大学物理光学习题.docx
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大学物理光学习题
光学:
1.等厚薄膜干涉中,当反射光干涉增强时必有透射光干涉减弱;…..()
2.单缝衍射中,如以白光入射,则在中央明纹两侧由里到外依次为由红到紫。
………………………………………………………………………….….()
3.可以采取减小双缝间距的办法增大双缝干涉条纹的间距。
()
4.两束光产生相干叠加的条件相位差相同,频率相同,振动方向相同。
()
5、增大天文望远镜物镜的孔径主要是为了有效地提高其成像的放大率。
()
6、自然光射入各向异性晶体时一定会发生双折射现象。
()
7、从水面、柏油路面等反射的光通常都是部分偏振光。
()
8、在夫琅和费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹对应的衍射角变大。
()
9.在单缝衍射中,将透镜沿垂直于透镜光轴稍微向上移动时,则观察屏上的衍射图样会移动。
()
10.若以相位的变化相同为条件,光在折射率为n的介质中传播L距离,相当于光在真空中传播的距离为nL。
()
2.为了使双缝干涉的条纹间距变大,可以采取的方法是[]
A.使屏靠近双缝;C.使两缝的间距变小;
C.使两缝的宽度稍微变小;D.改用波长较小的单色光源。
3.一束平行的自然光以60度的入射角由空气入射到平行玻璃表面上,反射光成为完全线偏振光,则知[]
A折射光的折射角为30度,玻璃的折射率为1.73
B折射光的折射角为60度,玻璃的折射率为1.73
C折射光的折射角为30度,玻璃的折射率为1.50
D折射光的折射角为60度,玻璃的折射率为1.50
4.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30°,则缝宽的大小为[]
5.一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.1/2B.1/5
C.1/3D.2/3
6、在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为
的单色光垂直入射在宽度为
的单缝上,对应于衍射角为30O的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为
A.2个;B.4个;C.6个;D.8个
8、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.改用波长较小的单色光;
C.把缝的宽度稍微调小些;
D.使两缝间距变小。
9、光的偏振现象证实了()
A.光具有波粒二象性;B.光是电磁波;
C.光是横波;D.光是纵波。
10、波长为
的光垂直照射到每
有600条刻痕的光栅上,则最多能观察到的衍射光谱的级数是()
A.2级B.3级C.4级D.5级
11、在真空中波长为
的单色光,在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传到B,若A、B两点相位差为
,则沿此路径AB的光程差为()
A.
B.
C.
D.
12.增大劈尖的楔角,则条纹移动的方向和条纹间距………………………()
A远离棱边,条纹间距变小;B靠向棱边,条纹间距变小;
C远离棱边,条纹间距变大;D靠向棱边,条纹间距变大。
13.某元素特征光谱中含有波长分别为l1=450nm和l2=750nm的光谱线。
在光栅光谱中,这两种谱线有重叠现象,重叠处l2谱线的级数将是……()
A.3,6,9,12…..B.2,5,8,11….C.2,4,6,8…..D.2,3,4,5…...
14、将波长为λ的平行单色光垂直投射于a=800nm的单缝上,若对应于衍射图样的第一级暗纹的衍射角φ=π/4,那么所用光的波长为( )
(A)700nm(B)750nm(C)566nm(D)555nm
15、自然光以600的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则知折射光为:
( )
(A) 完全偏振光且折射角是300;
(B) 部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为
的介质时,折射角是300;
(C) 部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角;
(D) 部分偏振光且折射角是300。
16、如右图所示,一厚度为e光学薄膜的折射率为n2,
其上方空间介质的折射率为n1,其下方空间介
质的折射率为n3,则()
(A)若n1<n2<n3,满足
条件的反射光增强;
(B)若n1>n2>n3,满足
条件的反射光消失;
(C)若n1>n2<n3,满足
条件的反射光增强;
(D)若n1<n2>n3,满足
条件的反射光增强;
17、两偏振片位置互相平行,偏振化方向夹角为30o,一束光强为I0的自然光相继垂直通过两个偏振片,则透射光的光强为:
()
A.
;B.
;C.
;D.
18、如右图所示,两列波长为
的相干波在P点相遇,S1点的初位相是1,S1到P点的距离是r1,S2点的初位相是2,S2到P点的距离是r2,以k代表零或正、负整数,则P点是干涉极大的条件为:
19.以下两种方法都可以提高光学仪器分辨率的是()
A.减小物镜孔径,减小入射波长
B.增大物镜孔径,增大入射波长
C.减小物镜孔径,增大入射波长
D.增大物镜孔径,减小入射波长
20.以下干涉实验属于分波振面干涉的是()
A.增透膜B.劈尖干涉C.洛埃镜D.牛顿环
21.以下三个图是双缝干涉(标记为1)、单缝衍射(标记为2)、光栅衍射
(标记为3)的条纹图样,则从左到右依次为()
A.321B.123
C.312D.其它
22.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30°,则缝宽的大小为()
23、在单缝的夫琅禾费衍射实验中,波长为
的单色光垂直入射在宽度为
的单缝上,则对应于衍射角
的方向,单缝处波面可分成的半波带数目为
A.2个;B.4个;C.6个;D.8个。
24、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。
25、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。
26.当入射光在各向同性介质界面上以布儒斯特角入射时()
A.入射光线和折射光线互相垂直;
B.入射光线、反射光线和折射光线互相垂直;
C.反射光是线偏振光,折射光是部分偏振光;
D.反向光和折射光都是部分偏振光;
27、下列哪种措施不能提高光学仪器的分辨率()
A.增大孔径;B.减小入射光波长;C.增大透镜焦距;D.物空间充满介质
1、薄膜干涉在实际中意义最大的是等倾干涉和等厚干涉。
其中牛顿环是干涉的结果,迈克尔逊干涉仪所形成的同心圆环是干涉的结果。
2、光的干涉和现象说明光的波动性质;光的现象说明光是横波。
3、提高光学仪器分辨率的两个途径:
仪器的孔径,入射光的波长(填增大或减小)。
4.氏双缝干涉中,如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为n,厚为d的介质,则光程差的变化是;
5两偏振片夹角为30º,一束光强为I0的自然光相继通过两个偏振片,则透射光的光强是;
6.氏双缝干涉中,如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为n,厚为d的介质,则光程差的变化是;
7相干波的条件是、、。
8能够说明光为横波的光学实验现象为光的现象。
9在氏双缝干涉实验中,将一折射率为n、厚度为d的透明薄片放入其中一条光线的传播路径上,则两条光线光程差的变化量为;若将该透明薄片放入迈克尔逊干涉仪的一条光路中,这条光路的光程改变量为。
10克尔逊干涉仪的反射镜M2移动
时,看到条纹移过的数目为909个,设光垂直入射到两平面镜上,则两束光的光程差变化了,入射光的波长为。
11束自然光从空气中入射到折射率为
的平板玻璃上,这时反射光为完全偏振光,则入射角
的值为,反射光线与折射光线之间的夹角为。
12两个偏振片叠放在一起,其偏振化方向之间的夹角为
,以光强为
的自然光照射,设无吸收损失,则穿过第一个偏振片的出射光强为,穿过第二个偏振片的出射光强为。
13.牛顿环装置中的平板玻璃向下平移,则干涉图样中所有圆环将
(填“收缩”、“扩”或“不变”),对同一级暗环,其半径将(填“变大”、“不变”或“变小”)
14.光学仪器分辨率的两种途径:
_________________和______
15波长为500nm单色光垂直入射到光栅常数为
的衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角为。
16.得相干光的方法是分波面法和分振幅法,氏双缝干涉属于__________法,而薄膜干涉属于____________法。
17.自然光在空气中以某一入射角入射到平板玻璃上,这时反射光为完全偏振光。
若折射光的折射角为30o,则太的入射角为,该玻璃的折射率为。
18.然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1),当折射角为
时,反射光是完全偏振光,则此玻璃板的折射率等于。
19.是自然光和偏振光的混合光,让它们垂直通过一偏振片,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和线偏振光的光强比值为。
20.550nm的单色光垂直入射到光栅常数为a+b=2×10-4cm的平面透射光栅上,可观察到谱线的最高级次为第级;共有条主极大亮纹。
21.缝干涉实验从空气移入水面之下进行,则干涉条纹间的距离将。
(填变大、变小或不变)
22.为的单色光垂直入射到折射率为n厚度为e的薄膜上,薄膜放在空气中,则薄膜两表面反射(不考虑多次反射)的光线其光程差为________.
23.行单色光垂直入射在缝宽为0.1mm的单缝上,缝后有焦距为800mm的凸透镜,在其焦平面上放置观察屏幕.现测得屏幕上中央明条纹宽度为8mm,则入射光的波长为________nm.
24.束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上.以光的传播方向为轴旋转偏振片时,发现透射光强的最大值为最小值的3倍,则入射光中自然光强与线偏振光强之比为________.
25.空气射向某介质时的布儒斯特角是600,则此介质的折射率为______.
26.衍射的光强分布由和共同决定。
1用波长为
的单色光垂直照射宽度
的单缝,缝后凸透镜的焦距
。
衍射屏幕上离中心点O的距离为
的P点恰为一明纹的中心。
求:
(1)该入射光的波长和P点处明纹的级次;
(2)该明纹相应单缝处的波振面被划分为多少个半波带。
2如图所示的是集成光学中的楔形薄膜,它由沉积在玻璃衬底上的氧化钽构成,其楔形端从A到B厚度逐渐减小为零。
为了测量薄膜的厚度d,以波长为
的激光垂直照射,观察到薄膜楔形端(AB段)共出现11条暗纹,且A处对应于一暗纹。
已知氧化钽对
激光的折射率为
,
试求氧化钽薄膜的厚度d。
3在半导体生产中需要测量物质A上SiO2薄膜的厚度,将此薄膜磨成劈尖。
已知SiO2的折射率为1.5,物质A的折射率为1.3,用波长633nm的光垂直照射,观察整个斜面上刚好有9条暗纹和9条明纹,求SiO2薄膜的厚度。
4单缝宽a=0.5mm,透镜焦距f=100cm,如单色平行光垂直照射单缝,则在屏上形成衍射条纹;若在离屏上中央明条纹中心距离为1.5mm处的P点为一亮纹,求:
(1)入射光的波长;
(2)P点条纹的级数;
(3)狭缝处的波面可分为几个半波带;
(4)中央明条纹的线宽度。
5.所学的光学知识,请举出二种测量未知光线波长的方法,并简述其基本原理。
(此题10分)
6.缝的宽度为a=1.0×10-4m,透镜焦距为0.5m,有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处,现用760nm的平行单色光垂直照射,在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。
(本题10分)
求:
(1)中央明纹的宽度;
(2)第三级暗纹中心的位置。
7如图,在眼镜表面镀上一层MgF2薄膜作为增透膜。
为了使垂直入射的波长为500nm的光尽可能减少反射,试计算MgF2薄膜的最小厚度。
已知空气、玻璃、MgF2的折射率分别为
。
(本题10分)
8在双缝实验中,入射光波长为500nm,双缝距观察屏为1米,双缝之间距离为0.25mm.用折射率n=1.5的很薄的玻璃片覆盖在双缝实验中的一条缝上,这时屏上的第0级亮条纹刚好移动了1cm.求玻璃片的厚度.
9用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠谱线(波长589nm),问平行光在垂直入射时,最多能看见哪几级谱线?
共看到几条谱线?
(不考虑缺级)(本题8分)
10如图4,在眼镜表面镀上一层MgF2薄膜作为增透膜。
为了使垂直入射的波长为500nm的光尽可能减少反射,试计算MgF2薄膜的最小厚度。
已知空气、玻璃、MgF2的折射率分别为
。
(本题8分)
11油轮漏出的油(n1=1.20)污染了某海域,在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污。
油层厚度为e=460nm,试问在可见光围(=400~760nm):
(1)飞行员从上往下观察哪些波长的光增强?
(2)潜水员从下往上观察哪些波长的光增强?
12自然光通过两个偏振化方向成
的偏振片,透射光强为
,今在这两个偏振片中间再插入另一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成
,则透射光强为多少?
13光垂直照射在空气中厚度为0.4μm的玻璃片上,玻璃的折射率为1.50,在可见光围求:
(1)哪些波长的光在反射中增强;
(2)哪些波长的光在透射中增强;
14缝的宽度为a=1.0×10-4m,透镜焦距为0.5m,有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处,现用760nm的平行单色光垂直照射,在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。
求:
(1)中央明纹的宽度;
(2)第三级暗纹距中央的距离。
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