大學(xué)物理17章部分習(xí)題解答

1、教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P620:17.1.9當(dāng)波長(zhǎng)為當(dāng)波長(zhǎng)為500nm的單色光從空氣中的單色光從空氣中垂直地射到折射率為垂直地射到折射率為n =1.375,厚度厚度e = cm的薄膜上的薄膜上,入射光的一部分進(jìn)入薄膜入射光的一部分進(jìn)入薄膜,并在下表面并在下表面上反射上反射.試問(wèn)試問(wèn):(1)該入射光在介質(zhì)中的頻率、速該入射光在介質(zhì)中的頻率、速率和波長(zhǎng)分別為率和波長(zhǎng)分別為_(kāi)、_、_;(2)該單色光在介質(zhì)中的幾何路程和該單色光在介質(zhì)中的幾何路程和光程分別為光程分別為_(kāi)、_;(3)該反該反射單色光離開(kāi)薄膜時(shí)與進(jìn)入薄膜時(shí)的相差為射單色光離開(kāi)薄膜時(shí)與進(jìn)入薄膜時(shí)的相差

2、為_(kāi).4107 . 1cm4107 . 2cm4100 . 2Hz14106rad12nm6 .36318.1018. 2sm教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解: (1)cHzc14106.vcn 18.1018. 2.smncvnmnn6 .363.教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答(2) 幾何路程幾何路程cmes4100 . 22光程光程cmns4107 . 2(3)122教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P620:17.1.11用波長(zhǎng)為用波長(zhǎng)為 的單色光垂直照射的單色光垂直照射在折射率在折射率n的劈尖形薄

3、膜上形成等候干涉條紋的劈尖形薄膜上形成等候干涉條紋,如果測(cè)得相鄰兩明條紋的間距為如果測(cè)得相鄰兩明條紋的間距為l,則劈尖的夾則劈尖的夾角角 很小應(yīng)該為很小應(yīng)該為_(kāi)nl2教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:ne2ellsinnl2教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P621:17.1.17平行單色光垂直入射在縫平行單色光垂直入射在縫寬為寬為a =0.15mm的單狹縫上的單狹縫上,縫后有焦距縫后有焦距為為f =400mm的凸透鏡的凸透鏡,在其像方焦平面上在其像方焦平面上放置觀察屏幕放置觀察屏幕,現(xiàn)測(cè)得屏幕上中央明紋兩現(xiàn)測(cè)得屏幕上中央明紋兩側(cè)的兩

4、個(gè)第三級(jí)明紋之間的距離為為側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)明紋之間的距離為為8mm,則入射光的波長(zhǎng)則入射光的波長(zhǎng) _.500nmnmfkal500.2教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:產(chǎn)生暗紋的條件是產(chǎn)生暗紋的條件是.321sin、， kkaakfffxl2sin2tan2233k由題意由題意教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P621:17.1.20一束單色光垂直入射在光柵上一束單色光垂直入射在光柵上,衍射光譜中出現(xiàn)五條明紋衍射光譜中出現(xiàn)五條明紋.如果已知縫寬度與如果已知縫寬度與不透明部分寬度相等不透明部分寬度相等,那么在中央明紋一側(cè)的那么在中央明紋一

5、側(cè)的兩條條紋分別是第兩條條紋分別是第_級(jí)和第級(jí)和第_級(jí)級(jí).解解:由缺級(jí)條件可得由缺級(jí)條件可得2abakk因?yàn)橹荒芸吹轿鍡l譜線(xiàn)因?yàn)橹荒芸吹轿鍡l譜線(xiàn)所以光譜缺所以光譜缺2、4、6級(jí)級(jí)3, 1, 0k13只能看到第一和第三只能看到第一和第三 級(jí)級(jí)教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P627:17.1.27一束光垂直入射到偏振片上一束光垂直入射到偏振片上,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片動(dòng)偏振片,看到下列有關(guān)現(xiàn)象時(shí)看到下列有關(guān)現(xiàn)象時(shí),入射光應(yīng)該是入射光應(yīng)該是什么光什么光: (1)光強(qiáng)不發(fā)生變化光強(qiáng)不發(fā)生變化,則入射光為則入射光為_(kāi);(2)光強(qiáng)有極大極小的變化光強(qiáng)有極大極小的變化,但無(wú)全暗現(xiàn)象但無(wú)

6、全暗現(xiàn)象,則入則入射光為射光為_(kāi);(3)光強(qiáng)有極大極小變化光強(qiáng)有極大極小變化,有有消光現(xiàn)象消光現(xiàn)象,則入射光為則入射光為_(kāi).自然光自然光完全偏振光完全偏振光部分偏振光部分偏振光教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P622:17.1.30試問(wèn)試問(wèn): (1)用折射率為用折射率為n =1.50的的玻璃做成容器玻璃做成容器,并在容器中裝滿(mǎn)水并在容器中裝滿(mǎn)水,則光在裝著則光在裝著水的容器的底部反射的布儒斯特角水的容器的底部反射的布儒斯特角i0為為_(kāi);(2)有兩種介質(zhì)的折射率分別為有兩種介質(zhì)的折射率分別為n1和和n2,當(dāng)自然光當(dāng)自然光從折射率為從折射率為n1的入射到折射率為的入射

7、到折射率為n2的介質(zhì)時(shí)的介質(zhì)時(shí),測(cè)測(cè)得布儒斯特角為得布儒斯特角為i12,當(dāng)自然光從折射率為當(dāng)自然光從折射率為n2的入的入射到折射率為射到折射率為n1的介質(zhì)時(shí)的介質(zhì)時(shí),測(cè)得布儒斯特角為測(cè)得布儒斯特角為i21,則介質(zhì)則介質(zhì)_的折射率較大的折射率較大(i12i21)(n水水=1.33)24 .48教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解: (1)33. 150. 1tan0水nni玻玻4 .480i1212tannni(2)2121tannni2112tantanii12nn 教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P622:17.2.2如圖所示如圖所示

8、,在折射率為在折射率為n2,厚度厚度為為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率介質(zhì)的折射率n1和和n3,已知已知n1n2n3,如果用如果用波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為 的單色平行光垂直入射到該薄膜的單色平行光垂直入射到該薄膜上下表面上下表面,反射光束反射光束(1)與光束與光束(2)的光程差的光程差是是: ( )；，222enA；，222enB.2222nenD，；， enC22C教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:12e1n2n3n321nnnen22 上下兩個(gè)表面都有上下兩個(gè)表面都有半波損失半波損失,相互抵消相互抵消應(yīng)選應(yīng)選 C教材第二版

9、部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P622:17.2.5兩塊平玻璃板構(gòu)成空氣劈尖兩塊平玻璃板構(gòu)成空氣劈尖,右邊為棱邊右邊為棱邊.用某單色平行光垂直入射用某單色平行光垂直入射,如如果上面的平玻璃板以棱邊為軸果上面的平玻璃板以棱邊為軸,沿順時(shí)針沿順時(shí)針?lè)较蜃魑⑿∞D(zhuǎn)動(dòng)方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng),則干涉條紋的則干涉條紋的: ( )A 間距變大間距變大,并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移;C 間距不變間距不變,并向棱邊方向平移并向棱邊方向平移;D 間距不變間距不變,并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移.B 間距變小間距變小,并向棱邊方向平移并向棱邊方向平移;B教材第二版部分選擇、填空題解

10、答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:如圖如圖 22空空nl2ll應(yīng)選應(yīng)選 B教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P623:17.2.8空氣的折射率略大于空氣的折射率略大于1,因此在因此在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中,如果先將玻璃層的空氣逐漸如果先將玻璃層的空氣逐漸抽去而成真空或者充入折射率抽去而成真空或者充入折射率大于空氣的大于空氣的某種氣體某種氣體,干涉條紋的半徑將干涉條紋的半徑將： ( ) D 縮小或變大縮小或變大.C 變大或縮小變大或縮小;A 變大或不變變大或不變;B 不變或縮小不變或縮小;C教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:krn

11、krnkr明環(huán)明環(huán).3 , 2 , 1)21knRk，（暗環(huán)暗環(huán).3 , 2 , 1knkR，應(yīng)選應(yīng)選 C教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答 P623:17.2.9 單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)裝置單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示如圖所示,L為凸透鏡為凸透鏡,EF為屏幕為屏幕,當(dāng)把單縫當(dāng)把單縫S稍微上移時(shí)稍微上移時(shí),衍射圖樣將衍射圖樣將: ( ) A 向下平移向下平移;D 不動(dòng)不動(dòng).C 消失消失;B 向上平移向上平移;DLSOOEFf解解: 由題意由題意,衍射圖樣衍射圖樣位置不變位置不變(因因?yàn)橥雇哥R焦點(diǎn)在屏幕上的位置為凸透鏡焦點(diǎn)在屏幕上的位置沒(méi)變沒(méi)變)應(yīng)選應(yīng)選 D P623

12、:17.2.11 白光垂直入射到單縫上形白光垂直入射到單縫上形成的衍射條紋中成的衍射條紋中,波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為 的光的第三級(jí)的光的第三級(jí)明紋和波長(zhǎng)為明紋和波長(zhǎng)為 的光的第二級(jí)的光的第二級(jí)明紋重合明紋重合,則該光的波長(zhǎng)則該光的波長(zhǎng) 是是: ( ) 1nm63021教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答A 420nm;D 605nm.C 540nm;B 450nm;B教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解: 產(chǎn)生明紋的條件是產(chǎn)生明紋的條件是.)2, 1( ,2) 12(sinkkanm45012) 12(2) 12(2211kk 重疊時(shí)重疊時(shí)應(yīng)選應(yīng)選 B

13、P623:17.2.18下列干涉實(shí)驗(yàn)或衍射實(shí)驗(yàn)用下列干涉實(shí)驗(yàn)或衍射實(shí)驗(yàn)用來(lái)測(cè)量入射光的波長(zhǎng)來(lái)測(cè)量入射光的波長(zhǎng),那個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量更準(zhǔn)確那個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量更準(zhǔn)確 ( )教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答DC 光柵衍射光柵衍射,光柵常數(shù)較大光柵常數(shù)較大;A 單縫衍射單縫衍射;B 楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉;D 光柵衍射光柵衍射,光柵常數(shù)較小光柵常數(shù)較小.教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解: 光柵衍射明紋細(xì)而亮光柵衍射明紋細(xì)而亮,光柵光柵常數(shù)越大常數(shù)越大,明紋間距越大明紋間距越大,能量越能量越集中集中應(yīng)選應(yīng)選 D教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選

14、擇、填空題解答 P622:17.2.21 一束自然光自空氣射向一一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃塊平板玻璃,如圖所示如圖所示.設(shè)入射角等于布儒斯設(shè)入射角等于布儒斯特角特角iB,則在界面則在界面2上的反射光是上的反射光是 : ( )A 部分偏振光部分偏振光;C 光矢量振動(dòng)方向垂直于入射面的線(xiàn)偏振光光矢量振動(dòng)方向垂直于入射面的線(xiàn)偏振光;B 自然光自然光;D 光矢量振動(dòng)方向平行于入射面的線(xiàn)偏振光光矢量振動(dòng)方向平行于入射面的線(xiàn)偏振光;C教材第二版部分選擇、填空題解答教材第二版部分選擇、填空題解答解解:0i0i1n1空氣空氣玻璃玻璃2n2 1ntan1對(duì)于界面對(duì)于界面2則有：則有：21tannn 滿(mǎn)足布

15、儒斯特定律滿(mǎn)足布儒斯特定律,所以界面所以界面2上的反射上的反射光為完全偏振光光為完全偏振光12tannniB)2tan(應(yīng)選應(yīng)選 C例例3 P624 題題17.3.2解解:未插入介質(zhì)前未插入介質(zhì)前 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,兩狹縫之間的兩狹縫之間的距離為距離為 ,光屏離狹縫的距離為光屏離狹縫的距離為 ,當(dāng)當(dāng)用一折射率為用一折射率為 的透明介質(zhì)薄片遮住其中的透明介質(zhì)薄片遮住其中一縫時(shí)一縫時(shí),發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋移動(dòng)了發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋移動(dòng)了 ,試求薄片厚度試求薄片厚度cm1 .0cm50cm50. 058. 11s2sstnx 1r2rABxDdrr12第第17章部分習(xí)題解章部分習(xí)

16、題解答答插入介質(zhì)后插入介質(zhì)后(1)(12rrdDx)(12xDdrnttr(2)tndDrrdDx) 1()(12由由(1)、(2)兩式得兩式得tndDxxx) 1(mt51072. 1第第17章部分習(xí)題解章部分習(xí)題解答答P624 題題17.3.5 洛埃鏡實(shí)驗(yàn)中洛埃鏡實(shí)驗(yàn)中,入射光波長(zhǎng)為入射光波長(zhǎng)為589 nm,所觀察到的相鄰兩干涉明紋之間的距離為所觀察到的相鄰兩干涉明紋之間的距離為0.005cm,如果光源和光屏間的距離為如果光源和光屏間的距離為0.3m,試問(wèn)試問(wèn):光源應(yīng)放在鏡面上方多高的地方光源應(yīng)放在鏡面上方多高的地方?第第17章部分習(xí)題解答章部分習(xí)題解答解解:由題意由題意) 1.(dDx

17、)2.(21dh mmh767. 1光源應(yīng)放的高度光源應(yīng)放的高度由由(1)、(2)兩式可得兩式可得第第17章部分習(xí)題解答章部分習(xí)題解答第第17章部分習(xí)題解答章部分習(xí)題解答P625題題17.3.15 一層折射率為一層折射率為n2=1.25的丙酮薄膜漂蓋在的丙酮薄膜漂蓋在一塊折射率為一塊折射率為n3=1.50的平板玻璃上的平板玻璃上,用波長(zhǎng)可用波長(zhǎng)可以改變的平面光波垂直入射在該薄膜上以改變的平面光波垂直入射在該薄膜上,相繼相繼觀察到觀察到600nm的波長(zhǎng)發(fā)生相消干涉的波長(zhǎng)發(fā)生相消干涉,而而700nm的波長(zhǎng)發(fā)生相長(zhǎng)干涉的波長(zhǎng)發(fā)生相長(zhǎng)干涉.試求丙酮薄膜的厚度試求丙酮薄膜的厚度.第第17章部分習(xí)題解章部

18、分習(xí)題解答答解解:如圖如圖23 玻璃玻璃e00.11n25. 12n50. 13n) 1.(2 , 1 , 0,2) 12(21112kken)2.(2 , 1,22222kken21736kk由由(1)、(2)兩式可得兩式可得當(dāng)當(dāng)k2=3(或或k1=3)時(shí)時(shí),nmnke840.22223321kk，波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答nm3 .589 22 用鈉光用鈉光( )垂直照射在某光柵垂直照射在某光柵上上,測(cè)得第三級(jí)光譜的衍射角為測(cè)得第三級(jí)光譜的衍射角為 .(1)若換用另一光源若換用另一光源,測(cè)得其第二級(jí)光譜的衍射測(cè)得其第二級(jí)光譜的衍射角為角為 ,求后一光源發(fā)光的波長(zhǎng)求后一光源

19、發(fā)光的波長(zhǎng).(2) 若以白光若以白光(400nm700nm)照射在該光柵上照射在該光柵上,求其第二級(jí)光譜的張角求其第二級(jí)光譜的張角6030波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答) 1.(3sin13d)2.(2sin22dnm3 .5102解解: (1) 由光柵方程可得由光柵方程可得由以上兩式可得由以上兩式可得(2) 由由(1)式可得式可得113260sin3d波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答紫紫紫紫2sind3 .589324002sin紫紫1 .23紫紫1 .48紅紅25紫紫紅紅同理可得同理可得波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答 23 (1) 在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射

20、實(shí)驗(yàn)中在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,垂直入垂直入射的光有兩種波長(zhǎng)射的光有兩種波長(zhǎng), , (1nm=10-9m).已知單縫寬已知單縫寬 ,透透鏡焦距鏡焦距f=50cm.求兩種光第一級(jí)衍射明紋中求兩種光第一級(jí)衍射明紋中心之間的距離心之間的距離.(2) 若用光柵常數(shù)若用光柵常數(shù) 的光柵替換的光柵替換單縫單縫,其他條件和上一問(wèn)相同其他條件和上一問(wèn)相同,求兩種光第一求兩種光第一級(jí)主極大之間的距離級(jí)主極大之間的距離. nm4001nm7602cma2100 . 1cmd3100 . 1波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答2) 12(sinka時(shí)時(shí)1k1123sintanfaffx解解: (1)2223

21、sintanfaffxcmxxx27. 012波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答(2)kdsin時(shí)時(shí)1kdfffx11sintandfx22cmxxx8 . 112波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答 24 用每毫米用每毫米300刻痕的衍射光柵來(lái)檢查僅刻痕的衍射光柵來(lái)檢查僅含有屬于紅和藍(lán)的兩種單色成分的光譜含有屬于紅和藍(lán)的兩種單色成分的光譜.已知已知紅譜線(xiàn)波長(zhǎng)紅譜線(xiàn)波長(zhǎng) 在在 范圍內(nèi)范圍內(nèi),藍(lán)譜藍(lán)譜線(xiàn)波長(zhǎng)線(xiàn)波長(zhǎng) 在在 范圍內(nèi)范圍內(nèi).當(dāng)光垂直當(dāng)光垂直入射到光柵時(shí)入射到光柵時(shí),發(fā)現(xiàn)在衍射角為發(fā)現(xiàn)在衍射角為 處處,紅藍(lán)紅藍(lán)兩譜線(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)兩譜線(xiàn)同時(shí)出現(xiàn).(1) 在什么角度下紅藍(lán)兩譜線(xiàn)還會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在什么角度下紅藍(lán)兩譜線(xiàn)還會(huì)同時(shí)出現(xiàn)?(2) 在什么角度下只有紅譜線(xiàn)出現(xiàn)在什么角度下只有紅譜線(xiàn)出現(xiàn)?Rmm76. 063. 0mm49. 043. 0B46.24波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答波動(dòng)光學(xué)檢測(cè)題部分解答md51031300001. 0mR61069. 0mB61046. 0解