大学物理光学练习题及答案.docx

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大学物理光学练习题及答案

大学物理光学练习题及答案

光学练习题

一、选择题

11.如图所示，用厚度为d、折射率分别为n1和n2（n1＜n2）的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝,若入射光的波长为,此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据,则该介质的厚度为

[]（A）

（B）

（C）

（D）

17.如图所示，在杨氏双缝实验中,若用一片厚度为d1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住;再用一片厚度为d2的透光云母片将下面一个缝挡住,两云母片的折射率均为n,d1＞d2,干涉条纹的变化情况是

[]（A）条纹间距减小（B）条纹间距增大

（C）整个条纹向上移动（D）整个条纹向下移动

18.如图所示，在杨氏双缝实验中,若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住,干涉条纹的变化情况是

[]（A）条纹间距增大（B）整个干涉条纹将向上移动

（C）条纹间距减小（D）整个干涉条纹将向下移动

26.如图（a）所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm（1nm=10-9m）的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图（b）所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其

83.如图所示，起偏器A与检偏器B的偏振化方向相互垂直，偏振片C位于A、B中间且与A、B平行，其偏振化方向与A的偏振化方向成30°夹角.当强度为I的自然光垂直射向A片时，最后的出射光强为

[]（A）0（B）

（C）

（D）以上答案都不对

84.如图所示，一束光强为I0的自然光相继通过三块偏振片P1、P2、P3后，其出射光的强度为

．已知P1和P3的偏振化方向相互垂直．若以入射光线为轴转动P2,问至少要转过多少角度才能出射光的光强度为零?

[]（A）30°（B）45°（C）60°（D）90°

86.两偏振片堆叠在一起，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时,投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

1.在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气和在玻璃中[]

（A）传播的路程相等，走过的光程相等

（B）传播的路程相等，走过的光程不相等

（C）传播的路程不相等，走过的光程相等

（D）传播的路程不相等，走过的光程不相

2.真空中波长为的单色光,在折射率为n的均匀透明介质中从a点沿某一路径传到b点．若a、b两点的相位差为

，则此路径的长度为[]

（A）

（B）

（C）

（D）

3.相干光波的条件是振动频率相同、相位相同或相位差恒定以及[]

（A）传播方向相同（B）振幅相同

（C）振动方向相同（D）位置相同

4.如图所示，有两个几何形状完全相同的劈形膜：

一个由空气中的玻璃形成玻璃劈形膜;一个由玻璃中的空气形成空劈形膜．当用相同的单色光分别垂直照射它们时,从入射光方向观察到干涉条纹间距较大的是[]

（A）玻璃劈形膜（B）空气劈形膜

（C）两劈形膜干涉条纹间距相同（D）已知条件不够,难以判定

5.用波长可以连续改变的单色光垂直照射一劈形膜,如果波长逐渐变小,干涉条纹的变化情况为[]

（A）明纹间距逐渐减小,并背离劈棱移动

（B）明纹间距逐渐变小,并向劈棱移动

（C）明纹间距逐渐变大,并向劈棱移动

（D）明纹间距逐渐变大,并背向劈棱移动

6.牛顿环实验中,透射光的干涉情况是[]

（A）中心暗斑,条纹为内密外疏的同心圆环

（B）中心暗斑,条纹为内疏外密的同心圆环

（C）中心亮斑,条纹为内密外疏的同心圆环

（D）中心亮斑,条纹为内疏外密的同心圆环

7.若用波长为的单色光照射迈克耳孙干涉仪,并在迈克耳孙干涉仪的一条光路中放入一厚度为l、折射率为n的透明薄片,则可观察到某处的干涉条纹移动的条数为[]

（A）

（B）

（C）

（D）

8.如图12-1-44所示，波长为的单色光垂直入射在缝宽为a的单缝上,缝后紧靠着焦距为f的薄凸透镜,屏置于透镜的焦平面上,若整个实验装置浸入折射率为n的液体中,则在屏上出现的中央明纹宽度为[]

（A）

（B）

（C）

（D）

9.在一光栅衍射实验中，若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多,则在入射光波长一定的情况下,光栅的[]

（A）光栅常数越小（B）衍射图样中亮纹亮度越小

（C）衍射图样中亮纹间距越小（D）同级亮纹的衍射角越小

10.一束平行光垂直入射在一衍射光栅上,当光栅常数

为下列哪种情况时（a为每条缝的宽度,b为不透光部分宽度）,k=3,6,9,…等级次的主极大均不出现．[]

（A）

（B）

（C）

（D）

11.自然光以

的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则[]

（A）折射光为线偏振光，折射角为

（B）折射光为部分线偏振光，折射角为

（C）折射光为线偏振光，折射角不能确定

（D）折射光为部分线偏振光，折射角不能确定

12.关于光的干涉，下面说法中唯一正确的是[]

（A）在杨氏双缝干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为

（B）在劈形膜的等厚干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为

（C）当空气劈形膜的下表面往下平移

时,劈形膜上下表面两束反射光的光程差将增加

（D）牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉

二、填空题

1.如图12-2-1所示，折射率为

、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为

和

，已知

，若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下表面反射的光束（用①与②示意）的光程差是

2.真空中波长=400nm的紫光在折射率为n=1.5的介质中从A点传到B点时,光振动的相位改变了5,该光从A到B所走的光程为．

4.如图所示，在双缝干涉实验中SS1=SS2，用波长为λ的光照射双缝S1和S2，通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹．已知P点处为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差为____________．若将整个装置放于某种透明液体中，P点为第四级明条纹，则该液体的折射率n＝____________．

5.两条狭缝相距2mm,离屏300cm,用600nm的光照射时,干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm.

6.将一块很薄的云母片（n=1.58）覆盖在杨氏双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的中央明纹中心被原来的第7级明纹中心占据．如果入射光的波长λ=550nm,则该云母片的厚度为___________．

9.如图所示，在玻璃（折射率n3=1.60）表面镀一层MgF2（折射n2=1.38）薄膜作为增透膜．为了使波长为500nm的光从空气（折射率n1=1.00）正入射时尽可能减少反射，MgF2膜的最小厚度应是．

10.用白光垂直照射厚度e=350nm的薄膜，若膜的折射率n2=1.4,薄膜上面的介质折射率为n1，薄膜下面的介质折射率为n3，且n1

14.波长为

的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为n，第二级明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是_____________．

15.两玻璃片中夹满水（水的折射率

）形成一劈形膜,用波长为

的单色光垂直照射其上,若要使某一条纹从明变为暗,则需将上面一片玻璃向上平移．

22.若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为．

23.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明介质薄片，放入后，这条光路的光程改变了．

25.如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为

的方位上，所用的单色光波长为

，则单缝宽度为．

26.一束平行光束垂直照射宽度为1.0mm的单缝上，在缝后放一焦距为2.0mm的汇聚透镜．已知位于透镜焦平面处的中央明纹的宽度为2.0mm，则入射光波长约为．

29用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第三个暗条纹中心相对应的半波带的数目是__________．

30.平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上P点处为第三级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___________个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P点处将是_________级________纹．

36.一衍射光栅,狭缝宽为a,缝间不透明部分宽为b．当波长为600nm的光垂直照射时,在某一衍射角ϕ处出现第二级主极大．若换为400nm的光垂直入射时,则在上述衍射角ϕ处出现缺级,b至少是a的倍．

38.已知衍射光栅主极大公式（a＋b）sinϕ＝±kλ，k＝0,1,2,…．在k＝2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差∆＝_____________．

40.当自然光以58︒角从空气射入到玻璃板表面上时,若反射光为线偏振光,则透射光的折射角为_________．

41.一束自然光入射到空气和玻璃的分界面上,当入射角为60︒时反射光为完全偏振光,则此玻璃的折射率为_________．

44.一束由自然光和线偏振光组成的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射光束轴旋转偏振片，测得透射光强度的最大值是最小值的7倍；那么入射光束自然光和线偏振光的光强比为_____________．

三、计算题

8.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?

13.图12-3-13所示为一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好与平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是R＝400cm．用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．

18.在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长

和

，并垂直入射于单缝上．假如

的第一级衍射极小与

的第二级衍射极小相重合，试问：

（1）这两种波长之间有何关系?

（2）在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其它极小相重合?

19.某种单色平行光垂直地入射在一单缝上,单缝的宽度a=0.15mm．缝后放一个焦距f=400mm的凸透镜，在透镜的焦平面上，测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8.0mm，求入射光的波长．

30.一衍射光栅，每厘米有200条透光缝，每条透光缝宽为a=2⨯10-3cm，在光栅后方一焦距f=1m的凸透镜．现以

的单色平行光垂直照射光柵，求：

（1）透光缝a的单缝衍射中央明区条纹宽度；

（2）在透光缝a的单缝衍射中央明纹区内主极大条数.

31.波长λ=600nm的单色光垂直入射到一光柵上，测得第二级主级大的衍射角为30o，且第三