簡明物理習(xí)題詳解

1、.習(xí)題1010.1選擇題（1）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是 (A) 使屏靠近雙縫 (B) 使兩縫的間距變小 (C) 把兩個(gè)縫的寬度稍微調(diào)窄(D) 改用波長較小的單色光源答案：C（2）兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，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)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的 (A) 間隔變小，并向棱邊方向平移 (B) 間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移 (C) 間隔不變，向棱邊方向平移(D) 間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移答案：A（3）一束波長為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)

2、，則薄膜最小的厚度為 (A) l / 4 (B) l / (4n)(C) l / 2 (D) l / (2n)答案：B（4）在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n，厚度為d的透明薄片，放入后，這條光路的光程改變了 (A) 2 ( n-1 ) d (B) 2nd (C) 2 ( n-1 ) d+l / 2 (D) nd(E) ( n-1 ) d 答案：A （5）在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n 的透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光的光程差的改變量為一個(gè)波長l，則薄膜的厚度是 (A) l / 2 (B) l / (2n)(C) l / n (D) l / 2(n-1)答案：D（6）在

3、夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，對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，各級衍射條紋 (A) 對應(yīng)的衍射角變小 (B) 對應(yīng)的衍射角變大 (C) 對應(yīng)的衍射角也不變 (D) 光強(qiáng)也不變答案：B（7）波長l=500 nm (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，則凸透鏡的焦距是 (A)2m. (B)1m. (C)0.5m. (D)0.2m. (E)0.1m 答案：B（8）波長為l的單色光垂直入射于光

4、柵常數(shù)為d、縫寬為a、總縫數(shù)為N的光柵上取k=0，1，2，則決定出現(xiàn)主極大的衍射角q 的公式可寫成 (A) N a sinq=kl (B) a sinq=kl(C) N d sinq=kl (D) d sinq=kl答案：D（9）在光柵光譜中，假如所有偶數(shù)級次的主極大都恰好在單縫衍射的暗紋方向上，因而實(shí)際上不出現(xiàn)，那么此光柵每個(gè)透光縫寬度a和相鄰兩縫間不透光部分寬度b的關(guān)系為 (A) a=0.5b (B) a=b (C) a=2b (D)a=3b答案：B（10）一束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45角，則穿過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為 (A) (B) I0 / 4

5、 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2。答案：B（11）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 (A) 在入射面內(nèi)振動(dòng)的完全線偏振光 (B) 平行于入射面的振動(dòng)占優(yōu)勢的部分偏振光 (C) 垂直于入射面振動(dòng)的完全線偏振光 (D) 垂直于入射面的振動(dòng)占優(yōu)勢的部分偏振光答案：C （12）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的反射光是 (A)自然光。(B)線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面。(C)線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面。(D)部分偏振光。答案：B10.2 填空題（1） 10.3 某單色光從空氣射入水中，其頻率 ，波速

6、 ，波長 。（填變大，變小，或不變）答案：不變，變小，變?。?）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所用單色光波長為l562.5 nm (1nm10-9 m)，雙縫與觀察屏的距離D1.2 m，若測得屏上相鄰明條紋間距為Dx1.5 mm，則雙縫的間距d_答案：0.45mm（3）波長l600 nm的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝置上，第二個(gè)明環(huán)與第五個(gè)明環(huán)所對應(yīng)的空氣膜厚度之差為_nm(1 nm=10-9 m)答案：900nm （4）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)不變，全部由空氣中浸入水中，則干涉條紋的間距將變 。（填疏或密）答案：變密 （5）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用一塊透明的薄云母片蓋住下面的一條縫，則屏幕上的干

7、涉條紋將向 方移動(dòng)。答案：向下 （6）由兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射若上面的平玻璃以垂直于下平玻璃的方向離開平移，則干涉條紋將向 平移，并且條紋的間距將 。答案：棱邊，保持不變 （7）將波長為l的平行單色光垂直投射于一狹縫上，若對應(yīng)于衍射圖樣的第一級暗紋位置的衍射角的絕對值為q，則縫的寬度等于_答案：（8）波長為l的單色光垂直入射在縫寬a=4 l 的單縫上對應(yīng)于衍射角j=30，單縫處的波面可劃分為_個(gè)半波帶。答案：4（9）在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)縫寬變窄，則衍射條紋變 ；當(dāng)入射波長變長時(shí)，則衍射條紋變 。（填疏或密）答案：變疏，變疏（10）在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)

8、驗(yàn)中，如果把單縫沿透鏡光軸方向平移時(shí)，衍射圖樣 移動(dòng)；若把單縫沿垂直于光軸方向平移時(shí)，衍射圖樣 移動(dòng)。（填向上，向下，或不會）。答案：不會；不會（11）在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，設(shè)第一級暗紋的衍射角很小，若鈉黃光（l1=589nm）中央明條紋為4.0nm，則l2=442nm（1nm=10-9m）的藍(lán)紫色光的中央明紋寬度為 nm。答案：3.0nm（12）馬呂斯定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為I = I0 cos2 a式中I為通過檢偏器的透射光的強(qiáng)度；I0為入射_的強(qiáng)度；a為入射光_方向和檢偏器_方向之間的夾角。答案：線偏振光（或完全偏振光，或平面偏振光），光（矢量）振動(dòng)，偏振化（13）當(dāng)一束自然光以布儒斯特角

9、入射到兩種媒質(zhì)的分界面上時(shí)，就偏振狀態(tài)來說反射光為_光，其振動(dòng)方向_于入射面。答案：完全偏振光（或線偏振光），垂直；（14）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30o時(shí)，反射光是完全偏振光，則此玻璃板的折射率等于 。答案：（15）光的干涉和衍射現(xiàn)象反映了光的_性質(zhì)光的偏振現(xiàn)像說明光波是_波。答案：波動(dòng)，橫波；10.3 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距=0.20mm，縫屏間距1.0m，試求：(1) 若第二級明條紋離屏中心的距離為6.0mm，計(jì)算此單色光的波長；(2) 相鄰兩明條紋間的距離 解: (1)由知， (2) 10.4 在雙縫裝置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆蓋

10、其中的一條縫，結(jié)果使屏幕上的第七級明條紋恰好移到屏幕中央原零級明紋的位置若入射光的波長為5500，求此云母片的厚度解: 設(shè)云母片厚度為，則由云母片引起的光程差為按題意 10.5 在折射率=1.52的鏡頭表面涂有一層折射率=1.38的Mg增透膜，如果此膜適用于波長=5500 的光，問膜的厚度應(yīng)取何值?解: 設(shè)光垂直入射增透膜，欲透射增強(qiáng)，則膜上、下兩表面反射光應(yīng)滿足干涉相消條件，即 令，得膜的最薄厚度為當(dāng)為其他整數(shù)倍時(shí)，也都滿足要求10.6 如題10.6圖，波長為6800的平行光垂直照射到0.12m長的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被直徑=0.048mm的細(xì)鋼絲隔開求：(1) 兩玻璃

11、片間的夾角?(2) 相鄰兩明條紋間空氣膜的厚度差是多少?(3) 相鄰兩暗條紋的間距是多少?(4) 在這0.12 m內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋?題10.6圖 解: (1)由圖知，即故 (弧度)(2)相鄰兩明條紋空氣膜厚度差為 (3)相鄰兩暗紋間距 (4)條10.7 用5000的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面，從反射光中觀察，劈尖的棱邊是暗紋若劈尖上面媒質(zhì)的折射率大于薄膜的折射率(=1.5)求：(1)膜下面媒質(zhì)的折射率與的大小關(guān)系；(2)第10條暗紋處薄膜的厚度；(3)使膜的下表面向下平移一微小距離，干涉條紋有什么變化?若=2.0 m，原來的第10條暗紋處將被哪級暗紋占據(jù)?解: (1) 因?yàn)榕獾睦膺吺前?/p>

12、紋，對應(yīng)光程差，膜厚處，有，只能是下面媒質(zhì)的反射光有半波損失才合題意；(2) (因個(gè)條紋只有個(gè)條紋間距)(3)膜的下表面向下平移，各級條紋向棱邊方向移動(dòng)若m，原來第條暗紋處現(xiàn)對應(yīng)的膜厚為現(xiàn)被第級暗紋占據(jù)10.8 (1)若用波長不同的光觀察牛頓環(huán)，6000，4500，觀察到用時(shí)的第k個(gè)暗環(huán)與用時(shí)的第k+1個(gè)暗環(huán)重合，已知透鏡的曲率半徑是190cm求用時(shí)第k個(gè)暗環(huán)的半徑(2)又如在牛頓環(huán)中用波長為5000的第5個(gè)明環(huán)與用波長為的第6個(gè)明環(huán)重合，求未知波長解: (1)由牛頓環(huán)暗環(huán)公式據(jù)題意有 ，代入上式得 (2)用照射，級明環(huán)與的級明環(huán)重合，則有 10.9 當(dāng)牛頓環(huán)裝置中的透鏡與玻璃之間的空間充以液

13、體時(shí)，第十個(gè)亮環(huán)的直徑由1.4010-2m變?yōu)?.2710-2m，求液體的折射率解: 由牛頓環(huán)明環(huán)公式 兩式相除得，即 10.10 利用邁克耳遜干涉儀可測量單色光的波長當(dāng)移動(dòng)距離為0.322mm時(shí)，觀察到干涉條紋移動(dòng)數(shù)為1024條，求所用單色光的波長解: 由 得 10.11 把折射率為=1.632的玻璃片放入邁克耳遜干涉儀的一條光路中，觀察到有150條干涉條紋向一方移過若所用單色光的波長為=5000，求此玻璃片的厚度解: 設(shè)插入玻璃片厚度為，則相應(yīng)光程差變化為 10.12 試指出當(dāng)衍射光柵的光柵常數(shù)為下述三種情況時(shí)，哪些級次的衍射明條紋缺級?(1)a+b=2a;(2)a+b=3a;(3)a+b

14、=4a.解：由光柵明紋條件和單縫衍射暗紋條件同時(shí)滿足時(shí)，出現(xiàn)缺級即可知，當(dāng)時(shí)明紋缺級(1)時(shí)，偶數(shù)級缺級；(2)時(shí)，級次缺級；(3)，級次缺級10.13 一單色平行光垂直照射一單縫，若其第三級明條紋位置正好與6000的單色平行光的第二級明條紋位置重合，求前一種單色光的波長解：單縫衍射的明紋公式為 當(dāng)時(shí)，時(shí)，重合時(shí)角相同，所以有得 10.14 用橙黃色的平行光垂直照射一寬為a=0.60mm的單縫，縫后凸透鏡的焦距f=40.0cm，觀察屏幕上形成的衍射條紋若屏上離中央明條紋中心1.40mm處的P點(diǎn)為一明條紋；求：(1)入射光的波長；(2)P點(diǎn)處條紋的級數(shù)；(3)從P點(diǎn)看，對該光波而言，狹縫處的波面

15、可分成幾個(gè)半波帶?解：(1)由于點(diǎn)是明紋，故有，由故當(dāng) ，得，得(2) 若，則點(diǎn)是第級明紋；若，則點(diǎn)是第級明紋(3)由可知，當(dāng)時(shí)，單縫處的波面可分成個(gè)半波帶；當(dāng)時(shí)，單縫處的波面可分成個(gè)半波帶10.15 用的鈉黃光垂直入射到每毫米有500條刻痕的光柵上，問最多能看到第幾級明條紋?解： 由知，最多見到的條紋級數(shù)對應(yīng)的,所以有，即實(shí)際見到的最高級次為.10.16 波長的單色光垂直入射到一光柵上，第二、第三級明條紋分別出現(xiàn)在與處，第四級缺級求：(1)光柵常數(shù)；(2)光柵上狹縫的寬度；(3)在90-90范圍內(nèi)，實(shí)際呈現(xiàn)的全部級數(shù)解：(1) 由式對應(yīng)于與處滿足：得 (2) 因第四級缺級，故此須同時(shí)滿足解得

16、 取，得光柵狹縫的最小寬度為(3) 由當(dāng)，對應(yīng) 因，缺級，所以在范圍內(nèi)實(shí)際呈現(xiàn)的全部級數(shù)為共條明條紋(在處看不到)10.17 一雙縫，兩縫間距為0.1mm，每縫寬為0.02mm，用波長為4800的平行單色光垂直入射雙縫，雙縫后放一焦距為50cm的透鏡試求：(1)透鏡焦平面上單縫衍射中央明條紋的寬度；(2)單縫衍射的中央明條紋包跡內(nèi)有多少條雙縫衍射明條紋?解：(1)中央明紋寬度為 (2)由缺級條件知 即缺級中央明紋的邊緣對應(yīng)，所以單縫衍射的中央明紋包跡內(nèi)有共條雙縫衍射明條紋10.18投射到起偏器的自然光強(qiáng)度為，開始時(shí)，起偏器和檢偏器的透光軸方向平行然后使檢偏器繞入射光的傳播方向轉(zhuǎn)過30，45，60，試分別求出在上述三種情況下，透過檢偏器后光的強(qiáng)度是的幾倍?解：由馬呂斯定律有所以透過檢偏器后光的強(qiáng)度分別是的,倍10.19 使自然光通過兩個(gè)偏振化方向夾角為60的偏振片時(shí)，透射光強(qiáng)為，今在這兩個(gè)偏振片之間再插入一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成30，問此時(shí)透射光與之比為多少?解：由馬呂斯定律 10.20 自然光入射到兩個(gè)重疊的偏振片上如果透射光強(qiáng)為，(1)透射光最大強(qiáng)度的三分之一，(2)入射光強(qiáng)的三分之一，