波動光學(xué)習(xí)題1PPT幻燈片

2、在邁克爾遜干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為n的透明介質(zhì)后，測出兩束光的光程差的改變量為一個(gè)波長，則薄膜的厚度為[D]3、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的前方某一點(diǎn)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）、振動振幅之和；（Ｂ）、光強(qiáng)之和；（Ｃ）、振動振幅平方之和；（Ｄ）振動的相干迭加。[Ｄ]4、測量單色光的波長時(shí)，下列方法中哪種方法最為準(zhǔn)確：（Ａ）、雙縫干涉；（Ｂ）、牛頓環(huán)；（Ｃ）、單縫衍射；（Ｄ）、光柵衍射。[Ｄ]5、使一光強(qiáng)為I0的平面偏振光先后通過兩個(gè)偏振片P1和P2，P1和P2的偏振化方向與原入射光振動方向的夾角分別為和90度，則通過這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是[C]6、一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它通過一偏振片，若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中，自然光與線偏振片光的光強(qiáng)之比是(A)1/2(B)1/5(C)1/3(D)2/3[A]7、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏E上的P點(diǎn)處是明條紋。若將縫S2蓋住，并在S1S2的連線的垂直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射面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)處為暗條紋還是明條紋（D）無干涉條紋SS1S2EP[B]10.如圖,已知入射光在n1中的波長為

１,求經(jīng)上下兩表面反射光的光程差，n1<n2>n3答案：12n1n3n2e11、Ｓ１、Ｓ２為相干光源，A為空間一點(diǎn)，s1A=s2A,在s1A之間插入一厚為e，折射率為n的薄玻璃，則兩光源發(fā)出的光在Ａ點(diǎn)的位相差是多少？若波長＝500nm,n=1.5,A點(diǎn)剛好是第四級明紋，則e=?答案：12、分別用波長為

1=500nm,2=600nm的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈形膜的折射率為3.1，膜的兩側(cè)是同樣的媒質(zhì)，則這兩種波長的光分別形成的第七條明條紋所對應(yīng)的膜的厚度之差為多少？13、一束平行單色光垂直入射在一光柵上，若光柵的透明縫寬a與不透明部分寬度相等，則可能看到的衍射光譜的級次為缺級為可能看到的衍射光譜的級次為14、若光柵的光柵常數(shù)，縫寬和入射波長都保持不變，而使其縫數(shù)目N增加，則光柵光譜的同級光譜線將變得更窄更明亮15、如圖，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，D>>d,求：（1）零級明紋到屏中央o的距離。（2）相鄰明條紋間的距離。SS1S2P（1）（2）16、如圖所示，當(dāng)單縫邊緣兩點(diǎn)A，B射向P點(diǎn)的兩條光線在P點(diǎn)的相位差為時(shí)，P點(diǎn)離O點(diǎn)的距離等于多少？ABaPO17、一艘船在25m高的桅桿上裝有一天線，不斷發(fā)射某種波長的無線電信號，已知波長在2-4m范圍內(nèi)，在高出海平面150的懸崖頂上有一接收站能收到這無線電波。但當(dāng)這艘船在駛到離懸崖底部2km時(shí)，接收站就收不到無線電波。設(shè)湖面完全反射這無線電波，求所用無線電波的波長。SoP18、如圖，在空氣中，已知P點(diǎn)為第三級明條紋，則S1和S2到P點(diǎn)的光程差是若整個(gè)裝置放于某種液體中，P點(diǎn)為第五級明條紋，則該液體的折射率n=?

19、若用白光照明，且用紅蘭濾光片擋在兩縫后，屏上能產(chǎn)生干涉嗎？（不能）屏幕S白光紅色濾光片蘭色濾光片PS1S220、如圖所示的雙縫實(shí)驗(yàn)中，若用單色自然光照射狹縫Ｓ，在屏幕上能得到干涉條紋，若在Ｓ１和Ｓ２的前面分別加一相同的偏振片Ｐ１和Ｐ２。當(dāng)Ｐ２和Ｐ１的偏振化方向相互平行或垂直時(shí)，在屏上能否得到清晰的干涉條紋？ＳＳ１Ｓ２Ｐ１Ｐ２屏幕答案：能，否21、如果從池中靜水(n=1.33)的表面反射出來的太陽光是完全偏振的，那么，太陽的仰角大致是多少？在這反射光中，電場強(qiáng)度的振動方向應(yīng)垂直入射面。22、試述關(guān)于光的偏振的布儒斯特定律答案：當(dāng)入射角等于某特定值,時(shí)，反射光成為線偏振光，其光矢量的振動方向垂直入射面。23、如圖，透鏡可以上下移動，從上向下觀察到中心是一個(gè)暗斑，此時(shí)透鏡頂點(diǎn)距離平板的距離最少是多少？＝500nmn1=1.58n=1.60答案：24、在邁克爾遜干干涉儀中可平面鏡移動一微小距離過程中，觀察到條紋移動1468條，所用單色光波長為546.1nm,由此可此，反射鏡平移的距離為多少？給出四位有效數(shù)字）n=1.54答案：2h=N,０.4500mm25、光強(qiáng)均為Ｉ０的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉，在相遇區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的最大或最小光強(qiáng)雖多少？答案：26、惠更斯引入子波

的概念，提出了惠更斯原理，菲涅耳再用子波相干的思想補(bǔ)充了Huggens原理，發(fā)展成了惠更斯－菲涅耳原理。27、一單色光垂直入射在光柵上，衍射光譜中其出現(xiàn)５條明條紋，若已知此光柵縫寬現(xiàn)不透明部分相等，那么在中央明紡一側(cè)的兩條明紋分別是第幾級譜線？K=0K=1K=3d=2a(答案：1,3)29、兩塊折射率為1.60的標(biāo)準(zhǔn)平面玻離之間形成一個(gè)劈尖，用波長＝600nm的單色光垂直入射，產(chǎn)生等厚干涉條紋，假如我們要求在劈尖內(nèi)充滿n=1.40的液體時(shí)相鄰條紋間距比劈尖內(nèi)是空氣時(shí)的間距縮?。?5mm,則劈尖角應(yīng)是多少？答案：28、在雙縫衍射時(shí)，用單色光在屏上形成干涉條紋，若兩縫后放一偏振片，則30、平行單色光垂直入射在縫寬為a=0.15mm的單縫上，縫后有焦距為f=400mm的透鏡，在其焦平面上放置觀察屏幕?，F(xiàn)測得屏幕上中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級暗紋之間的距離為8mm,則入射光的波長為多少？干涉條紋的間距？，但明紋的亮度？。（500nm)間距不變減弱31、如圖正入射光線間距相等，那么光線1和光線３在屏上相遇的位相差為多少？Ｐ點(diǎn)應(yīng)為亮點(diǎn)還是暗點(diǎn)？１３２４５答案：２，暗點(diǎn)32、如果縫被分成６個(gè)半波帶，則Ｐ點(diǎn)為第幾級暗紋？若縫縮小一半，則Ｐ點(diǎn)為第幾級明條紋？答案：３，第一級P33、如圖所示，將折射率n=1.58的薄云母片蓋在雙縫實(shí)驗(yàn)中的一條狹縫上（S1),這時(shí)屏幕上的零級明紋往上移到原來第七級明紋的位置上，如果入射光波波長為５５０nm,試求此云母片的厚度d?！1S2r1r2p解：設(shè)屏上原來第七在P點(diǎn)處，則兩相干光在P點(diǎn)的光程差為：（1）在S1上蓋上云母片后，由題知，此時(shí)P點(diǎn)對應(yīng)的光程差為零，則注:兩個(gè)縫均放介質(zhì)b34、已知如果劈尖內(nèi)充滿折射率為n=1.40的液體，求從劈棱數(shù)起第5個(gè)明紋在充入液體前后的移動距離。n解：35、求如圖干涉實(shí)驗(yàn)中第K級牛頓環(huán)暗環(huán)半徑。R解：(k=0,1,2,…)（1）（2）由（1）、（2）式得36、求如圖干涉實(shí)驗(yàn)中第K級暗紋的半徑,已知兩透鏡的曲率半徑分別為R1和R2。n答案：R1rkrkR238、兩光譜線波長分別為和＋，其中＜＜，試證明：它們在同一級光柵光譜中的角距離為37、在單縫衍射時(shí)，設(shè)第一級衍射角很小，若鈉黃光

１=589nm,中央明紋寬度為4.0mm,則

２=442nm，中央明紋的寬度又為多少？。答案：39、在單縫衍射中，垂直入射光有兩種波長，

１=400nm,2=760nm,已知a=0.01cm,透鏡焦距f=50cm。（１）、求兩種光第一級衍射明紋中心的距離；（２）、若用光柵常數(shù)d=a+b=0.01mm的光柵常數(shù)替換單縫，其它條件不變，求兩種光第一級主極大之間的距離。K=0K=１40、一平凸透鏡放在一平晶上，以波長為=589.3nm的單色垂直入射于其上，測量反射光的牛頓環(huán)。測得從中央數(shù)起第K個(gè)暗環(huán)的弦長為lk=3.00mm,第K+5個(gè)暗環(huán)的弦長為,lk+1=4.60mm,如圖所示。求平凸透鏡的球面的曲率半徑R。d第K個(gè)暗環(huán)第K+5個(gè)暗環(huán)由圖可見

41、以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上,雙縫與屏幕的垂直距離為1m.(1)從第一級明紋到同側(cè)的第四級明紋的距離為7.5mm,求單色光的波長;(2)若入射光的波長為600nm,求相鄰兩明紋間的距離.解

（1）（2）C解計(jì)算波程差BA12,求第一次測到極大時(shí)，射電星的方位與湖面所成的角.如圖離湖面處有一電磁波接收器位于C，當(dāng)一射電星從地平面漸漸升起時(shí)，接收器斷續(xù)接收到一系列極大值.已知射電星發(fā)射的電磁波波長為42、射電信號的接收取

極大時(shí)考慮半波損失時(shí)，附加波程差取均可，符號不同，取值不同，對問題實(shí)質(zhì)無影響.注意ACB1243、用白光（390nm-750nm)作光源觀察雙縫干涉。設(shè)縫間距為d,試求能觀察到的清晰可見光譜的級次。0132因k應(yīng)取整數(shù)，故結(jié)果表明，從紫到紅排列清晰的可見光譜只有正負(fù)各一級44、有一玻璃劈尖,放在空氣中,劈尖夾角,用波長的單色光垂直入射時(shí),測得干涉條紋的寬度,求這玻璃的折射率.解空氣45、劈尖干涉的應(yīng)用-----測細(xì)絲的直徑二牛頓環(huán)明暗條紋分析光程差R光程差明紋暗紋rd暗環(huán)半徑明環(huán)半徑1）屬于等厚干涉，條紋間距不等，為什么？2）將牛頓環(huán)置于的液體中，條紋如何變化？討論劈尖干涉條紋間距因?yàn)椴煌瑮l紋處對應(yīng)的

不同，因而條紋的間隔也不同46、用氦氖激光器發(fā)出的波長為633nm的單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，測得第個(gè)k

暗環(huán)的半徑為5.63mm,第k+5暗環(huán)的半徑為7.96mm，求平凸透鏡的曲率半徑R.解

47、利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透光率.取為了增加透射率,求氟化鎂膜的最小厚度.已知空氣,氟化鎂,減弱解

氟化鎂為增透膜23玻璃完全透射，I1=I2目前還沒有找到如此低的鍍膜材料干涉條紋移動數(shù)目邁克爾孫干涉儀的主要特性

兩相干光束在空間完全分開，并可用移動反射鏡或在光路中加入介質(zhì)片的方法改變兩光束的光程差.移動距離移動反射鏡設(shè)中央點(diǎn)對應(yīng)的級數(shù)為K，則M2移動距離d后，光程差變?yōu)闂l紋的級數(shù)變?yōu)閗+k，則由式（2）-（1）得dd插入介質(zhì)片后光程差改變干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度設(shè)中央點(diǎn)對應(yīng)的級數(shù)為K，則放入云母片后光程差變?yōu)闂l紋的級數(shù)變?yōu)镵+

k，則由式（2）-（1）得nt介質(zhì)片厚度SL練習(xí)48如圖所示為測量油膜折射率的實(shí)驗(yàn)裝置,在平面玻璃片G上放一油滴，并展開成圓形油膜，在波長的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋.已知玻璃的折射率，問：當(dāng)油膜中心最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距時(shí)，干涉條紋如何分布？可見明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚?中心點(diǎn)的明暗程度如何?若油膜展開條紋如何變化?,油膜的折射率G解1）條紋為同心圓油膜邊緣明紋明紋當(dāng)油滴展開時(shí)，條紋間距變大，條紋數(shù)減少.由于

故可觀察到四條明紋.49用白光垂直照射在每厘米有6500條刻痕的平面光柵上，求第三級光譜的張角.解紅光第三級光譜的張角第三級光譜所能出現(xiàn)的最大波長綠光紫光不可見50、在雙縫衍射時(shí)，用單色光在屏上形成干涉條紋，若兩縫后放一偏振片，則干涉條紋的間距不變，但明紋的亮度減弱。NM三馬呂斯定律（1880年）檢偏器起偏器NM馬呂斯定律強(qiáng)度為的偏振光通過檢偏振器后,出射光的強(qiáng)度為52有兩個(gè)偏振片,一個(gè)用作起偏器,一個(gè)用作檢偏器.當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時(shí),一束單色自然光穿過它們,出射光強(qiáng)為;當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時(shí),另一束單色自然光穿過它們,出射光強(qiáng)為,且.求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比.解設(shè)兩束單色自然光的強(qiáng)度分別為和.經(jīng)過起偏器后光強(qiáng)分別為和.經(jīng)過檢偏器后在兩塊正交偏振片之間插入另一塊偏振片，光強(qiáng)為的自然光垂直入射于偏振片，討論轉(zhuǎn)動透過的光強(qiáng)與轉(zhuǎn)角的關(guān)系.討論53、一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它通過一偏振片，若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍，那么