波動光學(xué)精彩試題-問題詳解版3

1、波動光學(xué)一、概念選擇題1. 如圖所示，點光源S置于空氣中，S到P點的距離為r，若在S與P點之間置 一個折射率為n(n>1),長度為I的介質(zhì)，此時光由S傳到P點的光程為(D )(A) r(C) r -nl(B) r -I(D) r l(n _1)SVPnI2. 在相同的時間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣中和在玻璃中(C ) (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，走過的光程不相等。3. 來自不同光源的兩束白光，例如兩束手電筒光照射在同一區(qū)域內(nèi)，是不能產(chǎn) 生干涉圖樣的，這是由于(C )

2、(A )白光是由不同波長的光構(gòu)成的(B)兩光源發(fā)出不同強度的光(C)兩個光源是獨立的，不是相干光源(D)不同波長，光速不同4. 真空中波長為的單色光，在折射率為n的均勻透明媒質(zhì)中，從A點沿某一路 徑傳播到B點，路徑的長度為I,則A、B兩點光振動位相差記為廠，則(C )(A) 當(dāng) I = 3 / 2，有: : = 3 二(B)(C)(D)I = 3 / (2n),有：=3 n 二.I = 3 /(2 n)，有：=3I = 3 n / 2 ,有：=3 n 二5. 用單色光做雙縫干涉實驗，下述說法中正確的是(A )(A )相鄰干涉條紋之間的距離相等(B) 中央明條紋最寬，兩邊明條紋寬度變窄(C) 屏

3、與縫之間的距離減小，則屏上條紋寬度變窄(D) 在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距6. 用單色光垂直照射楊氏雙縫時，下列說法正確的是( C )(A) 減小縫屏距離，干涉條紋間距不變(B) 減小雙縫間距，干涉條紋間距變小(C) 減小入射光強度，則條紋間距不變(D) 減小入射波長，則條紋間距不變7. 一束波長為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，要使透射光得到干涉加強，則薄膜最小的厚度為(D )(A) / 4(B) / (4 n)(C)- / 2(D)/ (2 n)8. 有兩個幾何形狀完全相同的劈尖：一個由空氣中的玻璃形成，一個由玻璃中 的空氣

4、形成。當(dāng)用相同的單色光分別垂直照射它們時，從入射光方向觀察到干涉 條紋間距(B )(A) 玻璃劈尖干涉條紋間距較大(B)空氣劈尖干涉條紋間距較大(C)兩劈尖干涉條紋間距相同(D)已知條件不夠，難以判斷9. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度為a= 4的單 縫上，對應(yīng)于衍射角為30°的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為(B )(A)2 個(B)4 個(C)6 個(D)8 個10. 在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當(dāng)縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋(B )(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

5、。(D)光強也不變。11. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，若減小縫寬，其他條件不變，則中央明條紋(B )(A) 寬度變??；(B) 寬度變大；(C) 寬度不變，且中心強度也不變；(D) 寬度不變，但中心強度變小。12. 束光強為Io的自然光垂直穿過兩個偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成 45°角，則穿過兩個偏振片后的光強I為(B )(A) 10/4、2(B) Io / 4(C) I o / 2 ( D) , 2 Io / 2二、計算填空題1. 真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點傳播到B點時，相位改變了 5n,則光從A點傳到B點經(jīng)過的光程為。答案:1250nm。2. 波

6、長為入的單色光在折射率為n的媒質(zhì)中，由a點傳到b點相位改變了 n則對應(yīng)的光程差(光程)為 。答案：入/2。3. 在雙縫干涉實驗中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e，波長為的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位 差也申= 。答案：2兀(n1-n2)e/扎。4. 一束波長為的光線，投射到一雙縫上，在屏幕上形成明、暗相間的干涉條紋，那么對應(yīng)于第一級暗紋的光程差為 。答案：1/2入。5. 用白光(波長為400nm760nm)垂直照射間距為a=0.25mm的雙縫，距縫50cm處放屏幕，則觀察 到的第一級彩色條 紋和第五級 彩色條 紋的寬度分 別是 和。答案

7、：7.2X 10 Am，3.6 x 10m6. 用單色光垂直照射楊氏雙縫時，減小雙縫間距，則條紋間距 。答案：變大。7. $、為雙縫，S是單色縫光源，若S不動，而在上縫S1后加一很薄的云母片，中央明條紋將向移動。答案：上。8. 用白光做雙縫實驗中的光源，兩縫間距為0.25mm,屏幕與雙縫間的距離為50cm,在屏上觀察到的第二級的彩色帶寬度是。答案：1.44 x 10-3m。9. 氟化鎂增透膜的折射率為n2，當(dāng)光垂直入射時，其透射光的光程差為。答案：2n2d 210. 一束波長為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，則薄膜最小的厚度為 0答

8、案：. / (4 n)11. 用 = 6000 ?的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第4個暗環(huán)仲央暗斑為第1個暗環(huán))對應(yīng)的空氣膜厚度為 5。答案：0.9o12. 牛頓環(huán)裝置中透鏡與平板玻璃之間充以某種液體時，觀察到第10級暗環(huán)的直徑由1.42cm變成1.27cm,由此得該液體的折射率n = 。答案：1.25。13. 波長=600 n m的單色光垂直照射到牛頓環(huán)的裝置上，第二級明紋與第五級明紋所對應(yīng)的空氣膜厚度之差為 nm。答案：900。14. 在空氣中有一劈尖形透明物，其劈尖角-1.0 10 rad，在波長=700nm的單色光垂直照射下，測得干涉相鄰明條紋間距l(xiāng)= 0.25cm，此透明

9、材料的折射率n=。答案：1.4o15. 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，沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動，則干涉條紋的間隔 (填變小或變大)，并且條紋向(填左或右)平移。 答案：變??；左。16. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度為4的單縫上，對應(yīng)于衍射角為30°的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目 為。答案：8個。17. 在白光垂直照射單縫而產(chǎn)生的衍射圖樣中， 波長為1的光的第3級明紋與波長為-2的光的第4級明紋相重合，則這兩種光的波長之比'1 1'2為。答案：9/7。18. 在夫瑯和費單縫衍射試驗中

10、，設(shè)第一級暗紋的衍射角很小，若鈉黃光(1=589nm)中央明紋寬度為 4.0mm，貝U '2=442nm的藍紫色光的中央明紋寬度為。答案：3mm。19. 在白色光形成的單縫衍射條紋中，波長為 的光第3級明紋，和波長為打=630nm的紅光的第2級明紋相重合，則該光的波長為 。答案：450nm。20. 波長=550 nm(1 nm=10-9m)的單色光垂直入射于光柵常數(shù) d=2X10-4 cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級次為 。答案：321. 如果兩個偏振片堆疊在一起，且偏振化方向之間夾角為60°,光強為I0的自然光垂直入射在偏振片上，則出射光強為 。答案：Io

11、/ 822. 自然光的光強為|0,連續(xù)通過P1、P2和P3三個偏振片后，透出的光強為I，其中P1和P3的偏振化方向正交，而P2與P1和P3的偏振化方向均成45角，則 光強1/10之比為。答案：1/823. 兩個偏振片P1、P2疊在一起，一束單色線偏振光垂直入射到 P1上，其光矢量振動方向與P1的偏振化方向之間的夾角固定為 30°.當(dāng)連續(xù)穿過P1、P2后的 出射光強為最大出射光強的1/4時，P1、P2的偏振化方向夾角 是。答案：60°24. 要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉(zhuǎn)過90°至少需要讓這束光通過 理想偏振片。答案：2.二、選擇題1. 真空中波長為500

12、nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點傳播到B點時，相 位改變了 5n,則光從A點傳到B點經(jīng)過的實際路程為( C )(A) 1350nm(B) 1250nm(C) 833nm(D) 853nm2. 用單色光做楊氏雙縫實驗，如現(xiàn)將折射率n=1.5的薄透明玻璃片蓋在下側(cè)縫上，此時中央明紋的位置將( B )(A)向上平移且條紋間距不變(B)向下平移，且條紋間距不變(C)不移動，但條紋間距改變(D )向上平移，且間距改變3. 在雙縫干涉實驗中，用白光照射時，明紋會出現(xiàn)彩色條紋，明紋內(nèi)側(cè)呈(D )(A)黃色(B)綠色(C)紅色(D)紫色4. 雙縫干涉實驗中，若雙縫間距由d變?yōu)閐 ，使屏上原第十級明紋中心

13、變?yōu)榈?五級明紋中心，貝U d : d為(B )(A) 3 : 2( B) 1 : 2(C) 1 : 3( D) 2 : 15. 嚴(yán)格地說，空氣的折射率大于1，因此在牛頓環(huán)實驗中，若將玻璃夾層中的空氣逐漸抽去時，干涉圓環(huán)的半徑將(C )(A)變小(B)不變(C)變大(D)消失6. 波長為500nm的單色光從空氣中垂直地入射到鍍在玻璃(折射率為1.50)上折 射率為1.375、厚度為1.0 X0- 4cm的薄膜上。入射光的一部分進入薄膜，并在下 表面反射，則這條光線在薄膜內(nèi)的光程上有多少個波長？反射光線離開薄膜時 與進入時的相位差是(D )(A)2.75，5.5 n(B)2.75，6.5 n(C

14、)5.50，11 n(D)5.50, 12n7. 在照相機鏡頭的玻璃片上均勻鍍有一層折射率n小于玻璃的介質(zhì)薄膜，以增強某一波長的透射光能量。假設(shè)光線垂直入射，則介質(zhì)膜的最小厚度應(yīng)為(D )(A) /n (B) /2n(C) /3n(D) /4n8. 由兩塊玻璃片(n1= 1.75)所形成的空氣劈尖，其一端厚度為零，另一端厚度為0.002cm,現(xiàn)用波長為7000 ?的單色平行光，從入射角為30角的方向射在劈 尖的表面，則形成的干涉條紋數(shù)為(A )(A)27(B)56(C)40(D)1009. 若把牛頓環(huán)裝置，由空氣搬入水中，則干涉條紋( C )(A)中心暗斑變成亮斑(B)變疏(C)變密(D)間距

15、不變10. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，當(dāng)肥皂膜的厚度趨于零時，從 反射光方向觀察肥皂膜為(C )(A)無色(B)紅色(C)黑色(D) 彩色11. 在垂直照射的劈尖干涉實驗中，當(dāng)劈尖的夾角變大時，干涉條紋將向劈尖棱方向移動，相鄰條紋間的距離將(B )(A)變大(B) 變小(C)不確定(D) 不變12. 用 = 6000 ?的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第4個暗環(huán)仲 央暗斑為第1個暗環(huán))對應(yīng)的空氣膜厚度為(A )(A)0.9m( B)0.75( C)0.8.二m( D)0.85513. 在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當(dāng)縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不

16、變外，各級衍射條紋(B )(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)光強也不變。14. 在單縫的夫瑯禾費衍射實驗中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于單縫處波面可劃分為B個半波帶。(A) 2( B)6( C)3( D)415. 波長為 的單色光垂直入射在縫寬 a=4的單縫上.對應(yīng)于衍射角=30°單縫處的波面可劃分為D半波帶。(A) 2(B)6(C)3(D)416. 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度a=5的單縫上.對應(yīng)于衍射角的方向上若單縫處波面恰好可分成5個半波帶，則衍射角為(B )(A)60°(B) 30°(C)45

17、°(D) 150°17. 波長為 的單色光垂直入射于光柵常數(shù)為 d、縫寬為a、總縫數(shù)為N的光柵上.取k=0, ±，址.，則決定出現(xiàn)主極大的衍射角的公式可寫成(D )(A) Na si(B) a sinr=k (C) N d sin 于k (D) d sin=k 18. 波長為400nm的光垂直投射到每厘米6000條刻線的光柵上，則最多能觀察 到級數(shù)為(D )(A) 3 級 (B) 2 級(C) 5級 (D) 4 級19. 波長為500 nm(1 nm=10-9m)的單色光垂直入射到光柵常數(shù)為 1.0 X0-4 cm的平面衍射光柵上，第一級衍射主極大所對應(yīng)的衍射角;

18、：(A )(A) 30°(B) 60°(C) 45°(D) 120°20. 在雙縫干涉實驗中，用單色自然光，在屏上形成干涉條紋.若在兩縫后放一 個偏振片，則(B )(A) 干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強(B) 干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度減弱(C) 干涉條紋的間距變窄，且明紋的亮度減弱(D) 無干涉條紋21. 一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片.若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強度最大值是最小值的 5倍，那么入射光束中 自然光與線偏振光的光強比值(A )(A) 1 / 2(B) 1 / 3(C) 1 / 4(D) 1

19、 / 522. 振幅為A的線偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片的偏振化方向 與入射偏振光的振動方向夾角為 60 ,則透過偏振片的振幅為(A )(A) A /2(B)3A/2(C) A/4(D) 3A/423. 要使一束線偏振光通過偏振片之后振動方向轉(zhuǎn)過90°至少需要讓這束光通過 A塊理想偏振片.(A)2(B)1(C)4(D)324. 束光強為Io的自然光，相繼通過三個偏振片 Pi、P2、P3后，出射光的光強 為I = Io / 8已知Pi和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn) P2, 要使出射光的光強為零，P2最少要轉(zhuǎn)過的角度( B )(A) 30°(B

20、) 45°(C) 60°(D) 90°四、判斷題(對的打V,錯的打X)1. 對于普通光源，可以獲得相干光.(V )2. 光波的相干疊加服從波的疊加原理，不相干疊加不服從波的疊加原理。(X )3. 洛埃德鏡和雙鏡等光的干涉實驗都是用波陣面分割的方法來實現(xiàn)的。(V4. 若將在雙縫干涉實驗放在水中進行，和空氣中相比，相鄰條紋間距將減小。(V )5. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，當(dāng)肥皂膜的厚度趨于零時，從透射光方向觀察肥皂膜為透明無色。(V )6. 當(dāng)自然光以布儒斯特角入射時，反射光為垂直入射面的完全偏振光，折射光為平行入射面的完全偏振光。(X )五、計算題1

21、. 在雙縫干涉實驗中，波長，"nm的單色平行光垂直入射到縫間距 d=2X idm 的雙縫上，屏到雙縫的距離 D=2m。求：(1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距；(4')(2) 若用一厚度e =6.6 X0-6m、折射率n =1.58的云母片覆蓋一縫后，零級明紋 將移到原來的第幾級明紋處？ (6')'X = 2X102 102 550 10 亠2W4=0.11 m(4')(2) r2 -(r1 ' ne -e) =0(2')r2 -re(n-1) =6.6 101.58-11=3.828 10“ m (2')_6r2

22、一口 3.828 10-k 21. 廠* 7，零級明紋將移到原來第7級明紋處。(2')人 550漢102. 用復(fù)色光垂直照射一薄膜，此薄膜處于空氣中，其厚度e =4X10-7m，折射率為n2 =1.4。試問在可見光范圍內(nèi)，哪些波長的光在反射時干涉加強？(10')4n?e解：由2n 2ek 得-(22k -1k=1,2,3,4的波長為： 4= 320 nm(4')(2') 1 = 2240nm; 2= 746.7 nm; 3= 448nm;可見光范圍：400nm-760nm故波長為746.7nm和448nm的兩種光在反射時加強3. 空氣中有一劈形透明膜，其劈尖角-

23、1.0 XO-4 rad,在波長，=700 nm的單色光垂直照射下，測得兩相鄰干涉明條紋間距I = 0.25 cm,求(1) 此透明材料的折射率；(5')(2) 第二條明紋與第五條明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差.(5')解(1) l sinn1.4(5')2n2l0(2) ,：e52 = 7.5 10-m(5')2n4. 平行光垂直入射到一寬度a=0.5mm的單縫上。單縫后面放置一焦距f=0.40m的透鏡，使衍射條紋呈現(xiàn)在位于透鏡焦平面的屏幕上。若在距離中央明條紋中心為x=1.20mm處觀察，看到的是第3級明條紋。求(1) 入射光波長 ; (5')(2) 從該方向望去，單縫處的波前被分為幾個半波