第6章波動(dòng)光學(xué)

1、在單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)于單縫處波面可劃分為_ 個(gè)半波帶6一束平行的自然光，以60°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_30°若一雙縫裝置的兩個(gè)縫分別被折射率為n1和n2的兩塊厚度均為e的透明介質(zhì)所遮蓋，此時(shí)由雙縫分別到屏上原中央極大所在處的兩束光的光程差d_(n1-n2)e或(n2-n1)e均可一束自然光垂直穿過(guò)兩個(gè)偏振片，兩個(gè)偏振片的偏振化方向成45°角已知通過(guò)此兩偏振片后的光強(qiáng)為I，則入射至第二個(gè)偏振片的線偏振光強(qiáng)度為_2I用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射置于空氣中的厚度為e折射率為1.5的透明薄膜，兩束反射光的

2、光程差d _3e + 或 3e ­用相互平行的一束自然光和一束線偏振光構(gòu)成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，發(fā)現(xiàn)透射光強(qiáng)的最大值為最小值的5倍，則入射光中，自然光強(qiáng)I0與線偏振光強(qiáng)I之比為_1 / 2在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若使兩縫之間的距離增大，則屏幕上干涉條紋間距_ _；若使單色光波長(zhǎng)減小，則干涉條紋間距_ _變小 變小 一束自然光從空氣投射到玻璃表面上(空氣折射率為1)，當(dāng)折射角為30°時(shí)，反射光是完全偏振光，則此玻璃板的折射率等于_ _ _波長(zhǎng)為l的單色光垂直入射在縫寬a=4 l的單縫上對(duì)應(yīng)于衍射角j=30°，單縫處的波面可劃分為_個(gè)

3、半波帶4HeNe激光器發(fā)出l=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束，垂直照射到一單縫上，在距單縫3 m遠(yuǎn)的屏上觀察夫瑯禾費(fèi)衍射圖樣，測(cè)得兩個(gè)第二級(jí)暗紋間的距離是10 cm，則單縫的寬度a=_ 7.6×10-2 mm在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為l的單色光在空氣中和在玻璃中 (A) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程相等 (B) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等 (C) 傳播的路程不相等，走過(guò)的光程相等 (D) 傳播的路程不相等，走過(guò)的光程不相等C在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為l的單色光垂直入射在寬度為a4 l的單縫上，對(duì)應(yīng)于衍射角為30°的方向，單縫處波陣面可分成的半

4、波帶數(shù)目為 (A) 2 個(gè) (B) 4 個(gè) (C) 6 個(gè) (D) 8 個(gè)B一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過(guò)一偏振片若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，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強(qiáng)比值為 (A) 1 / 2 (B) 1 / 3 (C) 1 / 4 (D) 1 / 5A用白光光源進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，若用一個(gè)純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個(gè)純藍(lán)色的濾光片遮蓋另一條縫，則 (A) 干涉條紋的寬度將發(fā)生改變 (B) 產(chǎn)生紅光和藍(lán)光的兩套彩色干涉條紋 (C) 干涉條紋的亮度將發(fā)生改變 (D) 不產(chǎn)生干涉條紋D一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級(jí)光柵光譜

5、中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是 (A) 紫光 (B) 綠光 (C) 黃光 (D) 紅光 D一束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過(guò)兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45°角，則穿過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為 (A) (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2B在真空中波長(zhǎng)為l的單色光，在折射率為n的透明介質(zhì)中從A沿某路徑傳播到B，若A、B兩點(diǎn)相位差為3p，則此路徑AB的光程為 (A) 1.5 l (B) 1.5 l/ n (C) 1.5 n l (D) 3 l A波長(zhǎng)為l的單色平行光垂直入射到一狹縫上，若第一級(jí)暗紋的位置對(duì)應(yīng)的衍射角為q=±p / 6，則縫寬的大小為

6、 (A) l / 2 (B) l (C) 2l (D) 3 l C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 (A) I0 / 8 (B) I0 / 4(C) 3 I0 / 8 (D) 3 I0 / 4 A一束波長(zhǎng)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(qiáng)，則薄膜最小的厚度為 (A) l / 4 (B) l / (4n) (C) l / 2 (D) l / (2n)B波長(zhǎng)l=550 nm(1nm=109m)的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2×10-4 cm的平面

7、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) 5 B光強(qiáng)為I0的自然光依次通過(guò)兩個(gè)偏振片P1和P2若P1和P2的偏振化方向的夾角a30°，則透射偏振光的強(qiáng)度I是 (A) I0 / 4 (B)I0 / 4 (C)I0 / 2 (D) I0 / 8 (E) 3I0 / 8E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n1n2n3，l1為入射光在n1中的波長(zhǎng)，則兩束反射光的光程差為(A) 2n2e (B) 2n2 e - l1 / (2n1) (C) 2n2 e - n1 l1 / 2 (D) 2n2

8、 e - n2 l1 / 2C折射率和波長(zhǎng)的乘積是常數(shù)、折射率和光速的乘積也是常數(shù)，光的頻率保持不變。在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)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(jí)衍射條紋 (A) 對(duì)應(yīng)的衍射角變小. (B) 對(duì)應(yīng)的衍射角變大(C) 對(duì)應(yīng)的衍射角也不變 (D) 光強(qiáng)也不變B在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其他條件不變，則中央明條紋 (A) 寬度變小 (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)度增大A自然光以60°的入射角照射到某兩介質(zhì)交界面時(shí)，反射光為完全線偏振光，則知折射光為 (A) 完全線偏振光且折射角

9、是30° (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(shí)，折射角是30° (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30°D自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃表面上，反射光是垂直于入射面振動(dòng)的完全線偏振光自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃表面上，反射光是在入射面內(nèi)振動(dòng)的完全線偏振光×在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為l的單色光在空氣中和在玻璃中傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等×在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為l的單色光在空氣中和在玻璃中傳播的路程不相等，走過(guò)的光程相等兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為

10、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?lè)较蜃魑⑿∞D(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移×在折射率n1.50的玻璃上，鍍上1.35的透明介質(zhì)薄膜入射光波垂直于介質(zhì)膜表面照射，觀察反射光的干涉，發(fā)現(xiàn)對(duì)l1600 nm的光波干涉相消，對(duì)l2700 nm的光波干涉相長(zhǎng)且在600 nm到700 nm之間沒(méi)有別的波長(zhǎng)是最大限度相消或相長(zhǎng)的情形求所鍍介質(zhì)膜的厚度(1 nm = 10-9 m)解：設(shè)介質(zhì)薄膜的厚度為e，上、下表面反射均為由光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，故不計(jì)附加程差。當(dāng)光垂直入射i = 0時(shí)，依公式有： 對(duì)l1： 2分 按題意還應(yīng)有： 對(duì)l2： 2分由 解得：

11、2分 將k、l2、代入式得 7.78×10-4 mm 2分用白光垂直照射置于空氣中的厚度為0.50 mm的玻璃片玻璃片的折射率為1.50在可見光范圍內(nèi)(400 nm 760 nm)哪些波長(zhǎng)的反射光有最大限度的增強(qiáng)？(1 nm=10-9 m)解：加強(qiáng)， 2ne+l = kl， 2分 nm 2分 k = 1， l1 = 3000 nm， k = 2， l2 = 1000 nm， k = 3， l3 = 600 nm， k = 4， l4 = 428.6 nm， k = 5， l5 = 333.3 nm 2分 在可見光范圍內(nèi)，干涉加強(qiáng)的光的波長(zhǎng)是 l600 nm 和l428.6 nm 2分

12、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫與屏間的距離D1.2 m，雙縫間距d0.45 mm，若測(cè)得屏上干涉條紋相鄰明條紋間距為1.5 mm，求光源發(fā)出的單色光的波長(zhǎng)l解 ：根據(jù)公式 x kl D / d 2分相鄰條紋間距 DxD l / d 2分 則 ldDx / D 2分 562.5 nm 2分波長(zhǎng)l=600nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到一光柵上，測(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角為30°，且第三級(jí)是缺級(jí) (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？ 解：(1) 由光柵衍射主極大公式得 a + b =2.4×10-4 cm 4分 (2) 若第三級(jí)不缺

13、級(jí)，則由光柵公式得 由于第三級(jí)缺級(jí)，則對(duì)應(yīng)于最小可能的a，j¢方向應(yīng)是單縫衍射第一級(jí)暗紋：兩式比較，得 a = (a + b)/3=0.8×10-4 cm 4分 一束平行光垂直入射到某個(gè)光柵上，該光束有兩種波長(zhǎng)的光，l1=440 nm，l2=660 nm (1 nm = 10-9 m)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種波長(zhǎng)的譜線(不計(jì)中央明紋)第二次重合于衍射角j=60°的方向上求此光柵的光柵常數(shù)d解：由光柵衍射主極大公式得 2分當(dāng)兩譜線重合時(shí)有 j1= j2 1分即 1分兩譜線第二次重合即是 ， k1=6， k2=4 2分由光柵公式可知d sin60°=6l1 =3.05×10-3 mm 2分用一束具有兩種波長(zhǎng)的平行光垂直入射在光柵上，l1=600 nm，l2=400 nm (1nm=109m)，發(fā)現(xiàn)距中央明紋5 cm處l1光的第k級(jí)主極大和l2光的第(k+1)級(jí)