浙江理工大学波动光学复习题详解Word文档格式.docx
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7、3172
在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是
(A)使屏靠近双缝.
(B)使两缝的间距变小.
(C)把两个缝的宽度稍微调窄.
(D)改用波长较小的单色光源.[B]
8、3345
如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹
(A)向右平移.(B)向中心收缩.
(C)向外扩张.(D)静止不动.
(E)向左平移.[B]
9、5531
如图所示,两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L,夹在两块平晶的中间,形成空气劈形膜,当单色光垂直入射时,产生等厚干涉条纹.如果滚柱之间的距离L变小,则在L范围内干涉条纹的
(A)数目减少,间距变大.
(B)数目不变,间距变小.
(C)数目增加,间距变小.
(D)数目减少,间距不变.[B]
10、3516
在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是
(A)λ/2.(B)λ/(2n).
(C)λ/n.(D)
.[D]
11、3356
在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移,则屏幕上的衍射条纹
(A)间距变大.
(B)间距变小.
(C)不发生变化.
(D)间距不变,但明暗条纹的位置交替变化.[C]
12、3631
在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹
(A)对应的衍射角变小.(B)对应的衍射角变大.
(C)对应的衍射角也不变.(D)光强也不变.[B]
13、3355
一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB上,装置如图.在屏幕D上形成衍射图样,如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则
的长度为
(A)λ/2.(B)λ.
(C)3λ/2.(D)2λ.[B]
14、3523
波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ=±
π/6,则缝宽的大小为
(A)λ/2.(B)λ.
(C)2λ.(D)3λ.[C]
15、3213
一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是
(A)紫光.(B)绿光.(C)黄光.(D)红光.[D]
16、3215
若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?
(A)5.0×
10-1mm.(B)1.0×
10-1mm.
(C)1.0×
10-2mm.(D)1.0×
10-3mm.[D]
17、3636
在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为
(A)a=
b.(B)a=b.
(C)a=2b.(D)a=3b.[B]
18、3368
一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°
角,则穿过两个偏振片后的光强I为
(A)
.(B)I0/4.
(C)I0/2.(D)
I0/2.[B]
19、3246
一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为
(A)1/2.(B)1/3.
(C)1/4.(D)1/5.[A]
20、3542
如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°
,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为
(A)I0/8.(B)I0/4.
(C)3I0/8.(D)3I0/4.[A]
21、3173
在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则
(A)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.
(B)干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.
(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.
(D)无干涉条纹.[B]
22、3538
两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动180°
时透射光强度发生的变化为:
(A)光强单调增加.
(B)光强先增加,后又减小至零.
(C)光强先增加,后减小,再增加.
(D)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零.[B]
23、3369
三个偏振片P1,P2与P3堆叠在一起,P1与P3的偏振化方向相互垂直,P2与P1的偏振化方向间的夹角为30°
.强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1,并依次透过偏振片P1、P2与P3,则通过三个偏振片后的光强为
(A)I0/4.(B)3I0/8.
(C)3I0/32.(D)I0/16.[C]
24、3545
(C)3I0/32.(D)I0/16.[D]
25、3639
自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是
(A)在入射面内振动的完全线偏振光.
(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.
(C)垂直于入射面振动的完全线偏振光.
(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[C]
二、填空题
26、3167
如图所示,假设有两个同相的相干点光源S1和S2,发出波长为λ的光.A是它们连线的中垂线上的一点.若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片,则两光源发出的光在A点的相位差∆φ=_2π(n1)e/λ_.若已知λ=500nm,n=1.5,A点恰为第四级明纹中心,则e=____4×
103__nm.(1nm=10-9m)
27、3620
用波长为λ的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差δ=_3e+
或3e
____.
28、3668
波长为λ的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上,膜厚为e,折射率为n,透明薄膜放在折射率为n1的媒质中,n1<n,则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差∆φ=__[(4ne/λ)–1]π或[(4ne/λ)+1)π__.
29、3175
用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是:
(1)__使两缝间距变小._____.
(2)____使屏与双缝之间的距离变大._.
30、3682
把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝之间的距离为d(d<
<
D),入射光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是____Dλ/(dn)________.
31、3690
波长为λ的平行单色光垂直地照射到劈形膜上,劈形膜的折射率为n,第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是___3λ/(2n)______.
32、3511
用波长为λ的单色光垂直照射到空气劈形膜上,从反射光中观察干涉条纹,距顶点为L处是暗条纹.使劈尖角θ连续变大,直到该点处再次出现暗条纹为止.劈尖角的改变量∆θ是____λ/(2L)______.
33、3378
光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最大光强是____4I0__.
34、3712
在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为d的透明薄片.插入这块薄片使这条光路的光程改变了___2(n–1)d__.
35、3201
若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm过程中,观察到干涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为___539.1____nm.(1nm=10-9m)
36、3203
用迈克耳孙干涉仪测微小的位移.若入射光波波长λ=628.9nm,当动臂反射镜移动时,干涉条纹移动了2048条,反射镜移动的距离d=__0.644mm_.
37、0461
波长为600nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60mm的单缝上,缝后有一焦距
=60cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样.则:
中央明纹的宽度为__1.2mm__,两个第三级暗纹之间的距离为__3.6mm__.(1nm=10﹣9m)
38、3207
在单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为______6_____个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是____第一级明(只填“明”也可以)___纹.
39、0464
He-Ne激光器发出λ=632.8nm(1nm=10-9m)的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10cm,则单缝的宽度a=___7.6×
10-2mm__.
40、3209
波长为λ的单色光垂直入射在缝宽a=4λ的单缝上.对应于衍射角=30°
,单缝处的波面可划分为______4_____个半波带.
41、3633
将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上,若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ,则缝的宽度等于_____λ/sinθ_____.
42、3217
一束单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹.若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第_____一____级和第____三_____级谱线.
43、3731
波长为λ=550nm(1nm=109m)的单色光垂直入射于光栅常数d=2×
10-4cm的平面衍射光栅上,可能观察到光谱线的最高级次为第__________3______级.
44、3638
波长为500nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射到光栅常数为1.0×
10-4cm的平面衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角=____30°
____.
45、5655
若光栅的光栅常数d、缝宽a和入射光波长λ都保持不变,而使其缝数N增加,则光栅光谱的同级光谱线将变得________更窄更亮_________.
46、5660
如图,P1、P2为偏振化方向间夹角为α的两个偏振片.光强为I0的平行自然光垂直入射到P1表面上,则通过P2的光强I=___
___.若在P1、P2之间插入第三个偏振片P3,则通过P2的光强发生了变化.实验发现,以光线为轴旋转P2,使其偏振化方向旋转一角度θ后,发生消光现象,从而可以推算出P3的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角=___α+θ-
π(或α+θ-90°
)__.(假设题中所涉及的角均为锐角,且设<
α).
47、5235
如果从一池静水(n=1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的,那么太阳的仰角(见图)大致等于____37°
___.在这反射光中的
矢量的方向应__垂直于入射面__.
48、3240
某一块火石玻璃的折射率是1.65,现将这块玻璃浸没在水中(n=1.33)。
欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的,则光由水射向玻璃的入射角应为____51.1°
______.
49、3238
如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上,发生反射和折射.已知反射光是完全偏振光,那么折射角r的值为____
π/2-arctg(n2/n1)__.
50、3808
光的干涉和衍射现象反映了光的____波动__性质.光的偏振现像说明光波是____横_____波.
三、计算题
51、3651
薄钢片上有两条紧靠的平行细缝,用波长λ=546.1nm(1nm=10-9m)的平面光波正入射到钢片上.屏幕距双缝的距离为D=2.00m,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为x=12.0mm.
(1)求两缝间的距离.
(2)从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹,共经过多大距离?
(3)如果使光波斜入射到钢片上,条纹间距将如何改变?
52、3613
在图示的双缝干涉实验中,若用薄玻璃片(折射率n1=1.4)覆盖缝S1,用同样厚度的玻璃片(但折射率n2=1.7)覆盖缝S2,将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹.设单色光波长λ=480nm(1nm=109m),求玻璃片的厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片).
53、3659
图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R=400cm.用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30cm.
(1)求入射光的波长.
(2)设图中OA=1.00cm,求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目。
54、3660
用波长为500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.
(1)求此空气劈形膜的劈尖角θ;
(2)改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹还是暗条纹?
(3)在第
(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹?
几条暗纹?
55、3628
用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50μm的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400nm~760nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强?
(1nm=10-9m)
56、3348
折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角θ很小).用波长λ=600nm(1nm=10-9m)的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹.假如在劈形膜内充满n=1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小∆l=0.5mm,那么劈尖角θ应是多少?
57、3221
一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,λ1=440nm,λ2=660nm(1nm=10-9m).实验发现,两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角=60°
的方向上.求此光栅的光栅常数d.
58、3737
氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上,在衍射角=41°
的方向上看到λ1=656.2nm和λ2=410.1nm(1nm=10-9μ)的谱线相重合,求光栅常数最小是多少?
59、0470
用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱.已知红谱线波长R在0.63─0.76m范围内,蓝谱线波长λB在0.43─0.49m范围内.当光垂直入射到光栅时,发现在衍射角为24.46°
处,红蓝两谱线同时出现.
(1)在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现?
(2)在什么角度下只有红谱线出现?
60、5662
钠黄光中包含两个相近的波长λ1=589.0nm和λ2=589.6nm.用平行的钠黄光垂直入射在每毫米有600条缝的光栅上,会聚透镜的焦距f=1.00m.求在屏幕上形成的第2级光谱中上述两波长λ1和λ2的光谱之间的间隔∆l.(1nm=10-9m)
61、5536
设光栅平面和透镜都与屏幕平行,在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线,用它来观察钠黄光(=589nm)的光谱线.
(1)当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级次km是多少?
(2)当光线以30°
的入射角(入射线与光栅平面的法线的夹角)斜入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级次
是多少?
(1nm=109m)
62、3530
一衍射光栅,每厘米200条透光缝,每条透光缝宽为a=2×
10-3cm,在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜,现以λ=600nm(1nm=10-9m)的单色平行光垂直照射光栅,求:
(1)透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少?
(2)在该宽度内,有几个光栅衍射主极大?
63、3766
将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为
,一束光强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°
角.
(1)求透过每个偏振片后的光束强度;
(2)若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.
64、3767
一束光强为I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P1、P2、P3上,已知P1与P3的偏振化方相互垂直.
(1)求P2与P3的偏振化方向之间夹角为多大时,穿过第三个偏振片的透射光强为I0/8;
(2)若以入射光方向为轴转动P2,当P2转过多大角度时,穿过第三个偏振片的透射光强由原来的I0/8单调减小到I0/16?
此时P2、P1的偏振化方向之间的夹角多大?
65、3779
两偏振片P1、P2叠在一起.强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.测得穿过P1后的透射光强为入射光强的1/2;
相继穿过P1、P2之后透射光强为入射光强的1/4.若忽略P1、P2对各自可透过的分量的反射和吸收,将它们看作理想的偏振片.试问:
(1)入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向间夹角θ为多大?
(2)P1、P2的偏振化方向之间的夹角a为多大?
(3)测量结果仍如前,但考虑到每个偏振片实际上对可透分量的光有10%的吸收率,试再求夹角θ、α.
答案
1、A2、C3、C4、C5、C6、B7、B8、B9、B
10、D11、C12、B13、B14、C15、D16、D17、B18、B
19、A20、A21、B22、B23、C24、D25、C
2π(n1)e/λ;
4×
103
3e+
[(4ne/λ)–1]π或[(4ne/λ)+1)π
(1)使两缝间距变小.;
(2)使屏与双缝之间的距离变大.
Dλ/(dn)
3λ/(2n)
λ/(2L)
4I0
2(n–1)d
539.1
0.644mm
1.2mm;
3.6mm
6;
第一级明(只填“明”也可以)
7.6×
10-2mm
4
λ/sinθ
一;
三
3
30°
更窄更亮
;
α+θ-
)
37°
;
垂直于入射面
51.1°
π/2-arctg(n2/n1)
波动;
横
解:
(1)x=2kDλ/d
d=2kDλ/∆x
此处k=5
∴d=10Dλ/∆x=0.910mm
(2)共经过20个条纹间距,即经过的距离
l=20Dλ/d=24mm
(3)不变
原来,δ=r2-r1=0
覆盖玻璃后,δ=(r2+n2d–d)-(r1+n1d-d)=5λ
∴(n2-n1)d=5λ
=8.0×
10-6m
(1)明环半径
=5×
10-5cm(或500nm)
(2)(2k-1)=2r2/(Rλ)
对于r=1.00cm,k=r2/(Rλ)+0.5=50.5
故在OA范围内可观察到的明
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