光學(xué)課后題題庫

第一章2．在楊氏實驗裝置中 ,光源波長為 640nm,兩狹縫間距為0.4mm,光屏離狹縫的距離為50cm.試求：(1)光屏上第1亮條紋和中央亮條紋之間的距離；（2）若p點離中央亮條紋為0.1mm，問兩束光在p點的相位差是多少？（3）求p點的光強度和中央點的強度之比.yr0解：（1）由公式d，得yr0506.41058.0102cm=0.42）由課本第20頁圖1-2的幾何關(guān)系可知r2r1dsindtandy0.040.010.8105cmr0502(r2r1)20.81056.41054(3)由公式IA12A222A1A2cos4A12cos22得Ip24A12cos2cos21Ap224cos2I0A024A12cos20cos20821cos22420.853643.把折射率為1.5的玻璃片插入楊氏實驗的一束光路中,光屏上原來第5級亮條紋所在的位置為中央亮條紋,試求插入的玻璃片的厚度.已知光波長為6×10-7m.S1、S2到P點的光程差，由公式r解：未加玻璃片時，2可知為r2r1525r=2現(xiàn)在S1發(fā)出的光束途中插入玻璃片時，P點的光程差為1r2r1hnh0022所以玻璃片的厚度為hr2r15106104cmn10.5在兩塊玻璃片之間一邊放一條厚紙,另一邊相互壓緊.玻璃片l長10cm,紙厚為0.05mm,從60°的反射角進行觀察 ,問在玻璃片單位長度內(nèi)看到的干涉條紋數(shù)目是多少 ?設(shè)單色光源波長為 500nm.解：由課本 49頁公式（1-35）可知斜面上每一條紋的寬度所對應(yīng)的空氣尖劈的厚度的hhj1hjn12sin2i1變化量為2n2221

232如果認為玻璃片的厚度可以忽略不記的情況下，則上式中n2 n21,i160。而厚度h所對應(yīng)的斜面上包含的條紋數(shù)為hh0.05100N5000107h故玻璃片上單位長度的條紋數(shù)為N10010N10l條/厘米在上題裝置中,沿垂直于玻璃片表面的方向看去,看到相鄰兩條暗紋間距為1.4mm?！阎ＡL17.9cm,紙厚0.036mm,求光波的波長。i20,cosi21.sintandn21.0解:依題意,相對于空氣劈的入射角LLL22d2n2cosi22dL20.0361.45.631284916104mm563.13nmL17912.邁克耳孫干涉儀的反射鏡M2移動0.25mm時，看到條紋移過的數(shù)目為909個，設(shè)光為垂直入射，求所用光源的波長。解：根據(jù)課本59頁公式可知，邁克耳孫干涉儀移動每一條條紋相當h的變化為：hh2j1jh12cosi22cosi22cosi22現(xiàn)因i20，h故2N 909所對應(yīng)的h為hNNh22h20.255.5104mm550nm故N909第二章10.鈉光通過寬 0.2mm的狹縫后,投射到與縫相距 300cm的照相底片上 .所得的第一最小值與第二最小值間的距離為 0.885cm,問鈉光的波長為多少 ?若改用X射線(λ=0.1nm)做此實驗,問底片上這兩個最小值之間的距離是多少解：如果近似按夫瑯和費單縫衍射處理，則根據(jù)公式32.15用每毫米內(nèi)有 400條刻痕的平面透射光柵觀察波長為 589nm的鈉光譜。試問： (1)光垂直入射時，最多能觀察到幾級光譜？ (2)光以30角入射時,最多能觀察到幾級光譜 ?第三章3.15.有兩塊玻璃薄透鏡的兩表面均各為凸球面及凹球面 ,其曲率半徑為 10cm.一物點在主軸上距離20cm處,若物和鏡均浸在水中 ,分別用作圖法和計算法求像點的位置 .設(shè)玻璃的折射率為1.5,水的折射率為 1.33.43.18 會聚透鏡和發(fā)散透鏡的焦距都是１０ cm,求(1)與主軸成30度的一束平行光入射到每個透鏡上,像點在何處?(2)在每個透鏡左方的焦平面上離主軸 1cm 處各置一發(fā)光點 ,成像在何處?作出光路圖.(1)由f’/s’+f/s=1,對于會聚透鏡：x=f’=10cm,y=xtan30=5.8cm或者y=xtan(-30。)=-5.8cm，像點的坐標為(10,|5.8|)同理，對于發(fā)散透鏡：像點的坐標為(-10,|5.8|)由f’/s’+f/s=1，s=f,對于會聚透鏡：x=無窮大，即經(jīng)透鏡后為一平行光束。對于發(fā)散透鏡： x=-5cm，又y’/y=s’/s,得y=0.5cm，3.19 作圖略3.23和3.24答案有誤，自行整理5第四章4.6一顯微鏡物鏡焦距為0.5㎝，目鏡焦距為2㎝，兩鏡間距為22㎝。觀察者看到的象在無窮遠處。試求物體到物鏡的距離和顯微鏡的放大本領(lǐng)第五章5.4在兩個理想的偏振片之間有一個偏振片以勻角速度 ω繞光的傳播方向旋轉(zhuǎn)（見題5.4圖），若入射的自然光強為 I0，試證明透射光強為65.6 沒答案自己整理第六章6.4計算波長為 253.6nm和546.1nm的兩譜線瑞利散射的強度比。解 ： 由 瑞 利 散射 定 律 ， 散 射光 強 度 與 波 長 的 四 次 方 成 反比第七章77.15波長為320nm的紫外光入射到逸出功為2.2eV的金屬表面上，求光電子從金屬表面逸出時的最大速度。若入射光的波長為原來的一半，初涉光電子的最大動能是否增至兩倍？解 ： 由 愛 因 斯 坦 光 電 效 應(yīng) 方 程干涉現(xiàn)象：周期相同、相位差恒定、方向相同等傾干涉：由于入射角相同的光經(jīng)薄膜兩表面反射形成的反射光在相遇點有相同的光程差，也就是說，凡入射角相同的就形成同一條紋，故這些傾斜度不同的光束經(jīng)薄膜反射所形成的干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán)．這種干涉稱為等傾干涉。等厚干涉：等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋．等厚干涉與等傾干涉的區(qū)別：等厚干涉與等傾干涉雖說都是薄膜干涉，但卻有所不同。等厚干涉條紋是由同一方向的入射光在厚度不均勻的薄膜上產(chǎn)生的干涉條紋；而等傾干涉條紋則是擴展光源上的各個發(fā)光點沿各個方向入射在均勻厚度的薄膜上產(chǎn)生的條紋。第一暗環(huán)為范圍的中央亮班占據(jù)入射光束光強的84%干涉與衍射區(qū)別與聯(lián)系：都是波的相干疊加，干涉是幾束光，衍射是無窮多的相干疊加;前者粗略后者精細。都是明暗相見的條紋，間距均勻與相對集中的不同。總之，