波動(dòng)光學(xué)課后習(xí)題

1、波動(dòng)光學(xué)篇習(xí)題十二·光的干涉12-1 某單色光從空氣射入水中，其頻率、波速、波長(zhǎng)是否變化?怎樣變化?12-2 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，作如下調(diào)節(jié)時(shí)，屏幕上的干涉條紋將如何變化?試說(shuō)明理由(1)使兩縫之間的距離變小；(2)保持雙縫間距不變，使雙縫與屏幕間的距離變?。?3)整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)不變，全部浸入水中；(4)光源作平行于，聯(lián)線方向上下微小移動(dòng)；(5)用一塊透明的薄云母片蓋住下面的一條縫12-3 什么是光程? 在不同的均勻媒質(zhì)中，若單色光通過(guò)的光程相等時(shí)，其幾何路程是否相同?其所需時(shí)間是否相同?在光程差與位相差的關(guān)系式中,光波的波長(zhǎng)要用真空中波長(zhǎng),為什么?12-4 如題12-4圖所示，兩塊平

2、板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，分析在下列情況中劈尖干涉條紋將如何變化?(1) 沿垂直于的方向向上平移見(jiàn)圖(a)；(2) 繞棱邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)見(jiàn)圖(b) 題12-4圖12-5 用劈尖干涉來(lái)檢測(cè)工件表面的平整度，當(dāng)波長(zhǎng)為的單色光垂直入射時(shí),觀察到的干涉條紋如題12-5圖所示，每一條紋的彎曲部分的頂點(diǎn)恰與左鄰的直線部分的連線相切試說(shuō)明工件缺陷是凸還是凹?并估算該缺陷的程度 題12-5圖 題12-6圖12-6 如題12-6圖，牛頓環(huán)的平凸透鏡可以上下移動(dòng)，若以單色光垂直照射，看見(jiàn)條紋向中心收縮，問(wèn)透鏡是向上還是向下移動(dòng)?12-7 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距=0.20mm，縫屏間距1.0m，試求：(1)若第二級(jí)明條紋

3、離屏中心的距離為6.0mm，計(jì)算此單色光的波長(zhǎng)；(2)相鄰兩明條紋間的距離12-8 在雙縫裝置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆蓋其中的一條縫，結(jié)果使屏幕上的第七級(jí)明條紋恰好移到屏幕中央原零級(jí)明紋的位置若入射光的波長(zhǎng)為5500，求此云母片的厚度12-9 洛埃鏡干涉裝置如題12-9圖所示，鏡長(zhǎng)30cm，狹縫光源S在離鏡左邊20cm的平面內(nèi)，與鏡面的垂直距離為2.0mm，光源波長(zhǎng)7.2×10-7m，試求位于鏡右邊緣的屏幕上第一條明條紋到鏡邊緣的距離 題12-9圖12-10 一平面單色光波垂直照射在厚度均勻的薄油膜上，油膜覆蓋在玻璃板上油的折射率為1.30，玻璃的折射率為1.50，若單

4、色光的波長(zhǎng)可由光源連續(xù)可調(diào)，可觀察到5000 與7000 這兩個(gè)波長(zhǎng)的單色光在反射中消失試求油膜層的厚度12-11 白光垂直照射到空氣中一厚度為3800 的肥皂膜上，設(shè)肥皂膜的折射率為1.33，試問(wèn)該膜的正面呈現(xiàn)什么顏色?背面呈現(xiàn)什么顏色?12-12 在折射率=1.52的鏡頭表面涂有一層折射率=1.38的Mg增透膜，如果此膜適用于波長(zhǎng)=5500 的光，問(wèn)膜的厚度應(yīng)取何值?12-13 如題12-13圖，波長(zhǎng)為6800的平行光垂直照射到0.12m長(zhǎng)的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被直徑=0.048mm的細(xì)鋼絲隔開(kāi)求：(1)兩玻璃片間的夾角?(2)相鄰兩明條紋間空氣膜的厚度差是多少?(3

5、)相鄰兩暗條紋的間距是多少?(4)在這0.12 m內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋?題12-13圖12-14 用5000的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面，從反射光中觀察，劈尖的棱邊是暗紋若劈尖上面媒質(zhì)的折射率大于薄膜的折射率(=1.5)求：(1)膜下面媒質(zhì)的折射率與的大小關(guān)系；(2)第10條暗紋處薄膜的厚度；(3)使膜的下表面向下平移一微小距離，干涉條紋有什么變化?若=2.0 m，原來(lái)的第10條暗紋處將被哪級(jí)暗紋占據(jù)?12-15 (1)若用波長(zhǎng)不同的光觀察牛頓環(huán)，6000，4500，觀察到用時(shí)的第k個(gè)暗環(huán)與用時(shí)的第k+1個(gè)暗環(huán)重合，已知透鏡的曲率半徑是190cm求用時(shí)第k個(gè)暗環(huán)的半徑(2)又如在牛頓環(huán)中用波

6、長(zhǎng)為5000的第5個(gè)明環(huán)與用波長(zhǎng)為的第6個(gè)明環(huán)重合，求未知波長(zhǎng)12-16 當(dāng)牛頓環(huán)裝置中的透鏡與玻璃之間的空間充以液體時(shí)，第十個(gè)亮環(huán)的直徑由1.40×10-2m變?yōu)?.27×10-2m，求液體的折射率12-17 利用邁克耳遜干涉儀可測(cè)量單色光的波長(zhǎng)當(dāng)移動(dòng)距離為0.322mm時(shí)，觀察到干涉條紋移動(dòng)數(shù)為1024條，求所用單色光的波長(zhǎng)12-18 把折射率為=1.632的玻璃片放入邁克耳遜干涉儀的一條光路中，觀察到有150條干涉條紋向一方移過(guò)若所用單色光的波長(zhǎng)為=5000，求此玻璃片的厚度習(xí)題十三·光的衍射13-1 衍射的本質(zhì)是什么?衍射和干涉有什么聯(lián)系和區(qū)別?13-2

7、在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，如果把單縫沿透鏡光軸方向平移時(shí)，衍射圖樣是否會(huì)跟著移動(dòng)?若把單縫沿垂直于光軸方向平移時(shí)，衍射圖樣是否會(huì)跟著移動(dòng)?13-3 什么叫半波帶?單縫衍射中怎樣劃分半波帶?對(duì)應(yīng)于單縫衍射第3級(jí)明條紋和第4級(jí)暗條紋，單縫處波面各可分成幾個(gè)半波帶?13-4 在單縫衍射中，為什么衍射角愈大（級(jí)數(shù)愈大）的那些明條紋的亮度愈小?13-5 若把單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置全部浸入水中時(shí)，衍射圖樣將發(fā)生怎樣的變化?如果此時(shí)用公式來(lái)測(cè)定光的波長(zhǎng)，問(wèn)測(cè)出的波長(zhǎng)是光在空氣中的還是在水中的波長(zhǎng)?13-6 在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射中，改變下列條件，衍射條紋有何變化?(1)縫寬變窄；(2)入射光波長(zhǎng)變長(zhǎng)；(3)入射平行光

8、由正入射變?yōu)樾比肷?3-7 單縫衍射暗條紋條件與雙縫干涉明條紋的條件在形式上類似，兩者是否矛盾?怎樣說(shuō)明?13-8 光柵衍射與單縫衍射有何區(qū)別?為何光柵衍射的明條紋特別明亮而暗區(qū)很寬?13-9 試指出當(dāng)衍射光柵的光柵常數(shù)為下述三種情況時(shí)，哪些級(jí)次的衍射明條紋缺級(jí)?(1)a+b=2a;(2)a+b=3a;(3)a+b=4a.13-10 若以白光垂直入射光柵，不同波長(zhǎng)的光將會(huì)有不同的衍射角問(wèn)(1)零級(jí)明條紋能否分開(kāi)不同波長(zhǎng)的光?(2)在可見(jiàn)光中哪種顏色的光衍射角最大?不同波長(zhǎng)的光分開(kāi)程度與什么因素有關(guān)?13-11 一單色平行光垂直照射一單縫，若其第三級(jí)明條紋位置正好與6000的單色平行光的第二級(jí)明

9、條紋位置重合，求前一種單色光的波長(zhǎng)13-12 單縫寬0.10mm，透鏡焦距為50cm，用的綠光垂直照射單縫求：(1)位于透鏡焦平面處的屏幕上中央明條紋的寬度和半角寬度各為多少?(2)若把此裝置浸入水中(n=1.33)，中央明條紋的半角寬度又為多少?13-13 用橙黃色的平行光垂直照射一寬為a=0.60mm的單縫，縫后凸透鏡的焦距f=40.0cm，觀察屏幕上形成的衍射條紋若屏上離中央明條紋中心1.40mm處的P點(diǎn)為一明條紋；求：(1)入射光的波長(zhǎng)；(2)P點(diǎn)處條紋的級(jí)數(shù)；(3)從P點(diǎn)看，對(duì)該光波而言，狹縫處的波面可分成幾個(gè)半波帶?13-14 用的鈉黃光垂直入射到每毫米有500條刻痕的光柵上，問(wèn)最

10、多能看到第幾級(jí)明條紋?13-15 波長(zhǎng)為5000的平行單色光垂直照射到每毫米有200條刻痕的光柵上，光柵后的透鏡焦距為60cm 求：(1)屏幕上中央明條紋與第一級(jí)明條紋的間距；(2)當(dāng)光線與光柵法線成30°斜入射時(shí)，中央明條紋的位移為多少?13-16 波長(zhǎng)的單色光垂直入射到一光柵上，第二、第三級(jí)明條紋分別出現(xiàn)在與處，第四級(jí)缺級(jí)求：(1)光柵常數(shù)；(2)光柵上狹縫的寬度；(3)在90°-90°范圍內(nèi)，實(shí)際呈現(xiàn)的全部級(jí)數(shù)13-17 一雙縫，兩縫間距為0.1mm，每縫寬為0.02mm，用波長(zhǎng)為4800的平行單色光垂直入射雙縫，雙縫后放一焦距為50cm的透鏡試求：(1)透

11、鏡焦平面上單縫衍射中央明條紋的寬度；(2)單縫衍射的中央明條紋包跡內(nèi)有多少條雙縫衍射明條紋?13-18 在夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射中，設(shè)圓孔半徑為0.10mm，透鏡焦距為50cm，所用單色光波長(zhǎng)為5000，求在透鏡焦平面處屏幕上呈現(xiàn)的愛(ài)里斑半徑13-20 已知入射的X射線束含有從0.951.30范圍內(nèi)的各種波長(zhǎng)，晶體的晶格常數(shù)為2.75，當(dāng)X射線以45°角入射到晶體時(shí)，問(wèn)對(duì)哪些波長(zhǎng)的X射線能產(chǎn)生強(qiáng)反射?習(xí)題十四·光的偏振14-1 自然光是否一定不是單色光?線偏振光是否一定是單色光?14-2 用哪些方法可以獲得線偏振光?怎樣用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)線偏振光、部分偏振光和自然光?14-3 一束光入

12、射到兩種透明介質(zhì)的分界面上時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有透射光而無(wú)反射光，試說(shuō)明這束光是怎樣入射的?其偏振狀態(tài)如何?14-4 什么是光軸、主截面和主平面?什么是尋常光線和非常光線?它們的振動(dòng)方向和各自的主平面有何關(guān)系?14-5 在單軸晶體中，e光是否總是以的速率傳播?哪個(gè)方向以的速率傳播?14-6是否只有自然光入射晶體時(shí)才能產(chǎn)生光和光?14-7投射到起偏器的自然光強(qiáng)度為，開(kāi)始時(shí)，起偏器和檢偏器的透光軸方向平行然后使檢偏器繞入射光的傳播方向轉(zhuǎn)過(guò)130°，45°，60°，試分別求出在上述三種情況下，透過(guò)檢偏器后光的強(qiáng)度是的幾倍?14-8 使自然光通過(guò)兩個(gè)偏振化方向夾角為60°

13、的偏振片時(shí)，透射光強(qiáng)為，今在這兩個(gè)偏振片之間再插入一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成30°，問(wèn)此時(shí)透射光與之比為多少?14-9 自然光入射到兩個(gè)重疊的偏振片上如果透射光強(qiáng)為，(1)透射光最大強(qiáng)度的三分之一，(2)入射光強(qiáng)的三分之一，則這兩個(gè)偏振片透光軸方向間的夾角為多少?14-10 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?14-11 利用布儒斯特定律怎樣測(cè)定不透明介質(zhì)的折射率?若測(cè)得釉質(zhì)在空氣中的起偏振角為58°，求釉質(zhì)的折射率14-12 光由空氣射入折射率為的玻璃在題14-12圖所示的各種情況中，用黑點(diǎn)和短線把反射光和折射光的振動(dòng)方向表示出來(lái)，并標(biāo)明是線偏振光還是部分偏振光圖中 題圖14-12*14