大學(xué)物理光學(xué)練習(xí)題及答案

1、光學(xué)練習(xí)題一、 選擇題11. 如圖所示，用厚度為d、折射率分別為n1和n2 (n1n2)的兩片透明介質(zhì)分別蓋住楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中的上下兩縫, 若入射光的波長為 , 此時(shí)屏上原來的中央明紋處被第三級(jí)明紋所占據(jù), 則該介質(zhì)的厚度為 (A) 3(C) 23(B)n2-n1(D)2n2-n117. 如圖所示，在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中, 若用一片厚度為d1的透光云母片將雙縫裝置中的上面一個(gè)縫擋住; 再用一片厚度為d2的透光云母片將下面一個(gè)縫擋住, 兩云母片的折射率均為n, d1d2, 干涉條紋的變化情況是 (A) 條紋間距減小(B) 條紋間距增大 (D) 整個(gè)條紋向下移動(dòng)(C) 整個(gè)條紋向上移動(dòng)18. 如圖所示，在

2、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中, 若用一片能透光的云母片將雙縫裝置中的上面一個(gè)縫蓋住, 干涉條紋的變化情況是 (A) 條紋間距增大(C) 條紋間距減小下移動(dòng)(B) 整個(gè)干涉條紋將向上移動(dòng)(D) 整個(gè)干涉條紋將向26. 如圖(a)所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣劈尖，用波長500nm(1nm = 10-9m)彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分的切線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，最大深度為500 nm (D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm43. 光波的衍射現(xiàn)象沒有聲波顯著,

3、這是由于 (A) 光波是電磁波, 聲波是機(jī)械波 (B) 光波傳播速度比聲波大(C) 光是有顏色的平移，則 (A) 衍射條紋移動(dòng)，條紋寬度不變(B) 衍射條紋移動(dòng)，條紋寬度變動(dòng) (C) 衍射條紋中心不動(dòng)，條紋變寬 (D) 衍射條紋不動(dòng)，條紋寬度不變(D) 光的波長比聲波小得多53. 在圖所示的單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，將單縫K54. 在圖所示的單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，將單縫寬度 a稍稍變寬，同時(shí)使單縫沿x軸正向作微小移動(dòng)，則屏幕E的中央衍射條紋將 (A) 變窄，同時(shí)上移(B) 變窄，同時(shí)下移 (C) 變窄，不移動(dòng) (D) 變寬，同時(shí)上移55. 在圖所示的單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，將單縫寬度a稍稍變窄

4、，同時(shí)使匯聚透鏡L2沿x軸正方向作微小移動(dòng)，則屏幕E上的中央衍射條紋將 (A) 變寬，同時(shí)上移(B) 變寬，同時(shí)下移 (C) 變寬，不移動(dòng) (D) 變窄，同時(shí)上移56. 一衍射光柵由寬300 nm、中心間距為900 nm的縫構(gòu)成, 當(dāng)波長為600 nm的光垂直照射時(shí), 屏幕上最多能觀察到的亮條紋數(shù)為 (A) 2條 (B) 3條 (C) 4條 (D) 5條57. 白光垂直照射到每厘米有5000條刻痕的光柵上, 若在衍射角 = 30°處能看到某一波長的光譜線, 則該光譜線所屬的級(jí)次為 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 483. 如圖所示，起偏器A與檢偏器B的偏振化方向相互垂直，

5、偏振片C位于A、B中間且與A、B平行，其偏振化方向與A的偏振化方向成30°夾角. 當(dāng)強(qiáng)度為I的自然光垂直射向A片時(shí)，最后的出射光強(qiáng)為 (A) 0(C)(B)IAI 2CI 8(D) 以上答案都不對84. 如圖所示，一束光強(qiáng)為I0的自然光相繼通過三塊偏振片P1、P2、P3后，其出射光的強(qiáng)度為I=I0已知P1和P3的偏振化8I方向相互垂直若以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)P2, 問至少要轉(zhuǎn)過多少角度才能出射光的光強(qiáng)度為零? (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90°P1P2386. 兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時(shí)沒有光線通過當(dāng)其

6、中一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 投射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為 (A) 光強(qiáng)單調(diào)增加(B) 光強(qiáng)先增加，后又減小至零(C) 光強(qiáng)先增加，后減小，再增加(D) 光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加，再減小至零1. 在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣和在玻璃中 (A) 傳播的路程相等，走過的光程相等(B) 傳播的路程相等，走過的光程不相等(C) 傳播的路程不相等，走過的光程相等(D) 傳播的路程不相等，走過的光程不相2. 真空中波長為 的單色光, 在折射率為n的均勻透明介質(zhì)中從a點(diǎn)沿某一路徑傳到b點(diǎn)若a、b兩點(diǎn)的相位差為3，則此路徑的長度為 (A) 3 2n (B) 3 n (C) 3 2 (D) 3n 23. 相

7、干光波的條件是振動(dòng)頻率相同、相位相同或相位差恒定以及 (A) 傳播方向相同 (B) 振幅相同(C) 振動(dòng)方向相同 (D) 位置相同4. 如圖所示，有兩個(gè)幾何形狀完全相同的劈形膜：一個(gè)由空氣中的玻璃形成玻璃劈形膜; 一個(gè)由玻璃中的空氣形成空劈形膜當(dāng)用相同的單色光分別垂直照射它們時(shí), 從入射光方向觀察到干涉條紋間距較大的是 (A) 玻璃劈形膜 (B) 空氣劈形膜(C) 兩劈形膜干涉條紋間距相同 (D) 已知條件不夠, 難以判定5. 用波長可以連續(xù)改變的單色光垂直照射一劈形膜, 如果波長逐漸變小, 干涉條紋的變化情況為 (A) 明紋間距逐漸減小, 并背離劈棱移動(dòng)(B) 明紋間距逐漸變小, 并向劈棱移

8、動(dòng)(C) 明紋間距逐漸變大, 并向劈棱移動(dòng)(D) 明紋間距逐漸變大, 并背向劈棱移動(dòng)6. 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中, 透射光的干涉情況是 (A) 中心暗斑, 條紋為內(nèi)密外疏的同心圓環(huán)(B) 中心暗斑, 條紋為內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)(C) 中心亮斑, 條紋為內(nèi)密外疏的同心圓環(huán)(D) 中心亮斑, 條紋為內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)7. 若用波長為 的單色光照射邁克耳孫干涉儀, 并在邁克耳孫干涉儀的一條光路中放入一厚度為l、折射率為n的透明薄片, 則可觀察到某處的干涉條紋移動(dòng)的條數(shù)為 (A)4(n-1)l (B)nl (C)2(n-1)l (D)(n-1)l8. 如圖12-1-44所示，波長為 的單色光垂直入射在縫寬為a的單

9、縫上, 縫后緊靠著焦距為f的薄凸透鏡, 屏置于透鏡的焦平面上,出現(xiàn)的中央明紋寬度為 (A)(C) (B) (D) f na2f na f na2nf a9. 在一光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若衍射光柵單位長度上的刻痕數(shù)越多, 則在入射光波長一定的情況下, 光柵的 (A) 光柵常數(shù)越小 (B) 衍射圖樣中亮紋亮度越小(D) 同級(jí)亮紋的衍射角越小 (C) 衍射圖樣中亮紋間距越小10. 一束平行光垂直入射在一衍射光柵上, 當(dāng)光柵常數(shù)(a+b)為下列哪種情況時(shí)(a為每條縫的寬度, b 為不透光部分寬度) , k = 3, 6, 9, 等級(jí)次的主極大均不出現(xiàn) (A) a+b=2a(C) a+b=4a(B) a+b=

10、3a (D) a+b=6a 11. 自然光以60的入射角照射到不知其折射率的某一透明介質(zhì)表面時(shí)，反射光為線偏振光，則 (A) 折射光為線偏振光，折射角為30(B) 折射光為部分線偏振光，折射角為30(C) 折射光為線偏振光，折射角不能確定(D) 折射光為部分線偏振光，折射角不能確定12. 關(guān)于光的干涉，下面說法中唯一正確的是 (A) 在楊氏雙縫干涉圖樣中, 相鄰的明條紋與暗條紋間對應(yīng)的光程差為 2 2(B) 在劈形膜的等厚干涉圖樣中, 相鄰的明條紋與暗條紋間對應(yīng)的厚度差為(C) 當(dāng)空氣劈形膜的下表面往下平移時(shí), 劈形膜上下表面兩束反射光的光程差將增加 22(D) 牛頓干涉圓環(huán)屬于分波振面法干涉

11、二、 填空題1. 如圖12-2-1所示，折射率為n2、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為n1和n3，已知n1<n2>n3，若用波長為的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下表面反射的光束（用與示意）的光程差是2. 真空中波長 = 400 nm的紫光在折射率為 n =1.5 的介質(zhì)中從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)時(shí), 光振動(dòng)的相位改變了5 , 該光從A到B所走的光程為 4. 如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS1=SS2，用波長為的光照射雙縫S1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(jí)明條紋，則S1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

12、點(diǎn)為第四級(jí)明條紋，則該液體的折射率n_5. 兩條狹縫相距2 mm, 離屏300 cm, 用600 nm的光照射時(shí), 干涉條紋的相鄰明紋間距為_mm.6. 將一塊很薄的云母片(n = 1.58)覆蓋在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中的一條縫上，這時(shí)屏幕上的中央明紋中心被原來的第7級(jí)明紋中心占據(jù)如果入射光的波長 = 550 nm, 則該云母片的厚度為_9. 如圖所示，在玻璃(折射率n3 = 1.60)表面鍍一層MgF2(折射n2=1.38)薄膜作為增透膜為了使波長為500 nm的光從空氣(折射率n1=1.00)正入射時(shí)盡可能減少反射，MgF2膜的最小厚度應(yīng)是 10. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm的薄膜，若

13、膜的折射率n2 = 1.4 , 薄膜上面的介質(zhì)折射率為n1，薄膜下面的介質(zhì)折射率為n3，且n1 < n2 < n3則透射光中可看到的加強(qiáng)光的波長為 14. 波長為的平行單色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率為n，第二級(jí)明紋與第五條明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差是 _15. 兩玻璃片中夾滿水(水的折射率n= 4)形成一劈形膜, 用波長為的單色光垂直照射其3上, 若要使某一條紋從明變?yōu)榘? 則需將上面一片玻璃向上平移 22. 若在邁克耳孫干涉儀的可動(dòng)反射鏡M移動(dòng)0.620mm的過程中，觀察到干涉條紋移動(dòng)了2300條，則所用光波的波長為23. 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率

14、為n，厚度為d的透明介質(zhì)薄片，放入后，這條光路的光程改變了 25. 如果單縫夫瑯禾費(fèi)衍射的第一級(jí)暗紋發(fā)生在衍射角為=30 的方位上，所用的單色光波長為=500nm，則單縫寬度為 26. 一束平行光束垂直照射寬度為1.0 mm 的單縫上，在縫后放一焦距為2.0 mm的匯聚透鏡已知位于透鏡焦平面處的中央明紋的寬度為2.0 mm，則入射光波長約為 29 用半波帶法討論單縫衍射暗條紋中心的條件時(shí)，與中央明條紋旁第三個(gè)暗條紋中心相對應(yīng)的半波帶的數(shù)目是_30. 平行單色光垂直入射于單縫上，觀察夫瑯禾費(fèi)衍射若屏上P點(diǎn)處為第三級(jí)暗紋，則單縫處波面相應(yīng)地可劃分為_ 個(gè)半波帶若將單縫寬度縮小一半，P點(diǎn)處將是_級(jí)_

15、紋36. 一衍射光柵, 狹縫寬為a, 縫間不透明部分寬為b當(dāng)波長為600 nm的光垂直照射時(shí), 在某一衍射角 處出現(xiàn)第二級(jí)主極大若換為400 nm的光垂直入射時(shí), 則在上述衍射角 處出現(xiàn)缺級(jí), b至少是a的 倍38. 已知衍射光柵主極大公式(ab) sin±k，k0, 1, 2, 在k2的方向上第一條縫與第六條縫對應(yīng)點(diǎn)發(fā)出的兩條衍射光的光程差_40. 當(dāng)自然光以58角從空氣射入到玻璃板表面上時(shí), 若反射光為線偏振光, 則透射光的折射角為_41. 一束自然光入射到空氣和玻璃的分界面上, 當(dāng)入射角為60時(shí)反射光為完全偏振光, 則此玻璃的折射率為_44. 一束由自然光和線偏振光組成的混合光

16、，讓它垂直通過一偏振片若以此入射光束軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度的最大值是最小值的7倍；那么入射光束自然光和線偏振光的光強(qiáng)比為_三、 計(jì)算題8. 用白光垂直照射置于空氣中的厚度為0.50 m的玻璃片玻璃片的折射率為1.50在可見光范圍內(nèi)(400 nm 760 nm)哪些波長的反射光有最大限度的增強(qiáng)?13. 圖12-3-13所示為一牛頓環(huán)裝置，設(shè)平凸透鏡中心恰好與平玻璃接觸，透鏡凸表面的曲率半徑是R400 cm用單色平行光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測得第5個(gè)明環(huán)的半徑是0.30 cm(1) 求入射光的波長；(2) 設(shè)圖中OA=1.00 cm，求在半徑為OA的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目18.

17、 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，并垂直入射于單縫上假如1的第一級(jí)衍射極小與2的第二級(jí)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，是否還有其它極小相重合?19. 某種單色平行光垂直地入射在一單縫上, 單縫的寬度a = 0.15 mm縫后放一個(gè)焦距f = 400 mm的凸透鏡，在透鏡的焦平面上，測得中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)暗條紋之間的距離為8.0 mm，求入射光的波長30. 一衍射光柵，每厘米有200條透光縫，每條透光縫寬為a = 210-3 cm，在光柵后方一焦距f = 1 m的凸透鏡現(xiàn)以=600nm的單色平行光垂直照射光柵，求：(1) 透光縫a的單縫衍射中央明區(qū)條紋寬度；(