往年大學(xué)物理光學(xué)

1、1選擇題(本題3分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是 (A)使屏靠近雙縫 (B)使兩縫的間距變小 (C)把兩個(gè)縫的寬度稍微調(diào)窄 (D)改用波長(zhǎng)較小的單色光源 B 22、（本題3分） 一束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過(guò)兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45角，則穿過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I 為 (A) (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2 B 3、（本題3分）一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光 (A) 是自然光 (B) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面 (C) 是線偏振光且光矢量

2、的振動(dòng)方向平行于入射面 (D) 是部分偏振光 B 34、（本題3分）ABCD為一塊方解石的一個(gè)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(nèi)且與AB成一銳角，如圖所示一束平行的單色自然光垂直于AB端面入射在方解石內(nèi)折射光分解為o光和e光，o光和e光的 (A) 傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直 (B) 傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直 (C) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直 (D) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直 C 4 A 7、（本題3分）在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其他條件不變，則中央明條紋 (A) 寬度變小 (B) 寬度變大

3、(C) 寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變 (D) 寬度不變，但中心強(qiáng)度增大 B 8、（本題3分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色自然光，在屏上形成干涉條紋若在兩縫后放一個(gè)偏振片，則 (A) 干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度加強(qiáng) (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(wú)干涉條紋 58、（本題3分）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的方位上所用單色光波長(zhǎng)為=500 nm，則單縫寬度為 (A) 2.510-5 m (B) 1.010-5 m (C) 1.010-6 m (D) 2.510-7 m C 69. (本題3分) 如圖S1、

4、S2是相干光源，它們到P點(diǎn)的距離分別為r1和r2。路徑S1P垂直穿過(guò)一塊厚度為t1，折射率為n1的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過(guò)一塊厚度為t2，折射率為n2的介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于S1S2Pr1r2n1t1n2t2(A) (r2+n2t2)-(r1+n1t1)(B) r2+(n2-1)t2-r1+(n1-1)t1(C) (r2-n2t2)-(r1-n1t1)(D) n2t2-n1t1B710. (本題3分)如圖，用波長(zhǎng)為的單色光照射雙縫干涉裝置。若將一折射率為n，劈角為的透明劈尖b插入光線2中，則當(dāng)劈尖b緩慢向上移動(dòng)時(shí)(只遮住S2)，屏C上的干涉條紋 。(A) 間隔變大

5、，向下移動(dòng) ； (B)間隔變小，向上移動(dòng) ；(C)間隔不變，向下移動(dòng) ；(D)間隔不變，向上移動(dòng) 。CbSS1S212OC811. (本題3分) 如果兩個(gè)偏振片堆疊在一起，且偏振化方向之間夾角為60，假設(shè)二者對(duì)光無(wú)吸收，光強(qiáng)為I0的自然光垂直入射在偏振片上，則出射光強(qiáng)為(A) I0/8 (B) 3I0/8 (C) I0/4 (D) 3I0/4 A9填空題1、（本題3分）坡印廷矢量 的物理意義是： ；其定義式為 電磁波能流密度矢量 2分 1分2. (本題3分) 單色平行光垂直入射到雙縫上觀察屏上P點(diǎn)到兩縫的距離分別為r1和r2設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為n的媒質(zhì)，則P點(diǎn)處二相干光線的光程差為_ n

6、(r2 r1 ) 103. (本題3分) 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，插入一塊折射率為n，厚度為d的透明薄片插入這塊薄片使這條光路的光程改變了_ 2( n 1) d 4. (本題3分) 惠更斯引入_的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 的思想補(bǔ)充了惠更斯原理，發(fā)展成了惠更斯菲涅耳原理 子波 1分子波干涉(或答子波相干疊加) 2分115. (本題4分) 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相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第_級(jí)和第_級(jí)譜線 一 三 6. (本題6分)一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)P，觀察通過(guò)P的光強(qiáng)的變化過(guò)

7、程若入射光是_光，則將看到光強(qiáng)不變；若入射光是_，則將看到明暗交替變化，有時(shí)出現(xiàn)全暗；若入射光是_，則將看到明暗交替變化，但不出現(xiàn)全暗 自然(光)或(和)圓偏振(光) 線偏振光(完全偏振光) 部分偏振光或橢圓偏振光 注：1、3空若只答自然光 部分偏振光亦給分 127. (本題3分) 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若使兩縫之間的間距增大，則屏幕上干涉條紋間距 ，若使單色光波長(zhǎng)減小，則干涉條紋間距 。減變小 (2分)減變小 (1分) 波長(zhǎng)為5500的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=210-4cm的平面衍射光柵上，可能觀察到光譜線的最高級(jí)次為第 級(jí)。8. (本題3分)3kmax=d/=3.64, 故取3。139.

8、(本題3分) 當(dāng)一束自然光以布儒斯特角入射到兩種媒質(zhì)的分界面上時(shí)，就偏振狀態(tài)來(lái)說(shuō)反射光為 光，其振動(dòng)方向 于入射面。 完全偏振光線偏振光 (1分)垂直 (2分)10. (本題3分) 在光學(xué)各向異性晶體內(nèi)部有一確定的方向，沿這一方向?qū)こ９夂头浅９獾?相等，這一方向稱為晶體的光軸傳播速度 (3分)1411. (本題3分) 若一雙縫裝置分別被折射率為n1和n2的兩塊厚度均為e的透明介質(zhì)所遮蓋，此時(shí)由雙縫分別到屏上原中央極大所在處的兩束光光程差= 。(n2-n1)e 或者 (n1-n2)e 均可 (3分)12. (本題3分) 用=6000 的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時(shí)，從中央向外數(shù)第4個(gè)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的空氣

9、膜厚度為 m。1.22d+ /2=(2k+1) /2, d=k /2, k=4, d=2 =1.2 m1514. (本題3分) 惠更斯菲涅耳 原理的基本內(nèi)容是波振面上各面積元所發(fā)出的子波在觀察點(diǎn)P的 決定了P點(diǎn)的合振動(dòng)及光強(qiáng)。 干涉 (或答“相干疊加”) 在麥克耳遜干涉儀的一條光路中，插入一塊折射率為n，厚度為d的透明薄片，插入這塊薄片使這條光路的光程改變了 。13. (本題3分)2(n-1)d16計(jì)算題解：由于 ,因此在反射光中均不在半波損失。 光程差滿足： 1、（本題5分）如圖所示，用白色光垂直照射厚度為d=400nm的薄膜，若折射率為 n2=1.4且 ，問(wèn)反射光中哪幾種波長(zhǎng)的光可以加強(qiáng)？

10、 2分反射光加強(qiáng)。 17在400nm760nm 1.47 k 2.8取k=2, 2分=560nm的光得到加強(qiáng)。 1分 182、(本題10分)用波長(zhǎng)為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心 (1) 求此空氣劈形膜的劈尖角； (2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？ (3) 在第(2)問(wèn)的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？ 解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e2/2處

11、是第二條暗紋中心 .依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度e43/2 。5分19(2) 由上問(wèn)可知A處膜厚為 e4=3500/2(nm)=750(nm) 對(duì)于=600nm的光，連同附加光程差，在A處兩反射光的光程差為由于 ，所以A處是明紋。3分(3) 棱邊處仍是暗紋，A處是第三條明紋，所以共有三條明紋，三條暗紋 2分203.(本題10分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距a210-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m求： (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距； (2) 用一厚度為e6.610-5 m、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移到

12、原來(lái)的第幾級(jí)明紋處？(1 nm = 10-9 m)。 解：(1) x20 D / a 2分(n1)er1r2 2分0.11 m 2分(2) 一縫覆蓋玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足 21設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級(jí)明紋，則應(yīng)有 ：r2r1k 2分所以 (n1)e = k2分零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處 k(n1) e / 6.967 224.(本題10分)S0S1S2dDOl1l2屏 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色光源S0到兩縫S1和S2的距離分別為l1和l2，并且l1-l2=3, 為入射光的波長(zhǎng)，雙縫之間的距離為d，雙縫到屏的距離為D，如圖。求：(1)零級(jí)明紋到屏中央O點(diǎn)的距離；(6分)(2) 相鄰明紋間的距離

13、。(4分)S0S1S2dDOl1l2屏P0r1r2解:(1)如圖，設(shè)P0為零級(jí)明紋的中心。則l1+r1=l2+r2。即r2-r1= l1-l2=3。另一方面，因此，23(2) 在屏上距O點(diǎn)為x處，光程差當(dāng)明紋k級(jí)明紋到O的距離為k=0，即是(1)的結(jié)果。相鄰明紋之間的距離為245.(本題5分) 用氦氖激光器發(fā)射的單色光(波長(zhǎng)=6328)垂直照射到單縫上，所得夫瑯和費(fèi)衍射圖樣中第一級(jí)暗條紋的衍射角為5，求縫寬度。解：在單縫衍射中，第一級(jí)暗紋滿足條件： bsin=k= (k=1) (2分)所以 b=/sin =7.2610-3 mm (3分)256.(本題10分) 一衍射光柵，每厘米有200條透光

14、縫，每條透光縫寬為a=210-3cm，在光柵后放一焦距f=1m的凸透鏡，現(xiàn)以=6000的單色平行光垂直照射光柵，求：(1)透光縫a的單縫衍射中央明條紋寬度為多少？(2)在該寬度內(nèi)，有幾個(gè)光柵衍射主極大？解：光柵常數(shù)d=a+b=1/200 cm=510-5m; a= 210-5m。(1) asin=k, k=1，2，3，k級(jí)暗紋。tg =x/f(2分)當(dāng)xf時(shí)， tg sin x=f =kf /a= f /a 0.03m (取k=1)(2分)所以，中央明紋的寬度為 x=2x=0.06m. (1分)26dsin=k, k =dsin/=dx/(f )=2.5(3分)取k =2， 所以共有0，1， 2共5級(jí)主極大。 (2分)271、（本題5分） 某種單色光垂直入射到一個(gè)光柵上，由單色光波長(zhǎng)和已知的光柵常數(shù)，按光柵公