大學(xué)物理近代光學(xué)

重修習(xí)題總匯光近例1：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>n3，1為入射光在n1中的波長，則兩束反射光的光程差為A2n2eB2n2e-1/(2n1)C2n2e-1n1/2D2n2e-1n2/2n1n2n3入射光反射光1反射光2e例2：如圖所示，S1和S2為兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源，從S1

和S2到觀察點(diǎn)P的距離相等，即S1P＝S2P。相干光束1和2分別穿過析射率為n1和n2、

厚度皆為t的透明薄片，它們的光程差為

PS1S2n2n112en1n2n3例3：如圖n1>n2>n3,,則兩束反射光在相遇點(diǎn)的位相差為A4n2e/B2n2e/C4n2e/+D2n2e/-例4：如圖所示，兩縫S1和S2之間的距離為d，媒質(zhì)的折射率為n=1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為，則屏幕上P點(diǎn)處，兩相干光的光程差為

dPor1r2例5：如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2，發(fā)出波長為的光。A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn)。若在S1與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄片，則兩光源發(fā)出的光在A點(diǎn)的位相差＝

；若已知＝5000?，n=1.5，A點(diǎn)恰為第四級明紋中心，則e=

?××××ns1s2Ae例6：用波長為的單色光垂直照射到空氣劈尖上，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)為L處是暗條紋，使劈尖角連續(xù)變大，直到該點(diǎn)處再次出現(xiàn)暗條紋為止。劈尖角的改變量是

。L例7：在邁克爾遜干涉儀的一條光路中，插入一塊折射率為n，厚度為d的透明薄片。插入這塊薄片使這條光路的光程改變了

例8：若在邁克爾遜干涉儀的可動反射鏡M移動0.620mm的過程中，觀察到干涉條紋移動了2300條，則所用光波的波長為

?例9.如圖，S1、S2是兩個(gè)相干光源，它們到P點(diǎn)的距離分別為r1和r2．路徑S1P垂直穿過一塊厚度為t1，折射率為n1的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過厚度為t2，折射率為n2的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于A.B.C.D.例10.如圖所示，兩個(gè)直徑有微小差別的彼此平行的滾柱之間的距離為L，夾在兩塊平晶的中間，形成空氣劈形膜，當(dāng)單色光垂直入射時(shí)，產(chǎn)生等厚干涉條紋．如果滾柱之間的距離L變小，則在L范圍內(nèi)干涉條紋的(A)

數(shù)目減少，間距變大．(B)

數(shù)目不變，間距變小．(C)

數(shù)目增加，間距變?。?D)

數(shù)目減少，間距不變．例11雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D＝120cm，兩縫之間的距離d＝0.50mm，用波長l＝500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射雙縫．(1)求原點(diǎn)O(零級明條紋所在處)上方的第五級明條紋的坐標(biāo)x．(2)如果用厚度l＝1.0×10-2mm，折射率n＝1.58的透明薄膜復(fù)蓋在圖中的S1縫后面，求上述第五級明條紋的坐標(biāo)x．如圖半導(dǎo)體測硅片表面氧化膜，腐蝕成劈尖形，用鈉光＝5893?照射，在氧化膜表面恰好看到五個(gè)明紋。求（1）最大膜厚emax；（2）若e=0.6m用綠光＝550nm，可見幾條亮紋？氧化膜硅例12：例14：一曲率半徑為R＝2.75×103m的平凹透鏡覆蓋在平板玻璃上，在空氣隙中充滿析射率為1.62的液體，空氣隙的最大厚度e=1.82微米，今垂直投射波長為589nm的鈉黃光，試求：（1）干涉條紋的形狀和分布；（2）最多能觀察到的暗條紋數(shù)；（3）零級條紋的位置例15:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E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，如圖所示，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．例16:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處．現(xiàn)將光源S向下移動到示意圖中的S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，且條紋間距增大．(D)中央明條紋向上移動，且條紋間距增大．

例17:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長l＝550nm的單色平行光垂直入射到縫間距a＝2×10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D＝2m．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e＝6.6×10-5m、折射率為n＝1.58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？(1nm=10-9m)例18:在圖示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用薄玻璃片(折射率n1＝1.4)覆蓋縫S1，用同樣厚度的玻璃片(但折射率n2＝1.7)覆蓋縫S2，將使原來未放玻璃時(shí)屏上的中央明條紋處O變?yōu)榈谖寮壝骷y．設(shè)單色光波長l＝480nm(1nm=10-9m)，求玻璃片的厚度d(可認(rèn)為光線垂直穿過玻璃片)．例19:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色光源S0到兩縫S1和S2的距離分別為l1和l2，并且l1－l2＝3l，l為入射光的波長，雙縫之間的距離為d，雙縫到屏幕的距離為D(D>>d)，如圖．求：(1)零級明紋到屏幕中央O點(diǎn)的距離．(2)相鄰明條紋間的距離．例1:根據(jù)惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某時(shí)刻的波陣面為S，則S的前方某點(diǎn)P的光強(qiáng)度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點(diǎn)的(A)振動振幅之和．(B)光強(qiáng)之和．(C)振動振幅之和的平方．(D)振動的相干疊加．例2:波長為l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q=±p/6，則縫寬的大小為(A)l/2．(B)l．(C)2l．(D)3l．例3:波長l=500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射到寬度a=0.25mm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(gè)暗條紋和另一側(cè)第三個(gè)暗條紋之間的距離為d=12mm，則凸透鏡的焦距f為(A)2m．(B)1m．(C)0.5m．(D)0.2m．(E)0.1m．例4:一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常數(shù)(a+b)為下列哪種情況時(shí)(a代表每條縫的寬度)，k=3、6、9等級次的主極大均不出現(xiàn)？(A)a＋b=2a．(B)a＋b=3a．(C)a＋b=4a．(A)a＋b=6a．例5:對某一定波長的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級次的主極大，應(yīng)該(A)換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵．(B)換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵．(C)將光柵向靠近屏幕的方向移動．(D)將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動．例6:波長l=550nm(1nm=10?9m)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次為(A)2．(B)3．(C)4．(D)5．例7:設(shè)光柵平面、透鏡均與屏幕平行．則當(dāng)入射的平行單色光從垂直于光柵平面入射變?yōu)樾比肷鋾r(shí)，能觀察到的光譜線的最高級次k

(A)變?。?B)變大．(C)不變．(D)的改變無法確定．

例8：(1)在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，垂直入射的光有兩種波長，l1=400nm，l2=760nm(1nm=10-9m)．已知單縫寬度a=1.0×10-2cm，透鏡焦距f=50cm．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=1.0×10-3cm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．例9:某種單色平行光垂直入射在單縫上，單縫寬a=0.15mm．縫后放一個(gè)焦距f=400mm的凸透鏡，在透鏡的焦平面上，測得中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級暗條紋之間的距離為8.0mm，求入射光的波長．例10:波長l=600nm(1nm=10﹣9m)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-＜＜范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的級次．例11.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色自然光，在屏上形成干涉條紋．若在兩縫后放一個(gè)偏振片，則(A)干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強(qiáng)．(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．例12.一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(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(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)1/5．例13.一束光強(qiáng)為I0的自然光，相繼通過三個(gè)偏振片P1、P2、P3后，出射光的光強(qiáng)為I＝I0/8．已知P1和P2的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)P2，要使出射光的光強(qiáng)為零，P2最少要轉(zhuǎn)過的角度是(A)30°．(B)45°．(C)60°．(D)90°．例14.一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光(A)是自然光．(B)是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面．(C)是線偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面．(D是部分偏振光．

例15.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°．例16：已知某透明媒質(zhì)對空氣全反射的臨界角ic=450.求光從空氣中射向此媒質(zhì)時(shí)的布儒斯特角。icn1空氣n2媒質(zhì)n2>n1例17:一束光線入射到單軸晶體后，成為兩束光線，沿著不同方向折射．這樣的現(xiàn)象稱為雙折射現(xiàn)象．其中一束折射光稱為尋常光，它______________________定律；另一束光線稱為非常光，它____________________定律．

例20.兩個(gè)偏振片疊在一起，欲使一束垂直入射的線偏振光經(jīng)過這兩個(gè)偏振片之后振動方向轉(zhuǎn)過了90°，且使出射光強(qiáng)盡可能大，那么入射光振動方向和兩偏振片的偏振化方向之間的夾角應(yīng)如何選擇？這種情況下的最大出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的比值是多少？

例1.邊長為a的正方形薄板靜止于慣性系K的Oxy平面內(nèi)，且兩邊分別與x，y軸平行．今有慣性系K＇以0.8c（c為真空中光速）的速度相對于K系沿x軸作勻速直線運(yùn)動，則從K＇系測得薄板的面積為(A)0.6a2．(B)0.8a2．(C)a2．(D)a2／0.6．例2.一觀察者測得一沿米尺長度方向勻速運(yùn)動著的米尺的長度為0.5m．則此米尺以速度v＝___________________m·s-1接近觀察者．

例3.已知某金屬的逸出功為A，用頻率為n1的光照射該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的紅限頻率n0=______，n1>n0，且遏止電勢差|Ua|=_________．

例4.在康普頓散射中，若入射光子與散射光子的波長分別為l和l′，則反沖電子獲得的動能EK=_______例7.光子能量為0.5MeV的X射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散射．若反沖電子的能量為0.1MeV，則散射光波長的改變量Dl與入射光波長l0之比值為(A)0.20．(B)0.25．(C)0.30．(D)0.35．例5.在氫原子發(fā)射光譜的巴耳末線系中有一頻率為6.15×1014Hz的譜線，它是氫原子從能級En=________eV躍遷到能級Ek=________eV而發(fā)出的．(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本電荷e=1.60×10-19C)例6.設(shè)用頻率為n1和n2的兩種單色光，先后照射同一種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)．已知金屬的紅限頻率為n0，測得兩次照射時(shí)的遏止電壓|Ua2|=2|Ua1|，則這兩種單色光的頻率有如下關(guān)系：(A)n2=n1-n0．(B)n2=n1+n0．(C)n2=2n1-n0．(D)n2=n1-2n0．例8.康普頓效應(yīng)的主要特點(diǎn)是(A)散射光的波長均比入射光的波長短，且隨散射角增大而減小，但與散射體的性質(zhì)無關(guān)．(B)散射光的波長均與入射光的波長相同，與散射角、散射體性質(zhì)無關(guān)．(C)散射光中既有與入射光波長相同的，也有比入射光波長長的和比入射光波長短的.這與散射體性質(zhì)有關(guān)．(D)散射光中有些波長比入射光的波長長，且隨散射角增大而增大，有些散射光波長與入射光波長相同．這都與散射體的性質(zhì)無關(guān)．

例9.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都包含有電子與光子的相互作用過程．對此，在以下幾種理解中，正確的是(A)兩種效應(yīng)中電子與光子兩者組成的系統(tǒng)都服從動量守恒定律和能量守恒定律．(B)兩種效應(yīng)都相當(dāng)于電子與光子的彈性碰撞過程．(C)兩種效應(yīng)都屬于電子吸收光子的過程．(D)光電效應(yīng)是吸收光子的過程，而康普頓效應(yīng)則相當(dāng)于光子和電子的彈性碰撞過程．(E)康普頓效應(yīng)是吸收光子的過程，而光電效應(yīng)則相當(dāng)于光子和電子的彈性碰撞過程．例10.用X射線照射物質(zhì)時(shí)，可以觀察到康普頓效應(yīng)，即在偏離入射光的各個(gè)方向上觀察到散射光，這種散射光中(A)只包含有與入射光波長相同的成分．(B)既有與入射光波長相同的成分，也有波長變長的成分，波長的變化只與散射方向有關(guān)，與散射物質(zhì)無關(guān)．(C)既有與入射光相同的成分，也有波長變長的成分和波長變短的成分，波長的變化既與散射方向有關(guān)，也與散射物質(zhì)有關(guān)．(D)只包含著波長變長的成分，其波長的變化只與散射物質(zhì)有關(guān)與散射方向無關(guān)．例11.所謂“黑體”是指的這樣的一種物體，即(A)不能反射任何可見光的物體．(B)不能發(fā)射任何電磁輻射的物體．(C)能夠全部吸收外來的任何電磁輻射的物體．(D)完全不透明的物體．例12.絕對黑體是這樣一種物體，它(A)不能吸收也不能發(fā)射任何電磁幅射．(B)不能反射也不能發(fā)射任何電磁輻射．(C)不能發(fā)射但能全部吸收任何電磁輻射．(D)不能反射但可以全部吸收任何電磁輻射例13.下面四個(gè)圖中，哪一個(gè)正確反映黑體單色輻出度MBl(T)隨l和T的變化關(guān)系，已知T2>T1．例14.要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系(由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線組成的譜線系)的最長波長的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是(A)1.5eV．(B)3.4eV．(C)10.2eV．