物理-光學(xué)-習(xí)題附答案

PAGEPAGE4一、選擇題1、在相同時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為λ的單色光在空中和在玻璃中，正確的是[]傳播的路程相等，走過(guò)的光程相等；傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等；傳播的路程不相等，走過(guò)的光程相等；傳播的路程不相等，走過(guò)的光程不相等。2.如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，并且n1<n2>n3,為入射光在真空中的波長(zhǎng)，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為[]A．；B.；C．；D.。3.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)是明條紋。若將縫蓋住，并在連線的垂直平分面處放一反射鏡M，如圖所示，則此時(shí)[]A．P點(diǎn)處仍為明條紋；B.P點(diǎn)處為暗條紋；C．不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋；D.無(wú)干涉條紋。4、用白光源進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，若用一純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個(gè)純藍(lán)色的濾光片遮蓋另一條縫，則［］A．干涉條紋的寬度將發(fā)生變化；B.產(chǎn)生紅光和藍(lán)光的兩套彩色干涉條紋；C．干涉條紋的位置和寬度、亮度均發(fā)生變化；D．不發(fā)生干涉條紋。5、有下列說(shuō)法：其中正確的是［］A、從一個(gè)單色光源所發(fā)射的同一波面上任意選取的兩點(diǎn)光源均為相干光源；B、從同一單色光源所發(fā)射的任意兩束光，可視為兩相干光束；C、只要是頻率相同的兩獨(dú)立光源都可視為相干光源；D、兩相干光源發(fā)出的光波在空間任意位置相遇都會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。6、真空中波長(zhǎng)為λ的單色光，在折射率為n的均勻透明媒質(zhì)中，從A點(diǎn)沿某一路徑到B點(diǎn)，路徑的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，A、B兩點(diǎn)光振動(dòng)位相差記為Δφ，則［］（A）L=3λ/（2n）,Δφ=3π；(B)L=3λ/（2n）,Δφ=3nπ；（C）L=3nλ/2,Δφ=3π；(D)L=3nλ/2，Δφ=3nπ。7、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫原來(lái)寬度相等，若其中一縫略變寬，則［］A、干涉條紋間距變寬； B、干涉條紋間距不變，但光強(qiáng)極小處的亮度增加C、干涉條紋間距不變，但條紋移動(dòng)D、不發(fā)生干涉現(xiàn)象8、兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，則干涉條紋［］A、向棱邊方向平移，條紋間隔變小； B、向棱邊方向平移，條紋間隔變大；C、向棱邊方向平移，條紋間隔不變； D、向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間隔不變；E、向遠(yuǎn)離棱邊方向平移，條紋間隔變小。9、二塊平玻璃構(gòu)成空氣劈，當(dāng)把上面的玻璃慢慢地向上平移時(shí)，由反射光形成的干涉條紋［］A、向劈尖平移，條紋間隔變小； B、向劈尖平移，條紋間隔不變；C、反劈尖方向平移，條紋間隔變?。?D、反劈尖方向平移，條紋間隔不變。10、根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理，若已知光在某時(shí)刻的波振面為S，則S的前方某點(diǎn)P的光強(qiáng)度決定于波振面S上所有面元發(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.11、波長(zhǎng)λ的平行單色光垂直入射到縫寬a=3λ的狹縫上，一級(jí)明紋的衍射角為［］A、±30°； B、±19.5°； C、±60°； D、±70.5°。屏幕12、在如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若將單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移，則屏幕上的衍射條紋［］屏幕A、間距變大；B、間距變??；C、不發(fā)生變化；D、間距不變，但明暗條紋的位置交替變化。13、在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若使雙縫間距減小，屏上呈現(xiàn)的干涉條紋間距如何變化?若使雙縫到屏的距離減小，屏上的干涉條紋又將如何變化?［］A、都變寬；B、都變窄；C、變寬，變窄；D、變窄，變寬。14、（1）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色平行光垂直入射（如圖1），雙縫向上平移很小距為。9、由兩塊玻璃片組成空氣劈形膜，當(dāng)波長(zhǎng)為的單色平行光垂直入射時(shí)，測(cè)得相鄰明條紋的距離為1。在相同的條件下，當(dāng)玻璃間注滿某種透明液體時(shí)，測(cè)得兩相鄰明條紋的距離為2,則此液體的折射率為_(kāi)_____。10、光強(qiáng)均為I0的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是____________________。11、利用等厚干涉條紋可以檢驗(yàn)精密加工后工件表面的質(zhì)量。在工件上放一平玻璃，使其間形成空氣劈形膜。以單色平行光垂直照射玻璃表面時(shí)，觀察到的干涉條紋彎向劈尖，判斷工件表面上紋路是(凹還是凸)。12、正如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射裝置示意圖中，用波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射在單縫上，若P點(diǎn)是衍射條紋中的中央明紋旁第二個(gè)暗條紋的中心。則由單縫邊緣的A、B兩點(diǎn)分別到達(dá)P點(diǎn)的衍射光線光程差是_____________。13、用納光燈的納黃光垂直照射光柵常數(shù)為d=3μm的衍射光柵，第五級(jí)譜線中納黃光的(589.3nm)的角位置5=。14、若波長(zhǎng)為6250?的單色光垂直入射到一個(gè)每毫米有800條刻線的光柵上時(shí)，則該光柵的光柵常數(shù)為；第一級(jí)譜線的衍射角為。15、為了測(cè)定一個(gè)光柵的光柵常數(shù)，用波長(zhǎng)為632.8nm的光垂直照射光柵，測(cè)得第一級(jí)主極大的衍射角為18°，則光柵常數(shù)d=__，第二級(jí)主極大的衍射角=。16、在夫瑯和費(fèi)衍射光柵實(shí)驗(yàn)裝置中，S為單縫，L為透鏡，屏幕放在L的焦平面處，當(dāng)把光柵垂直于透鏡光軸稍微向上平移時(shí)，屏幕上的衍射圖樣。17、檢驗(yàn)自然光、線偏振光和部分偏振光時(shí)，使被檢驗(yàn)光入射到偏振片上，然后旋轉(zhuǎn)偏振片。若從振偏片射出的光線___，則入射光為自然光；若射出的光線__，則入射光為部分偏振光；若射出的光線__，則入射光為完全偏振光。18、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)，就其偏振狀態(tài)來(lái)說(shuō)反射光為，其振動(dòng)方向入射面，折射光為光。19、一束自然光由折射率為n1的介質(zhì)入射到折射率為n2的介質(zhì)分界面上。已知反射光為完全偏振光，則入射角為，折射角為_(kāi)___。20、一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，則折射光束的折射角為_(kāi)；玻璃的折射率為_(kāi)___。21、一束自然光通過(guò)兩個(gè)偏振片，若偏振片的偏振化的方向間夾角由α1轉(zhuǎn)達(dá)到α2，則轉(zhuǎn)達(dá)動(dòng)前后透射光強(qiáng)度之比為_(kāi)。三、計(jì)算題1、在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)為5.0×10-7m的單色光垂直入射到間距為d=0.5mm的雙縫上，屏到雙縫中心的距離D=1.0m。求：（1）屏上中央明紋到第10級(jí)明紋中心的距離；（2）條紋寬度；（3）用一云母片（n=1.58）遮蓋其中一縫，中央明紋移到原來(lái)第8級(jí)明紋中心處，云母處的厚度是多少？2、如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS1=SS2用波長(zhǎng)為λ的光照射雙縫S1和S2，通過(guò)空氣后在屏幕E上形成干涉條紋，已知P點(diǎn)處為第三級(jí)明條紋，則S1和S2到P點(diǎn)的光程差為多少？若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級(jí)明條紋，則該液體的折射率n為多少？3、為了測(cè)量金屬細(xì)絲的直徑，將金屬細(xì)絲夾在兩塊平玻璃板之間，形成劈形空氣膜，如圖所示。金屬絲和劈棱間距離為D=28.880mm,用波長(zhǎng)=589.3nm的鈉黃光垂直照射，測(cè)得30條明紋間的距離4.295mm,求金屬絲的直徑d。4、牛頓環(huán)裝置的平凸透鏡和平玻璃板之間充滿空氣，凸透鏡的曲率半徑為300cm，波長(zhǎng)λ=6500?(1)兩反射光的光程差的表達(dá)式(2)從中心向外數(shù)第十個(gè)明環(huán)所在處的液體厚度e10(3)第十個(gè)明環(huán)的半徑r10.5、單縫衍射中，縫寬度a＝0.40mm,以波長(zhǎng)λ＝589nm單色光垂直照射，設(shè)透鏡焦距f＝1.0m6、波長(zhǎng)600nm的單色平行光，垂直入射到縫寬的單縫上，縫后有一焦距為的透鏡。在透鏡焦平面觀察到的中央明紋寬度為多少？?jī)蓚€(gè)第三級(jí)暗紋之間的距離為多少？(1nm=10-9m)。7、用＝600nm的單色光垂直照射在寬為3cm，共有5000條縫的光柵上。問(wèn)：（1）光柵常數(shù)是多少？（2）第二級(jí)主極大的衍射角為多少？（3）光屏上可以看到的條紋的最大級(jí)數(shù)？8、為測(cè)定一給定的光柵常數(shù)，用波長(zhǎng)＝600.0nm的激光垂直照射光柵，測(cè)得第一級(jí)明紋出現(xiàn)在15°方向。求：光柵常數(shù)；第二級(jí)明紋的衍射角；如果用此光柵對(duì)某單色光做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)第一級(jí)明紋出現(xiàn)在27°方向，此單色光波長(zhǎng)是多少？9、自然光入射于重疊在一起的兩偏振片。（1）如果透射光的強(qiáng)度為最大透射光強(qiáng)度的1/3，問(wèn)兩偏振片的偏振化方向之間的夾角是多少？（2）如果透射光強(qiáng)度為入射光強(qiáng)度的1/3，問(wèn)兩偏振片的偏振化方向之間的夾角又是多少？10、一束光強(qiáng)為I0的自然光，相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片P1、P2后出射光強(qiáng)為I0/4。若以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)P2，要使出射光強(qiáng)為零，P2至少應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度是多少？11、水的折射率為1.33，玻璃的折射率為1.50。當(dāng)光由水中射向玻璃而反射時(shí)，起偏振角為多少？當(dāng)光由玻璃射向水而反射時(shí)，起偏振角又為多少？一、選擇題1、C2、C3、B4、D5、A6、A7、B8、C9、B10、D11、A12、C13、C14、D15、A16、B17、D18、C19、B20、D21、D22、C二、填空題（1）橫；(2)3×108(3)電場(chǎng)強(qiáng)度EΔφ=2π(n-1)L/λ；Δ=(n-1)L（１）增大雙縫與屏間距D；（２）減小雙縫間的間距dλ/4nλ/2nθ=λ/2n減小；減??；增多1/22I0凹2λ79o1.25μm；30o2.05μm；38不變強(qiáng)度沒(méi)有變化；強(qiáng)度有變化，但是不會(huì)減小到0；強(qiáng)度有最大和消光出現(xiàn)完全偏振光；垂直；部分偏振arctg(n2/n1)；π/2–arctg(n2/n1)30°；1.73三、計(jì)算題1、解：(1)(2)(3)設(shè)未加云母片時(shí)，第8級(jí)明紋處對(duì)應(yīng)的兩光程為和，則加云母片后，原第8級(jí)明紋處為中央明紋，則所以，，2、解：由于雙縫干涉時(shí)，明紋滿足條件光程差，所以當(dāng)時(shí)，兩光源到雙縫的光程差為當(dāng)置于液體中時(shí)，，即為，與前面結(jié)果聯(lián)立，即得3、解：30條明紋間的距離即為29個(gè)明紋間距，則明紋間距由于空氣劈是存在半波損失的，所以（1）因空氣劈的夾角很小，所以（2）（1）和（2）兩式聯(lián)立即得4、解：(1)因透明液體的折射率為最小，所以光程差中存在半波損失，兩反射光的光程差(2)第10個(gè)明環(huán)處對(duì)應(yīng)的液體厚度(3)時(shí)，明環(huán)半徑為5、解：(1)bsinφ1=λbx1/f=λx1=fλ/b=1.47×10-3m(2)bsinφ2=5λ/2bx2/f=5λ/2x2=f5λ/2b=3.68×10-3m6、解：中央明紋寬度即為兩個(gè)第一級(jí)暗紋間的距離，則有暗紋時(shí)滿足中央明紋寬度為兩個(gè)第三級(jí)暗紋之間的距離為7、解：（1）光柵常數(shù)