大學(xué)物理8章作業(yè)

1、第八章 波 動(dòng) 光 學(xué)(一) 光的干涉 答案在最后 一. 選擇題1. 波長(zhǎng)為的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e，且n1<n2>n3 ，則兩束反射光的光程差為(A) 2n2e+2n2(B) 2n2e(C) 2n2e+2(D) 2n2e+2n12. 如圖示，波長(zhǎng)為的單色光，垂直入射到雙縫，若P點(diǎn)是在中央明紋上方第二次出現(xiàn)的明紋，則光程差 =r2-r1 為(A) 0 (B) (C) 3 /2 (D) 2 3. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕上的P點(diǎn)處是明條紋，若將縫 S2 蓋住，并在 S1S2 連線的垂直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射面M，如

2、圖示，則此時(shí)(A) P點(diǎn)處仍為明條紋(B) P點(diǎn)處為暗條紋(C) 不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋(D) 無干涉條紋4. 雙縫干涉中，若使屏上干涉條紋間距變大，可以采取(A) 使屏更靠近雙縫(B) 使兩縫間距變小(C) 把兩個(gè)縫的寬度稍稍調(diào)窄(D) 用波長(zhǎng)更短的單色光入射5. 波長(zhǎng)為的單色光垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，薄膜放在空氣中，要使反射光干涉加強(qiáng)，薄膜厚度至少為(A) /2 (B) /2n(C) /4 (D) /4n 6. 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，若上面的平玻璃慢慢向上平移，則干涉條紋(A) 向棱邊方向平移，條紋間距變小(B) 向棱邊方向平移，條

3、紋間距變大(C) 向棱邊方向平移，條紋間距不變 (D) 向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間距不變 (E) 向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間距變小7. 在圖示三種透明材料構(gòu)成的牛頓環(huán)裝置中，用單色光垂直照射，再反射光中看到干涉條紋，則在接觸點(diǎn)處形成的圓斑為(A) 全明(B) 全暗(C) 右半邊明，左半邊暗 (D) 右半邊暗，左半邊明8. 在邁克耳遜干涉儀的一條光路中放入折射率為n的透明薄膜后，觀察到條紋移動(dòng)6條，則薄膜的厚度是(A) 3 (B) 3 /n(C) 3 /(n-1) (D) 6 /n二. 填空題9. 有兩種獲得相干光的基本方法，它們是_和_.10. 兩同相位相干點(diǎn)光源 S1、S2，發(fā)出波長(zhǎng)為的光，

4、A是它們連線中垂線上的一點(diǎn)，在 S1與A間插入厚度為e折射率為n的薄玻璃片，兩光源發(fā)出的光到達(dá)A點(diǎn)時(shí)光程差為_，相位差為_.11. 楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為d ，屏距雙縫的間距為D（D >>d），測(cè)得中央明條紋與第三級(jí)明條紋間距為x，則入射光的波長(zhǎng)為_.12. 一雙縫干涉裝置，在空氣中觀察時(shí)干涉條紋間距為1mm，若將整個(gè)裝置放入水中，干涉條紋的間距變?yōu)開mm.（設(shè)水的折射率為4/3）13. 波長(zhǎng)為的單色光垂直照射到兩塊平玻璃片構(gòu)成的劈尖上，測(cè)得相鄰明條紋間距為l，若將劈尖夾角增大至原來的2倍，間距變?yōu)開.14. 用=600nm的平行單色光垂直照射空氣牛頓環(huán)裝置時(shí)，第四級(jí)暗環(huán)對(duì)

5、應(yīng)的空氣膜厚度為_µm.三. 計(jì)算題 15. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)縫分別用n1=1.4和n2=1.7的厚度相同的薄玻璃片遮著，在觀察屏上原來的中央明紋處，現(xiàn)在為第5級(jí)明紋，若入射光的波長(zhǎng)為，求玻璃片的厚度. 16. 用白光入射到的雙縫，距縫50cm處放置屏幕，問觀察到第一級(jí)明紋彩色帶有多寬？17. 一薄玻璃片，厚度為，折射率為1.50，用白光垂直照射，問在可見光范圍內(nèi)，哪些波長(zhǎng)的光在反射中加強(qiáng)？哪些波長(zhǎng)的光在透射中加強(qiáng)？18. 波長(zhǎng)為680nm的平行光垂直地照射到12cm長(zhǎng)的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被厚0.048mm的紙片隔開. 試問在這12cm內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋

6、?(二) 光的衍射、偏振一. 選擇題1. 光的衍射現(xiàn)象可以用(A) 波傳播的獨(dú)立性原理解釋(B) 惠更斯原理解釋(C) 惠更斯-菲涅耳原理解釋(D) 半波帶法解釋2. 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為的單色光垂直入射到寬為a =4 的單縫上，對(duì)應(yīng)衍射角為30o的方向，單縫處波面可分成的半波帶數(shù)目為(A) 2個(gè) (B) 4個(gè)(C) 6個(gè) (D) 8個(gè)3. 單縫衍射中，若屏上P點(diǎn)滿足asin=72，則該點(diǎn)為(A) 第二級(jí)暗紋(B) 第三級(jí)暗紋(C) 第二級(jí)明紋(D) 第三級(jí)明紋4. 利用波動(dòng)光學(xué)試驗(yàn)可測(cè)細(xì)絲的直徑，通常采用下述實(shí)驗(yàn)的哪種(A) 牛頓環(huán) (B) 劈尖干涉(C) 劈尖干涉和楊氏雙縫干涉

7、 (D) 單縫衍射或衍射光柵5. 某元素的特征光譜中含有波長(zhǎng) 1=450nm和 2=750nm的譜線，在光柵光譜中兩種譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處 2譜線的級(jí)次是(A) 2、3、4、5(B) 2、5、8、11(C) 2、4、6、8(D) 3、6、9、126. 波長(zhǎng) =550nm的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2×10-4cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為(A) 2 (B) 3(C) 4 (D) 57. 一束光強(qiáng)為 I0 的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，兩偏振片的偏振化方向成45o角，則穿過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為(A) I042(B) I04(C) I02(D) 2 I028.

8、一束光自空氣斜入射至 n=1.5 的玻璃表面時(shí)，發(fā)現(xiàn)沒有反射光，由此可以判斷(A) 入射光為完全線偏振光，入射角為 56.3o(B) 入射光為完全線偏振光，入射角為 41.8o(C) 入射光為任意光，入射角為 56.3o(D) 入射光為任意光，入射角為 41.8o二. 填空題9. 單縫衍射圖樣可以用非常簡(jiǎn)單的近似方法_來分析，明紋最亮的是_.10. 在單縫衍射中，屏上第二級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)的單縫處波面可分為_個(gè)半波帶，若縫寬縮小一半，原來第二級(jí)暗紋處將是第_級(jí)_紋.11. 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，第一級(jí)暗紋的衍射角很小，若鈉黃光（ 1=589nm）中央明紋寬度為4.0mm，則藍(lán)紫色光（ 2=442n

9、m）的中央明紋寬度為_.12. 復(fù)色光中含有波長(zhǎng) 1和 2的兩種波長(zhǎng)，在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中觀察到第一級(jí)主明紋 1更靠近中央明紋，則 1_ 2.（填“”“”“”）13. 單色光垂直入射到每毫米有1000條刻痕的光柵上，若第一級(jí)主明紋對(duì)應(yīng)的衍射角為30°，則入射光波長(zhǎng)為_.14. 一束自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，兩偏振片的偏振化方向夾角由 1轉(zhuǎn)到 2，轉(zhuǎn)動(dòng)前后透射光強(qiáng)度之比為_.15一束平行的自然光，以60o角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振光，則透射光束的折射角為_；玻璃的折射率為_.三. 計(jì)算題16. 在復(fù)色光照射下的單縫衍射圖樣中，其中某一波長(zhǎng)的第3級(jí)明紋位置恰與波長(zhǎng)l=600n

10、m的單色光的第2級(jí)明紋位置重合，求這光波的波長(zhǎng).17某單色光垂直入射到一每厘米刻有6000條刻線的光柵上，如果第一級(jí)譜線的偏角為20°，試問入射光的波長(zhǎng)如何？它的第二級(jí)譜線將在何處？18. 已知一個(gè)每厘米刻有4000條縫的光柵，利用這個(gè)光柵可以產(chǎn)生多少級(jí)完整不重疊的可見光譜(l400760nm)?19. 一束自然光和線偏振光的混合光，垂直通過一偏振片，以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍. 求入射光束中自然光和線偏振光的光強(qiáng)比值.第八章 波動(dòng)光學(xué)參考答案(一) 光的干涉 一. 選擇題1. ( C ) 2. ( D ) 3. ( B ) 4. ( B ) 5.

11、 ( D ) 6. ( C ) 7. ( D ) 8. ( C ) 二. 填空題9. （ 分波面法 ；分振幅法 ）10. （ ； ）11. （ ）12. （ 0.75mm ）13. （ ）14.（ 1.2 ） 三. 計(jì)算題 15. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)縫分別用和的厚度相同的薄玻璃片遮著，在觀察屏上原來的中央明紋處，現(xiàn)在為第5級(jí)明紋.若入射光的波長(zhǎng)為，求玻璃片的厚度. 解: 放上玻璃后原中央明紋處的光程為對(duì)應(yīng)第5級(jí)明紋16. 取白光波長(zhǎng)范圍400nm760nm，用白光入射到的雙縫，距縫50cm處放置屏幕，問觀察到第一級(jí)明紋彩色帶有多寬？ 解: 取白光波長(zhǎng)范圍400nm760nm，對(duì)于波長(zhǎng)的光波

12、，第一級(jí)干涉明紋中心的位置為波長(zhǎng)和的光波，第一級(jí)明紋間距為17. 一薄玻璃片，厚度為，折射率為1.50，用白光垂直照射，問在可見光范圍內(nèi)，哪些波長(zhǎng)的光在反射中加強(qiáng)？哪些波長(zhǎng)的光在透射中加強(qiáng)？解：從玻璃片兩表面反射的光的光程差光在反射中加強(qiáng)有可解得在可見光范圍內(nèi)，只有，相應(yīng)波長(zhǎng)為透射光的光程差光在透射中加強(qiáng)有可解得在可見光范圍內(nèi)，有和，相應(yīng)波長(zhǎng)為18. 波長(zhǎng)為680nm的平行光垂直地照射到12cm長(zhǎng)的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被厚0.048mm的紙片隔開. 試問在這12cm內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋?解：兩玻璃片之間是一空氣劈尖，相鄰明紋間距為l設(shè)玻璃片長(zhǎng)為L(zhǎng)、紙片厚度為d則呈現(xiàn)明紋條數(shù)

13、為 (二) 光的衍射、偏振一. 選擇題1. （ C ） 2. （ B ） 3. （ D ） 4. （ B ）5. （ D ） 6. （ B ） 7. （ B ） 8. （ A ）二. 填空題9. （ 菲涅耳半波帶法 ； 中央明紋 ）10. （ 4 ； 第一級(jí)暗紋 ）11. （ 3 mm ）12. （ ）13. （ 500 nm ）14. （ ）15（ 30o ； 1.73 ）三. 計(jì)算題16. 在復(fù)色光照射下的單縫衍射圖樣中，其中某一波長(zhǎng)的第3級(jí)明紋位置恰與波長(zhǎng)l=600nm的單色光的第2級(jí)明紋位置重合，求這光波的波長(zhǎng).解：設(shè)未知波長(zhǎng)為，則對(duì)波長(zhǎng)為的單色光有由于明紋位置重合，17某單色光垂直入射到一每厘米刻有6000條刻線的光柵上，如果第一級(jí)譜線的偏角為20°，試問入射光的波長(zhǎng)如何？它的第二級(jí)譜線將在何處？解：光柵常數(shù)為k =1時(shí)，由光柵方程得第二級(jí)譜線偏角 ，由光柵方程得18. 已知一個(gè)每厘米刻有4000條縫的光柵，利用這個(gè)光柵可以產(chǎn)生