光學(xué)課程作業(yè)講解

1、練習(xí)36雙縫干涉班級 姓名 學(xué)號一、選擇題1 把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距為 d，雙縫到屏的距離為 D( Dd)，所用單色光在真空中波長為入，則屏上干涉條紋兩相鄰明紋之間的距離為：()/ 人、?lDnDhdXD(A) ( B)( C)( D)-nddnD2nd2雙縫間距為2 mm,雙縫與幕相距300 cm。用波長為6000?的光照射時(shí)，幕上干涉條紋的相鄰兩 條紋距離(單位為mm )是()(A) 4.5( B) 0.9( C) 3.12( D) 4.15( E) 5.183在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中， 初級單色光源 S到兩縫 現(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的 S位置，則(A )中央明條紋

2、也向下移動(dòng)，且條紋間距不變。(B) 中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變。(C) 中央明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大。(D) 中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大。S S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中 O處。、填空題1 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若使兩縫之間的距離增大，則屏幕上干涉條紋間距，若使單色光波長減少，則干涉條紋間距 。2如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中S=SS2用波長為入的光照射雙縫S,和S2，通過空氣后在屏幕E上形成干涉條紋。已知P點(diǎn)處為第三級明條紋， 則S和S2到P點(diǎn)的光程差為 。若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級明條紋，則該液體的折射率n=。3 在楊氏干涉裝置中，雙縫至幕的垂

3、直距離為2.00 m,測得第10級干涉亮紋到零級亮紋間的距離為3.44 cm，雙縫間距為 0.342 mm，那么入射單色光的波長為 ?。二、計(jì)算題1. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，D=2 m，若用波長入=5500?的單色光垂直入射，在屏幕上距中心O點(diǎn)22 mm處可觀察到第4級明紋，求：（1）雙縫間距。（2）若光源包含 1 =4500 ?和2=6000 ?兩種單色光，問這兩種光的亮紋第一次重合出現(xiàn)在屏幕上什么位置？（3） 若在屏幕上距 O點(diǎn)3 mm處開一與雙縫平行的狹縫S3，用白光（4000?-7000 ?）垂直照射雙縫，求透過縫S3的光譜中所有亮條紋的波長。(D) n2t2 - n1t1(D) 2 二n

4、 2e/ -n二、填空題1 .用波長為入的單色光垂直照射置于空氣中的厚度為 光程差S =。1.波長為入的單色光垂直照射如圖所示的 透明薄膜。膜厚度為 e,兩束反射光的光程差e的折射率為1.5的透明薄膜，兩束反射光的町口 L丄7妒皿練習(xí)37薄膜干涉班級 姓名 學(xué)號一、選擇題1 在玻璃（折射率na -1.60）表面鍍一層 MgF2 （折射率=1.38）薄膜作為增透膜。為了使波長為5000?的光從空氣（m =1.00）正入射時(shí)盡可能少反射，MgF2薄膜的最小厚度應(yīng)是（）（A）1250?（ B）1810?（ C） 2500?（D） 781?（E） 906?2 如圖，3、S2是兩個(gè)相干光源，它們到 P點(diǎn)

5、的距離分別為*和J。路徑SP垂直穿過一塊厚度為1，折射率為m的介質(zhì)板，路徑S2 p垂直穿過厚度為t2，折射率為 壓的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于（）（A ） （2n 2上2）-（1 tj（B） 2（n2 -1）t2】-1（n 1 -1）切（C） （2 -門2上2）-（1 -n）3.如圖所示，波長為 入的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上，經(jīng)上下兩個(gè)表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜厚度為e,而且ri|n2n3,則兩束反射光在相遇點(diǎn)的位相差為（）(A) 4 二n2e/ (B) 2 二n2e/ (C) 4 ：；：n2e/ .，“ + n3 .白光垂直照射在空氣中厚度為

6、0.4微米的玻璃片上，玻璃的折射率為1.5。在可見光范圍內(nèi)（入=4000?-7600 ?）。反射中增強(qiáng)的光的波長為 ?;透射中增強(qiáng)的光的波長為 ?和二、計(jì)算題1 在折射率為n =1.50的玻璃上，鍍上n =1.34透明介質(zhì)薄膜，入射光由空氣垂直于介質(zhì)膜表面照射，觀察反射光的干涉，發(fā)現(xiàn)對 =600 nm的光波干涉相消，對 2=700 nm的光波干涉相長，且在 600 nm到700 nm之間沒有別的波長的光是最大限度的相消或相長的情形，求所鍍介質(zhì)膜的厚度。2. 在棱鏡（壓=1.52）表面涂一層增透膜（壓=1.30）,如使此增透膜適用于5500?波長的光，膜的最小厚度應(yīng)為多少？此增透膜能否對其它波長

7、的光（白光范圍4000? -7000 ?）反射加強(qiáng)？班級一、選擇題姓名 學(xué)號L,夾在兩塊平板玻璃的中間，形L變大，則在L范圍內(nèi)干1 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 成空氣劈尖，當(dāng)單色光垂直入射時(shí)。產(chǎn)生等厚干涉條紋。如果兩滾柱之間的距離涉條紋的()(A )數(shù)目增大，間距不變。(B) 數(shù)目減少，間距變大。(C) 數(shù)目增大，間距變小。(D) 數(shù)目不變，間距變大。2 .若把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為1.52的玻璃制成)由空氣搬入折射率為1.33的水中，則干涉條紋( )(A)中心暗斑變成亮斑(B)變疏(C)變密(D)間距不變.93. 如圖a所示，一光學(xué)平板玻璃 A與待測工件B之

8、間形成空氣劈尖，用波長入=500 nm( 1 nm=10 m)的單色光垂直照射。看到反射光的干涉條紋如圖b所示。有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分相切。則工件的上表面缺陷是()(A )不平處為凸起紋，最大高度為500 nm(B )不平處為凸起紋，最大高度為250 nm(C) 不平處為凹槽，最大高度為500 nm(D) 不平處為凹槽，最大高度為250 nm二、填空題1. 在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，平凸透鏡的曲率半徑為3.00 m,當(dāng)用某種單色光照射，測得第k個(gè)暗環(huán)半徑為4.24 mm，第k+10個(gè)暗環(huán)半徑為6.00 mm。求所用單色光的波長為 ?。2 .用邁克耳孫干涉儀測微小的位移。若入射光

9、波波長入=6289?，當(dāng)動(dòng)臂反射鏡移動(dòng)時(shí)，干涉條紋移動(dòng)了 2048條，反射鏡移動(dòng)的距離d=mm。3 .在邁克耳遜干涉儀的一條光路，放入一折射率為n厚度為d的透明薄片，放后，這條光路的光程改變了。1 .兩塊折射率為1.60的標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃之間形成一個(gè)劈尖。用波長入=60Onm (1 nmnlOm)單色光垂直入射，產(chǎn)生等厚干涉條紋。假如我們要求在劈尖內(nèi)充滿n=1.4O的液體時(shí)的相鄰明紋間距比劈內(nèi)是空氣時(shí)的間距縮小 1=0.5 mm ,那么劈尖角v應(yīng)是多少？1和第4暗環(huán)半徑之差為h，而用未知單色2 用波長為1的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時(shí)，測得第光垂直照射時(shí)，測得第1和第4暗環(huán)半徑之差為|2，求未知單色

10、光的波長2。練習(xí)39單縫衍射班級一、選擇題姓名 學(xué)號0 =30。的方位上。所用單色光波長為入1 .如果單縫夫瑯和費(fèi)衍射的第一級暗紋發(fā)生在衍射角為 =5000?，則單縫寬度為（）（A）2.5 10Jm（b）2.5 10m(C) 1.0 10m5(D)1.0 10 m2 .波長為 Q5000?的單色光垂直照射到寬度a=0.25 mm的單縫上，單縫后面放置一凸透鏡，在凸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) 暗紋之間的距離為 d=12 mm,則凸透鏡的焦距f為（ ）(A) 2 m(B) 1 m (C) 0.5 m(D) 0.2 m ( E) 0

11、.1 m樣將S稍微上移動(dòng)時(shí)，衍射圖、填空題1 .波長為 入單色光垂直入射在縫寬 a=4入的單縫上，對應(yīng)于衍射角0=30。時(shí)單縫處的波面可劃分為個(gè)半波帶。2. 一平行單色光垂直入射在縫寬為a=0.15 mm的單縫上。縫后有焦距為f=400 mm的凸透鏡,在其焦I、八、8 mm,則入射光的?=5890?）中央明紋寬度為平面上放置觀察屏幕?，F(xiàn)測得屏幕上中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級暗紋之間的距離為波長為店3 .在單縫夫瑯和費(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（ 4.0 mm，貝U Q4420?的藍(lán)紫色光的中央明紋寬度為mm。1 .在某個(gè)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)出的光含有兩種波長1和 2 ,并垂

12、直入射于單縫上。假如一級衍射極小與 J的第二級衍射極小相重合，試問：(1 )這兩種波長之間有何關(guān)系？(2)在這兩種波長的光所形成的衍射圖樣中，是否還有其他極小相重合?練習(xí)40光柵衍射班級 姓名 學(xué)號一、選擇題1. 波長入 =5500?的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2 10, cm的平面衍射光柵上，可能觀察到光譜線的最大級次為（）（A）2（ B）3（ C）4（ D） 52 在光柵光譜中，假如所有偶數(shù)次的主極大都恰好在每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=b （ B）a=2b（ C） a=3b （D）b=2a93.某

13、元素的特征光譜中含有波長分別為1 =450 nm和 2 =750 nm （1nm= 10 m）的光譜線。在光柵光譜中，這兩種波長的譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處2的譜線的級數(shù)將是（）（A）2,3,4, 5（B）2, 5,8,11 （C）2,4,6, 8（D）3, 6,9,12二、填空題1 .波長為5000?的單色光垂直入射至光柵常數(shù)為1.0 10em平面衍射光柵上，第一級衍射主極大所對應(yīng)的衍射角 。2. 某單色光垂直入射到一個(gè)每毫米有800條刻線的光柵上，如果第一級譜線的衍射角為30。，則入射光的波長應(yīng)為?3. 一束單色光垂直入射在光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)5條明紋。若已知此光柵縫寬度與不透明部分 寬度

14、相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第級和級譜線。1m1. 一衍射光柵，每厘米有2000條透光縫。每條透光縫寬 a=2.5 10* cm，在光柵后放一焦距為的會(huì)聚透鏡?，F(xiàn)以 入 =600nm的單色光垂直照射光柵，求：(1) 透光縫a的單縫衍射中央明紋的寬度；(2) 在上述寬度內(nèi)光柵光譜線的條數(shù)。(3) 屏上實(shí)際出現(xiàn)的光柵光譜線的全部數(shù)目。班級一、選擇題姓名 學(xué)號1. 用孔徑為127cm的望遠(yuǎn)鏡分辨雙星的最小角距B是下列各值中的哪一個(gè)？ (取5000 ?)()(A) r - 4.3 10 Jrad(B) r - 4.8 10 2 rad5(C) v -1.8 10 rad_5(D) v -5

15、.4 10 rad2.圖中所示的入射x射線不是單色的,而是含有從0.95?到1.30?這一范圍內(nèi)的各種波長。晶體的晶格常數(shù)a0 =2.75?。對如圖所示的晶面能產(chǎn)生強(qiáng)反射的波長()(A)3.89?,1.94 ?(B)1.30?,1.00?(C)1.00?,0.97?(D)1.30?,0.97?3 .已知天空中兩顆星相對于一望遠(yuǎn)鏡的角距離為4.84 10rad ,它們都發(fā)出波長_5-5.50 10 cm的光。要分辨這兩顆星，望遠(yuǎn)鏡的口徑至少是：()(A) 13.8cm( B) 6.9cm(C) 1.38m( D) 0.69m二、填空題1在迎面駛來的汽車上，兩盞前燈相距120 cm,汽車離人=米遠(yuǎn)

16、的地方，眼睛恰可分辨這兩盞燈。設(shè)夜間人眼瞳孔直徑為5.00 mm，入射光波長 Q5500?。2已知一波長為2.96?的x射線投射到一晶體，所產(chǎn)生的第一級反射極大偏離原射線方向?yàn)?1.7 那么相應(yīng)于此反射極大的原子平面之間的間距為 ?。3 用方解石分析x射線的譜，已知方解石的晶格常數(shù)為3.029 10m今在43 0和40 2 的掠射方向上觀察到兩條一 級主最大的譜線，這兩條譜線的波長分別是?和?。1.在理想的情況下，試估計(jì)在火星上兩物體的線距離為多大時(shí)剛好能被地球上的觀察者(1)用肉眼，(2)用5.08m孔徑的望遠(yuǎn)鏡所分辨。已知地球到火星的距離為0.8 107 km，人眼瞳孔直徑5.0 mm ,

17、光波長為5500?。2 .在比較兩條單色的x射線譜線時(shí)，注意到：譜線A在與一個(gè)晶體的光滑面成30。掠射角處，出現(xiàn)第一級反射極大；已知譜線B的波長為0.97?,這譜線B與同一晶體的同一光滑面成60的掠射角處，出現(xiàn)第三級反射極大。試求譜線 A的波長。班級 姓名 學(xué)號一、選擇題1 .三個(gè)偏振片RP2與P3堆疊在一起，R與P3的偏振化方向相互垂直， P2與R的偏振化方向間的夾角為300。強(qiáng)度為Io的自然光垂直入射于偏振片 R，并依次透過偏振片 P ,P2與P3，若不考慮偏振片的吸 收和反射，則通過三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為（）A l0/4 B. 3l0/8 C. 310 /32 D. 10/162 一束光強(qiáng)

18、為l0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10/8。已知P和R偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)P2，問P2最少要轉(zhuǎn)過多大角度，才能使出射光的光強(qiáng)為零。（）A.300B.450C.600D.9003某種透明媒質(zhì)對于空氣的臨界角（指全反射）等于45，光從空氣射向此媒質(zhì)時(shí)的布儒斯特角是( )A.35.30B.40.90C.450二、填空題1如果從一池靜水（n =1.33）的表面反射出來的太陽光是完全偏振的，那么太陽的仰角（見圖）大致等于。在這反射光中的 E矢量的方向應(yīng)。2 .一束自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，兩個(gè)偏振片的偏振化方向成45角。已知通過此兩偏振片后的光強(qiáng)

19、為I，若不考慮偏振片的反射，則入射至第二個(gè)偏振片的線偏振光強(qiáng)度為。2. 一束光入射到折射率 n =1.40的液體表面上，如果反射光是完全偏振光，那么這束光的折射角是1 .兩個(gè)偏振片疊在一起，在它們的偏振化方向成ai = 30時(shí)，觀測一束單色自然光。又在a? = 45,觀測另一束單色自然光。若兩次測得的透射光強(qiáng)度相等，求兩次入射自然光的強(qiáng)度之比。2. 一平面玻璃板放在水中，板面與水面夾角為 二（如圖），設(shè)在水和玻璃的折射率分別為1.333和1.517,欲使圖中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光，二應(yīng)為多大？練習(xí)43雙折射現(xiàn)象班級一、選擇題姓名 學(xué)號1. ABCD為一塊方解石的一個(gè)截面，AB為垂直于紙面的晶體平面與紙面的交線。光軸方向在紙面內(nèi)