清華大學光學和量子物理習題：基外衍射試題庫

第1頁[[[[一選擇題(共42分)[[[[1.(本題3分)(5893)當單色平行光垂直入射時，觀察單縫的夫瑯禾費衍射圖樣．設I0表示中央極大(主極大)的光強，91表示中央亮條紋的半角寬度．若只是把單縫的寬度增大為原來的3倍，其他條件不變，則(A)I0增大為原來的9倍，sin91減小為原來的．(B)I0增大為原來的3倍，sin91減小為原來的．(C)I0增大為原來的3倍，sin91增大為原來的3倍．(D)I0不變，sin91減小為原來的．2.(本題3分)(7906)極小條紋之間出現(xiàn)的干涉明條紋數(shù)為B)5．3.(本題3分)(7907)A2．(C)8．(B)4．(D)16．4.(本題3分)(3526)d數(shù)為N的衍射光柵上．則k度Δ9(A)與該譜線的衍射9角無關(guān)．(D)與入射光波長λ成反比．[]5.(本題3分)(7913)在透光縫數(shù)為N的光柵衍射實驗里，N縫干涉的中央明紋中強度的最大值為時單縫衍射中央明紋強度最大值的(A)1倍．(C)2N倍．(B)N倍．(D)N2倍．6.(本題3分)(3533)(A)星體發(fā)出的微波能量比可見光能量小．(C)大氣對微波的折射率較?。?D)微波波長比可見光波長大．[]第2頁7.(本題3分)(3954)若星光的波長按550nm(1nm=10-9m)計算，孔徑為127cm的大型望遠鏡所能分辨的兩顆星的最小角距離9(從地上一點看兩星的視線間夾角)是8.(本題3分)(5218)設星光的有效波長為550nm(1nm=10-9m)，用一臺物鏡直徑為1.20m的望遠鏡觀察雙星時，能分辨的雙星的最小角間隔δ9是(A)3.2×10-3rad.(B)5.4×10-5rad.(C)1.8×10-5rad.(D)5.6×10-7rad.(E)4.3×10-8rad.[]9.(本題3分)(7953)波長為0.168nm(1nm=10-9m)的X射線以掠射角9射向某晶體表面時，在出現(xiàn)第一級極大，已知晶體的晶格常數(shù)為0.168nm，則9角為B10.(本題3分)(7954)波長為0.426nm(1nm=10-9m)的單色光，以70°角掠射到巖鹽晶體表面上時，在反射方向出現(xiàn)第一級極大，則巖鹽晶體的晶格常數(shù)為11.(本題3分)(7955)X射線射到晶體上，對于間距為d的平行點陣平面，能產(chǎn)生衍射主極大的最為Bd12.(本題3分)(7957)E]第3頁13.(本題3分)(7958)在普通全息照片再現(xiàn)時，若用原來的參考光束照射的面積僅占整個全息照片(A)可觀察到半個被拍照物的再現(xiàn)像．(B)可觀察到整個被拍照物的再現(xiàn)像，但分辯率降低一些．(C)可觀察到整個被拍照物的再現(xiàn)像，但比參考光束照射整個全息照片時(D)不能形成被拍照物的再現(xiàn)像．[]14.(本題3分)(7959)為了使全息照片再現(xiàn)的物體的虛像位于原來拍照時物體所在的位置，應該用(A)任意一束單色光照射全息照片．B夠強的激光束照射全息照片．(C)與原來拍照時所用的物光完全相同的光束照射全息照片．(D)與原來拍照時所用的參考光完全相同的光束照射全息照片．[]二填空題(共94分)15.(本題3分)(1769)單色平行光垂直照射一狹縫，在縫后遠處的屏上觀察到夫瑯禾費衍射圖樣，現(xiàn)在把縫寬加倍，則透過狹縫的光的能量變?yōu)開_______________倍，屏上圖樣的___________________倍．16.(本題3分)(3945)在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，用單色光垂直照射，若衍射圖樣的中央明紋極Ia縫寬度，λ為入射光波長，則在衍射角9方向上的光強度I=______________________________________________________．17.(本題3分)(7908)±12，±16，…級主極大由于衍射的影響而消失(即缺級)，則d/a的最大值為___________________．18.(本題3分)(7909)如圖所示雙縫，d=2a，則單縫衍射中央亮區(qū)中含有____個dad第4頁19.(本題3分)(7910)ad足d/a=5，則中心一側(cè)20.(本題4分)(3363)色光的光柵光譜中第三級譜線是缺級，則光柵常數(shù)與縫寬之比21.(本題3分)(3527)a衍射光譜中第_______________級譜線缺級．22.(本題3分)(3949)一毫米內(nèi)有500條刻痕的平面透射光柵，用平行鈉光束(λ=589nm,1nm=10-9m)與光柵平面法線成30°角入射，在屏幕上最多能看到第__________級光譜.23.(本題3分)(7939)若把光柵衍射實驗裝置浸在折射率為n的透明液體中進行實驗，則光柵公式為__________________________．同在空氣中的實驗相比較，此時主最大之間的距離____________(填變大、變小或不變)．24.(本題4分)(7914)中央主極大光強的______________倍，通過N個縫的總能量是通過單縫的能量25.(本題3分)(7915)一平面衍射光柵，透光縫寬為a，光柵常數(shù)為d，且d/a=5，在單色光垂直入射光柵平面的情況下，若衍射條紋中央零級亮紋的最大強度為I0，則第一級明紋的最大光強為_____________________．26.(本題3分)(1776)一遠處點光源的光，照射在小圓孔上，并通過圓孔后緊靠孔的會聚透鏡．在面上，將不是出現(xiàn)光源的幾何象點，而是一個衍射斑，衍射斑對小孔中心比．第5頁27.(本題3分)(1779)一個半徑大小可變的圓孔，放在與屏相距D處，波長為λ的單色平行光垂直照射到圓孔上，現(xiàn)在令圓孔半徑從零開始逐漸增大，則屏上衍射圖樣中心處的光強首次變?yōu)榱銜r，圓孔的半徑R=________________________．28.(本題3分)(7950)半徑為ρ=1.2cm的不透明圓盤與波長為λ=600nm(1nm=10-9m)位于圓盤半波帶個數(shù)k=________________．29.(本題5分)(1777)________rad．這時在兩個衍射圖樣的中心間的距離不小于_________________μm．30.(本題3分)(1778)分辨角約為__________________________rad．(1nm=10-9m)31.(本題3分)(1781)32.(本題3分)(3224)_弧度(設光的有效波長λ=550nm)(1nm=10-9m)．33.(本題3分)(3535)用物鏡直徑D=127cm的望遠鏡觀察雙星，雙星所發(fā)光的波長按λ=540nm(1nm=10-9m)計算，能夠分辨的雙星對觀察者的最小張角9r=______________rad．34.(本題3分)(5756)汽車兩盞前燈相距l(xiāng)，與觀察者相距S=10km．夜間人眼瞳孔直徑d=5.0mm．人眼敏感波長為λ=550nm(1nm=10-9m)，若只考慮人眼的圓孔衍射，則人眼可分辨出汽車兩前燈的最小間距l(xiāng)=__________________m．第6頁35.(本題3分)(1782)________________nm．36.(本題3分)(3958)鈉黃光雙線的兩個波長分別是589.00nm和589.59nm(1nm=10-9m)，若平________________________________________________37.(本題3分)(7940)一透射光柵正好能在一級譜中分辨鈉雙線(589.6nm和589.0nm)，則此光柵的透光縫數(shù)為___________________．(1nm=10-9m)38.(本題3分)(3532)X射線入射到晶格常數(shù)為d的晶體中，可能發(fā)生布喇格衍射的最大波長為____________________________________________39.(本題3分)(3692)以一束待測倫琴射線射到晶面間距為0.282nm(1nm=10-9m)的晶面族上，______________．40.(本題3分)(3963)距為___________________．41.(本題3分)(1787)照相是指利用物光波與參考光波高度的相干性，在感光介質(zhì)面上把物體各點發(fā)出的光波的______________信息和________________信息全部記錄下42.(本題3分)(7960)用一束同拍照時所用參考光的______________和______________完全相同的光束照射全息照片，可在原先拍照時放置物體的方向看到與原物形象完全一樣的體虛像．第7頁43.(本題3分)(7961)猶如一個極其復雜的光柵．當全息照片被再現(xiàn)光波照射時，就會產(chǎn)生光的_________44.(本題3分)(7961)猶如一個極其復雜的光柵．當全息照片被再現(xiàn)光波照射時，就會產(chǎn)生光的_________三計算題(共151分)45.(本題5分)(1770)寬度為a的單縫的夫瑯禾費衍射圖樣中，對應于衍射角φ處的光強Iφ=I0()2式中u=(πasinφ)/λ，λ為入射光的波長，I0為中央明紋中心處光強．試利用此式求出圖樣中各個次極大的光強的近似表達式．46.(本題5分)(3947)在單色光垂直入射的雙縫夫瑯禾費衍射實驗中，雙縫中心距為d，每條縫的47.(本題5分)(1773)用一個每毫米有500條縫的衍射光柵觀察鈉光譜線(589nm)(1nm=10-9m)．設平行光以入射角30°入射到光柵上，問最多能觀察到第幾級譜線？48.(本題10分)(3531)將一束波長λ=589nm(1nm=10-9m)的平行鈉光垂直入射在1厘米內(nèi)有(1)光線垂直入射時，能看到幾條譜線？是哪幾級？(2)若光線以與光柵平面法線的夾角9=30°的方向入射時，能看到幾條譜線？是哪幾級？49.(本題10分)(5220)以波長為λ=500nm(1nm=10-9m)的單色平行光斜入射在光柵常數(shù)為d=2.10μm、縫寬為a=0.700μm的光柵上，入射角為i=30.0°，求能看到哪幾級50.(本題5分)(5894)以波長λ=500nm(1nm=10-9m)的單色平行光垂直于光柵平面入射在一塊每毫米有1200條溝糟的閃耀光柵上時，能使光能集中在第一級譜線上．求此閃耀光柵的閃耀角γ．第8頁O51.(本題5分)(3950)O用某種單色光垂直照射一塊多縫光柵，觀察到多條譜線．已知該光柵的不透ba中心光強的52.(本題10分)(5755)用鈉黃光(有波長為λ1=589.00nm和λ2=589.59nm的兩個成分)垂直照射53.(本題8分)(5895)一塊有(3N+1)條窄縫的多縫光柵，光柵常數(shù)為d，aaλ(λ是入射光的波長)，各縫的編號波長為λ的單色平行光垂直入射該光柵．求該光柵的夫瑯禾費衍射的光強公式(設每一窄縫單獨在會聚透鏡L2λL012345678f54.(本題5分)(7951)55.(本題5分)(7952)波長λ=563.3nm(1nm=10-9m)的單色光，從極遠處的點光源發(fā)出，垂直入射在一個直徑D=2.6mm的小圓孔上．試求出在孔后與孔相距r0=1m的屏56.(本題5分)(3226)眼所分辨？(假定人眼瞳孔直徑d為3mm，光在空氣中的有效波長為λ=500nm,1nm=10-9m)．57.(本題5分)(3227)m(2)在教室的黑板上，畫的等號的兩橫線相距2mm，坐在距黑板10m處的同學能否看清？(要有計算過程)58.(本題5分)(3537)設汽車前燈光波長按λ=550nm(1nm=10-9m)計算，兩車燈的距離d=1.22第9頁 ······ ······d鈉(Na)蒸汽燈中的黃光垂直入射于一光柵上．此黃光系由波長為589.00nm與589.59nm的兩根靠得很近的譜線(鈉雙線)所組成．如在第三級光譜中剛能譜線，光柵需要有多少條刻線？(1nm=10-9m)60.(本題10分)(5897)一平面透射多縫光柵，當用波長λ1=600nm(1nm=10-9m)的單色平行光垂直入射時，在衍射角9=30°的方向上可以看到第2級主極大，并且在該處恰能分辨波長差Δλ=5×10-3nm的兩條譜線．當用波長λ2=400nm的單色平行光垂直入射時，在衍射角9=30°的方向上卻看不到本應出現(xiàn)的第3級主極大．求光61.(本題5分)(5898)62.(本題5分)(5898)63.(本題5分)(7942)一光源含有氫原子與它的同位素氘原子的混合物，這光源發(fā)射的光中有兩條紅線在波長λ=656.3nm(1nm=10-9m)處，兩條譜線的波長間隔Δλ=0.18nm．今要用一光柵在第一級光譜中把這兩條