東華理工大學(xué)物理(上)

1、一選擇題1在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為的單色光垂直入射在寬度為a4 的單縫上，對(duì)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 (A) 2 個(gè) (B) 4 個(gè) (C) 6 個(gè) (D) 8 個(gè) B 2根據(jù)惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某時(shí)刻的波陣面為S，則S的前方某點(diǎn)P的光強(qiáng)度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點(diǎn)的 (A) 振動(dòng)振幅之和 (B) 光強(qiáng)之和 (C) 振動(dòng)振幅之和的平方 (D) 振動(dòng)的相干疊加. D 13一束波長(zhǎng)為的平行單色光垂直入射到一單縫AB上，裝置如圖在屏幕D上形成衍射圖樣，如果P是中央亮紋一側(cè)第一個(gè)暗紋所在的位置，則的長(zhǎng)度為 (A) / 2 (B) (

2、C) 3/ 2 (D) 2 B 4測(cè)量單色光的波長(zhǎng)時(shí)，下列方法中哪一種方法最為準(zhǔn)確？ (A) 雙縫干涉 (B) 牛頓環(huán) (C) 單縫衍射 (D) 光柵衍射 D 5一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常數(shù)(a + b)為下列哪種情況時(shí)(a代表每條縫的寬度)，k=3、6、9 等級(jí)次的主極大均不出現(xiàn)？ (A) ab=2 a (B) ab=3 a (C) ab=4 a (A) ab=6 a B 26對(duì)某一定波長(zhǎng)的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級(jí)和一級(jí)主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級(jí)次的主極大，應(yīng)該 (A) 換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵 (B) 換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵 (C) 將光柵向靠近屏幕的方向

3、移動(dòng) (D) 將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動(dòng) B 7設(shè)光柵平面、透鏡均與屏幕平行則當(dāng)入射的平行單色光從垂直于光柵平面入射變?yōu)樾比肷鋾r(shí)，能觀察到的光譜線的最高級(jí)次k (A) 變小 (B) 變大 (C) 不變 (D) 的改變無(wú)法確定 B 3二填空題8在單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)于單縫處波面可劃分為 6 個(gè)半波帶，若將縫寬縮小一半，原來(lái)第三級(jí)暗紋處將是 第一級(jí)明 (只填“明”也可以) 紋9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)處為第二級(jí)暗紋，則單縫處波面相應(yīng)地可劃分為 4 個(gè)半波帶若將單縫寬度縮小一半，P點(diǎn)處將是 第一 級(jí) 暗 紋10波長(zhǎng)為的單色光垂直入射在縫寬a=4

4、的單縫上對(duì)應(yīng)于衍射角=30，單縫處的波面可劃分為 4 個(gè)半波帶11將波長(zhǎng)為的平行單色光垂直投射于一狹縫上，若對(duì)應(yīng)于衍射圖樣的第一級(jí)暗紋位置的衍射角的絕對(duì)值為，則縫的寬度等于 / sin 12一束平行單色光垂直入射在一光柵上，若光柵的透明縫寬度a與不透明部分寬度b相等，則可能看到的衍射光譜的級(jí)次為 0，1，3，. 4三、計(jì)算題13在某個(gè)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)出的光含有兩秏波長(zhǎng)1和2，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(wèn) (1) 這兩種波長(zhǎng)之間有何關(guān)系？ (2) 在這兩種波長(zhǎng)的光所形成的衍射圖樣中，是否還有其他極小相重合？ 解：(1) 由單縫衍射暗紋公式得 由題意

5、可知 代入上式可得 (2) (k1 = 1, 2, ) (k2 = 1, 2, ) 若k2 = 2k1，則1 = 2，即1的任一k1級(jí)極小都有2的2k1級(jí)極小與之重合 (2)514波長(zhǎng)為600 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直入射到寬度為a=0.10 mm的單縫上，觀察夫瑯禾費(fèi)衍射圖樣，透鏡焦距f=1.0 m，屏在透鏡的焦平面處求： (1) 中央衍射明條紋的寬度 x0； (2) 第二級(jí)暗紋離透鏡焦點(diǎn)的距離x2 解：(1) 對(duì)于第一級(jí)暗紋，有a sin 1因 1很小，故 tg 1sin 1 = / a 故中央明紋寬度 x0 = 2f tg 1=2f / a = 1.2 cm (2)

6、對(duì)于第二級(jí)暗紋，有 a sin 22x2 = f tg 2f sin 2 =2f / a = 1.2 cm 615單縫的寬度a =0.10 mm，在縫后放一焦距為50 cm的會(huì)聚透鏡，用平行綠光(=546 nm)垂直照射到單縫上，試求位于透鏡焦平面處的屏幕上中央明條紋寬度(1nm=10-9m)解：中央明紋寬度 x2f/ a =25.4610-4500 / 0.10mm =5.46 mm 716波長(zhǎng)=600nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到一光柵上，測(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角為30，且第三級(jí)是缺級(jí) (1) 光柵常數(shù)(a + b)等于多少？ (2) 透光縫可能的最小寬度a等于多少？ (3) 在選定了上述(a + b)和a之后，求在衍射角-/2 /2 范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的級(jí)次解：(1) 由