光學(xué)自測題答案 (1)

1、光學(xué)自測題一、 單選題1、根據(jù)惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為，則的前方某點的光強度決定于波陣面上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到點的 A、振動振幅之和 B、光強之和C、振動振幅之和的平方 D、振動的相干疊加2、在單縫夫瑯禾費衍射實驗中波長為的單色光垂直入射到單縫上對應(yīng)于衍射角為的方向上，若單縫處波面可分成 3個半波帶，則縫寬度等于 A、 B、 C、 D、3、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的單縫上，對應(yīng)于衍射角為的方向，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4、一束波長為的平行單色光垂直入射到一單縫上，裝置如圖在屏幕上

2、形成衍射圖樣，如果是中央亮紋一側(cè)第一個暗紋所在的位置，則的長度為 A、 B、C、 D、5、在真空中波長為的單色光，在折射率為的透明介質(zhì)中從沿某路徑傳播到，若、兩點相位差為，則此路徑的光程為 A、 B、 C、 D、6、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，若薄膜的厚度為，且，為入射光在中的波長，則兩束反射光的光程差為 A、 B、C、 D、7、在雙縫干涉實驗中，若單色光源到兩縫、距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中處現(xiàn)將光源向下移動到示意圖中的位置，則 A、中央明條紋也向下移動，且條紋間距不變B、中央明條紋向上移動，且條紋間距不變C、中央明條紋向下移動，且條紋間

3、距增大D、中央明條紋向上移動，且條紋間距增大8、 在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為，用玻璃紙遮住雙縫中的一個縫，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 B 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(yīng)的衍射角為，則縫寬的大小為 C A、 B、 C、 D、10、 一單色平行光束垂直照射在寬度為1.0 mm的單縫上，在縫后放一焦距為2.0 m的會聚透鏡已知位于透鏡焦平面處的屏幕上的中央明條紋寬度為2.0 mm，則入射光波長約為 C A、100 nm B、400 nm C、500

4、nm D、600 nm11、波長的單色光垂直照射到寬度的單縫上，單縫后面放置一凸透鏡，在凸透鏡的焦平面上放置一屏幕，用以觀測衍射條紋今測得屏幕上中央明條紋一側(cè)第三個暗條紋和另一側(cè)第三個暗條紋之間的距離為，則凸透鏡的焦距為 B A、2 mB、1 mC、0.5 mD、0.2 mE、0.1 m12、自然光以的入射角照射到某兩介質(zhì)交界面時，反射光為完全線偏振光，則知折射光為 D A、完全線偏振光且折射角是B、部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為的介質(zhì)時，折射角是C、部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角D、部分偏振光且折射角是13、若把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為1.52的玻璃制成的)由

5、空氣搬入折射率為1.33的水中，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14、一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠的是 D A、紫光 B、綠光 C、黃光 D、紅光15、一束光強為的自然光，相繼通過三個偏振片、后，出射光的光強為已知和的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)，要使出射光的光強為零，最少要轉(zhuǎn)過的角度是 B A、 B、 C、 D、16、兩平行放置的偏振片的偏振化方向之間的夾角為，當(dāng)時，觀測光源1；當(dāng)時，觀測光源2，兩次測得透射光強度相等，則兩光源的光強度之比為 B A、 B、 C、 D、17、光強為的自然光依次通過兩個

6、偏振片和若和的偏振化方向的夾角，則透射偏振光的強度是 E A、 B、 C、 D、 E、18、波長的單色光垂直入射于光柵常數(shù)的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級次為 A、2 B、3 C、4 D、519、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、無干涉條紋二、填空題1、一束平行的自然光，以角入射到平玻璃表面上若反射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是_；玻璃的折射率為_1.73_2、在單縫的夫瑯禾費衍射實驗中，屏上第三級暗紋對

7、應(yīng)于單縫處波面可劃分為_個半波帶，若將縫寬縮小一半，原來第三級暗紋處將是第一級明紋3、在單縫夫瑯禾費衍射示意圖中，所畫出的各條正入射光線間距相等，那末光線1與2在幕上點上相遇時的相位差為_2_，點應(yīng)為_暗紋_點 4、長為的單色光垂直照射如圖所示的透明薄膜，膜厚度為，兩束反射光的光程差 5、單色平行光垂直入射到雙縫上觀察屏上點到兩縫的距離分別為和設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為的介質(zhì)，則點處二相干光線的光程差為_ 8、如圖所示，假設(shè)有兩個同相的相干點光源和，發(fā)出波長為的光是它們連線的中垂線上的一點若在與之間插入厚度為、折射率為的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在點的相位差若已知，點恰為第四級明紋中心，則nm

8、9、如圖，在雙縫干涉實驗中，若把一厚度為、折射率為的薄云母片覆蓋在縫上，中央明條紋將向_移動；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋處的光程差為_10、在雙縫干涉實驗中，雙縫間距為，雙縫到屏的距離為，測得中央零級明紋與第五級明紋之間的距離為，則入射光的波長為11、波長為 600 nm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_1.2nmm_，兩個第三級暗紋之間的距離為_3.6nmm_12、用的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第個(不計中央暗斑)暗環(huán)對應(yīng)的空氣膜厚度為_1.2_13、 要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉(zhuǎn)過

9、，至少需要讓這束光通過_2_塊理想偏振片在此情況下，透射光強最大是原來光強的_四分之一倍 14、一束自然光垂直穿過兩個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向成角已知通過此兩偏振片后的光強為，則入射至第二個偏振片的線偏振光強度為_15、 兩個偏振片疊放在一起，強度為的自然光垂直入射其上，若通過兩個偏振片后的光強為，則此兩偏振片的偏振化方向間的夾角(取銳角)是_，若在兩片之間再插入一片偏振片，其偏振化方向與前后兩片的偏振化方向的夾角（取銳角）相等則通過三個偏振片后的透射光強度為_16、 兩個偏振片堆疊在一起，其偏振化方向相互垂直若一束強度為的線偏振光入射，其光矢量振動方向與第一偏振片偏振化方向夾角為，則穿

10、過第一偏振片后的光強為_，穿過兩個偏振片后的光強為_0_17、波長為的平行單色光垂直照射到劈形膜上，若劈尖角為 (以弧度計)，劈形膜的折射率為，則反射光形成的干涉條紋中，相鄰明條紋的間距為_18、波長為的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為，劈形膜的折射率為，第三條暗紋與第六條暗紋之間的距離是_19、用波長為550 nm的單色光垂直入射到每厘米刻有5000條痕線的平面光柵上，則此光柵的光柵常數(shù)為_，能觀察到的譜線的最大級數(shù)為_320、用波長為的單色光垂直照射折射率為的劈形膜形成等厚干涉條紋，若測得相鄰明條紋的間距為，則劈尖角_三、計算題1在雙縫干涉實驗中，波長l550 nm的單色平行光垂直

11、入射到縫間距a2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m。求：(1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距；(2) 用一厚度為e6.6×10-5 m、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(1 nm = 10-9 m) 解：(1) Dx20 Dl / a0.11 m(2) 覆蓋云玻璃后，零級明紋應(yīng)滿足：(n1)er1r2 設(shè)不蓋玻璃片時，此點為第k級明紋，則應(yīng)有：r2r1kl 所以： (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零級明紋移到原第7級明紋處2、用波長為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照

12、射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上。在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心(1) 求此空氣劈形膜的劈尖角q；(2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？(3) 在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e2l處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度：e4= 4.8×10-5 rad(2) 由上問可知A處膜厚為：e43×500 / 2 nm750 nm，對于l600 nm的光，連

13、同附加光程差，在A處兩反射光的光程差為：，它與波長之比為，即半波長的偶數(shù)倍，故A處是明紋(3) 棱邊處仍是暗紋，A處是第三條明紋，所以共有三條明紋，三條暗紋。3、(1) 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長，l1=400 nm，l2=760 nm (1 nm=10-9 m)。已知單縫寬度a=1.0×10-2 cm，透鏡焦距f=50 cm。求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。(2) 若用光柵常數(shù)d=1.0×10-3 cm的光柵替換單縫，其他條件和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離。解：(1) 由單縫衍射明紋公式可知：(取k1 )-1分 ， 由于： ， 所

14、以： ； 則兩個第一級明紋之間距為：=0.27 cm(2) 由光柵衍射主極大的公式： ；且有：所以：=1.8 cm4、波長l=600nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為30°，且第三級是缺級。(1) 光柵常數(shù)(a + b)等于多少？(2) 透光縫可能的最小寬度a等于多少？(3) 在選定了上述(a + b)和a之后，求在衍射角-j范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的級次。解：(1) 由光柵衍射主極大公式得：a + b =2.4×10-4 cm (2) 若第三級不缺級，則由光柵公式得 由于第三級缺級，則對應(yīng)于最小可能的a，j¢方向應(yīng)

15、是單縫衍射第一級暗紋：兩式比較，得：a = (a + b)/3=0.8×10-4 cm (3) ，(主極大)；，(單縫衍射極小) (k=1，2，3，.)因此 k=3，6，9， 缺級又因為kmax=(ab) / l=4， 所以實際呈現(xiàn)k=0，±1，±2級明紋(k=±4在p / 2處看不到)5、用鈉光(l=589.3 nm)垂直照射到某光柵上，測得第三級光譜的衍射角為60°。(1) 若換用另一光源測得其第二級光譜的衍射角為30°，求后一光源發(fā)光的波長。(2) 若以白光(400 nm760 nm) 照射在該光柵上，求其第二級光譜的張角。(1

16、 nm= 10-9 m) 解：(1) (a + b) sinj = 3l a + b =3l / sinj ， j=60° a + b =2l'/sin； =30°3l / sinj =2l'/sinl'=510.3 nm(2) (a + b) =3l / sinj =2041.4 nm=sin-1(2×400 / 2041.4) (l=400nm)=sin-1(2×760 / 2041.4) (l=760nm)白光第二級光譜的張角： Dj = = 25°6、一衍射光柵，每厘米200條透光縫，每條透光縫寬為a=2×10-3 cm，在光柵后放一焦距f=1 m的凸透鏡，現(xiàn)以l=600 nm (1 nm=10-9 m)的單