜為透明無色。（）6. 當自然光以布儒斯特角入射時，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。（）5、 計算題1. 在雙縫干涉實驗中，波長l=550nm的單色平行光垂直入射到縫間距d=210-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m。求：（1）中央明紋兩側的兩條第10級明紋中心的間距；(4)（2） 若用一厚度e =6.610-6m、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)解：（1） (4) （2） (2) (2)， 零級明紋將移到原來第7級明紋處。(2)2. 用復色光垂直照射一薄膜，此薄膜處于空氣中，其厚度e =410-7m，折射率為n2 =1.4。試問在可見光范圍內，哪些波長的光在反射時干涉加強?(10)解：由 得 (4)k=1,2,3,4的波長為：nm； nm； nm； nm (4)可見光范圍：400nm-760nm故波長為746.7nm和448nm的兩種光在反射時加強 (2)3. 空氣中有一劈形透明膜，其劈尖角q=1.010-4 rad，在波長l=700 nm的單色光垂直照射下，測得兩相鄰干涉明條紋間距l(xiāng) = 0.25 cm，求(