光學課程作業(yè)講解

1、練習36雙縫干涉班級 姓名 學號一、選擇題1 把雙縫干涉實驗裝置放在折射率為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，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在雙縫干涉實驗中， 初級單色光源 S到兩縫 現(xiàn)將光源S向下移動到示意圖中的 S位置，則(A )中央明條紋

2、也向下移動，且條紋間距不變。(B) 中央明條紋向上移動，且條紋間距不變。(C) 中央明條紋向下移動，且條紋間距增大。(D) 中央明條紋向上移動，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 在雙縫干涉實驗中，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，在雙縫干涉實驗中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點處為第三級明條紋， 則S和S2到P點的光程差為 。若將整個裝置放于某種透明液體中，P點為第四級明條紋，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、計算題1. 在雙縫干涉實驗中，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37薄膜干涉班級 姓名 學號一、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）正入射時盡可能少反射，MgF2薄膜的最小厚度應是（）（A）1250?（ B）1810?（ C） 2500?（D） 781?（E） 906?2 如圖，3、S2是兩個相干光源，它們到 P點

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的介質板，路徑S2 p垂直穿過厚度為t2，折射率為 壓的另一介質板，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（入=4000?-7600 ?）。反射中增強的光的波長為 ?;透射中增強的光的波長為 ?和二、計算題1 在折射率為n =1.50的玻璃上，鍍上n =1.34透明介質薄膜，入射光由空氣垂直于介質膜表面照射，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？班級一、選擇題姓名 學號L,夾在兩塊平板玻璃的中間，形L變大，則在L范圍內干1 如圖所示，兩個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，當單色光垂直入射時。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?？吹椒瓷涔獾母缮鏃l紋如圖b所示。有些條紋彎曲部分的頂點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)實驗中，平凸透鏡的曲率半徑為3.00 m,當用某種單色光照射，測得第k個暗環(huán)半徑為4.24 mm，第k+10個暗環(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?，當動臂反射鏡移動時，干涉條紋移動了 2048條，反射鏡移動的距離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的標準平面玻璃之間形成一個劈尖。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充滿n=1.4O的液體時的相鄰明紋間距比劈內是空氣時的間距縮小 1=0.5 mm ,那么劈尖角v應是多少？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，測得第光垂直照射時，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39單縫衍射班級一、選擇題姓名 學號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第三個暗條紋和另一側第三個 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稍微上移動時，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，對應于衍射角0=30。時單縫處的波面可劃分為個半波帶。2. 一平行單色光垂直入射在縫寬為a=0.15 mm的單縫上?？p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的兩個第三級暗紋之間的距離為波長為店3 .在單縫夫瑯和費衍射實驗中，設第一級暗紋的衍射角很小，若鈉黃光（ 4.0 mm，貝U Q4420?的藍紫色光的中央明紋寬度為mm。1 .在某個單縫衍射實驗中，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40光柵衍射班級 姓名 學號一、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，因而實際上不出現(xiàn)， 那么此光柵每個透光縫寬度a和相鄰兩縫間不透光部分寬度b的關系為（）（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的衍射角 。2. 某單色光垂直入射到一個每毫米有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) 在上述寬度內光柵光譜線的條數(shù)。(3) 屏上實際出現(xiàn)的光柵光譜線的全部數(shù)目。班級一、選擇題姓名 學號1. 用孔徑為127cm的望遠鏡分辨雙星的最小角距B是下列各值中的哪一個？ (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

16、的地方，眼睛恰可分辨這兩盞燈。設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為31.7 那么相應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，試估計在火星上兩物體的線距離為多大時剛好能被地球上的觀察者(1)用肉眼，(2)用5.08m孔徑的望遠鏡所分辨。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，注意到：譜線A在與一個晶體的光滑面成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 學號一、選擇題1 .三個偏振片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，則通過三個偏振片后的光強為（）A l0/4 B. 3l0/8 C. 310 /32 D. 10/162 一束光強

18、為l0的自然光，相繼通過三個偏振片P1,P2 ,P3后，出射光的光強為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P2，問P2最少要轉過多大角度，才能使出射光的光強為零。（）A.300B.450C.600D.9003某種透明媒質對于空氣的臨界角（指全反射）等于45，光從空氣射向此媒質時的布儒斯特角是( )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。2 .一束自然光垂直穿過兩個偏振片，兩個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

19、為I，若不考慮偏振片的反射，則入射至第二個偏振片的線偏振光強度為。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 .兩個偏振片疊在一起，在它們的偏振化方向成ai = 30時，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度相等，求兩次入射自然光的強度之比。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，二應為多大？練習43雙折射現(xiàn)象班級一、選擇題姓名 學號1. ABCD為一塊方解石的一個截面，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