光学习题答案

光学习题答案Tag内容描述：<p>1、3-1. 证：设两个均匀介质的分界面是平面，它们的折射率为和。光线通过第一介质中指定的A点后到达同一介质中指定的B点。为了确定实际光线的路径，通过A,B两点作平面垂直于界面，是他们的交线，则实际 光线在界面上的反射点C就可由费马原理来确定（如右图）。反正法：如果有一点位于线外，则对应于，必可在线上找到它的垂足.由于,故光谱总是大于光程而非极小值，这就违背了费马原理，故入射面和反射面在同一平面内得证。在图中建立坐oxy标系，则指定点A,B的坐标分别为（）和（），未知点C的坐标为（）。C点在之间是，光程必小于C点在以外的。</p><p>2、7-1解： 7-2解：波长为5890的光在二硫化碳中的相速度为波长为5890的光在二硫化碳中的群速度和相速度的关系计算如下 式中为相速度折射率，故将对求导，可得代入群速度表式将已知数值代入上式，得7-3. 解： 设两反射镜之间的距离为，正棱柱体的转速为.7-4. 解：(1) 7- 6.解（a）辐射的最可几频率可利用的条件，求得，为此，将式子（8-7）的对求导，并令其为零，即由于dv=-cd/,所以： 其中当时。（d）辐射出射度7-7，太阳挂普非常接近于为4800的绝对黑体光谱，试求在一秒钟内太阳由于辐射而损失的能量，并估计太阳质量减少1%（由于热辐射）所。</p><p>3、第一章习题1、已知真空中的光速c3m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。解：则当光在水中，n=1.333时，v=2.25m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99m/s, 当光在火石玻璃中，n1.65时，v=1.82m/s， 当光在加拿大树胶中，n。</p><p>4、P S1 S2 r1 n1 n2 t2 r2 t1 一、选择题 13165：在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等 (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 23611：如图，S1、S2是两个相干光源，它们到 P 点的距离分别为 r1和 r2。路径 S1P 垂直穿过一块厚度为 t1，折射率为 n1的介质板，路径 S2P 垂直穿过厚度为 t2，折射率为 n2 的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()( 111222 tnrtnr (B) ) 1() 1( 2。</p><p>5、波动光学补充习题及其解答波动光学补充习题及其解答 1 n2 e o n1 n3 S2 S1 O C S b r1 r2 1. 真空中某平板形介质薄片(n=1.50)。以=600nm的单色平行光正交入射该介质片，欲增透该入射光波, 应取介质片的最小厚度e 光的干涉习题光的干涉习题 min=? 解解: 由题知介质片上、下表面的两相邻反射光线有附加光程差,为实现增透增透, 两反射光线应满足相消干涉条件: 2nek+/2 = (2k +1) /2 , (k =1,2,3, ). ek = k /2n emin= ek=1 (1) =/2n=200nm 2. 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，欲使屏上的干涉条纹间距变大，可采用的方法是： 使两缝间。</p><p>6、光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一.选择题1. 有三种装置(1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上；(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上；(3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上.以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是(A) 装置(3).(B) 装置(2).(C) 装置(1)(3).(D) 装置(2)(3).2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 把两个缝的宽度稍微调窄.(C) 使两缝。</p><p>7、光学知识规律折射定律全反射常用规律光的现象做题技巧数学工具4一束单色光由空气斜射入水中，始终保持不变的是该光的（ ）A. 速度 B. 波长 C. 频率 D. 传播方向【答案】C【解析】一束单色光由空气斜射入水中，波速减小，波长变小，传播方向改变，始终保持不变的是该光的频率，故选C.10某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有a和b两束单色光射向光屏P，如图所示。他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是A. 单色光a。</p><p>8、1. 证：设两个均匀介质的分界面是平面，它们的折射率为和。光线通过第一介质中指定的A点后到达同一介质中指定的B点。为了确定实际光线的路径，通过A,B两点作平面垂直于界面，是他们的交线，则实际 光线在界面上的反射点C就可由费马原理来确定（如右图）。（1） 反正法：如果有一点位于线外，则对应于，必可在线上找到它的垂足.由于,故光谱总是大于光程而非极小值，这就违背了费马原理，故入射面和反射面在同一平面内得证。（2） 在图中建立坐oxy标系，则指定点A,B的坐标分别为（）和（），未知点C的坐标为（）。C点在之间是，光程必小于C。</p><p>9、第一章习题1、已知真空中的光速c3m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。解：则当光在水中，n=1.333时，v=2.25m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99m/s, 当光在火石玻璃中，n1.65时，v=1.82m/s， 当光在加拿大树胶中。</p><p>10、物理与机电工程学院 2011级 应用物理班姓名：罗勇 学号：20114052016第一章 习题一、填空题：1001光的相干条件为 两波频率相等 、相位差始终不变和 传播方向不相互垂直。1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时,看到条纹移动的数目为1000个，若光为垂直入射，则所用的光源的波长为_500nm。1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于折射率和__路程_的乘积 。1089. 振幅分别为A1和A2的两相干光同时传播到p点，两振动的相位差为。则p点的光强I1090. 强度分别为和的两相干光波迭加后的最大光强=。1091. 强度分别为I1和I2的两相干光。</p><p>11、一、选择题13165：在相同的时间内，一束波长为l的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等，走过的光程相等 (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 23611：如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2。路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于(A) (B) (C) (D) 33664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射。</p><p>12、第一章2在杨氏实验装置中,光源波长为,两狭缝间距为,光屏离狭缝的距离为.试求：(1)光屏上第亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p点离中央亮条纹为，问两束光在p点的相位差是多少？（3）求p点的光强度和中央点的强度之比.解：（1）由公式 ，得=（2）由课本第20页图1-2的几何关系可知由公式得. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为610-7m.解：未加玻璃片时，、到点的光程差，由公式可知为r =现在发出的光束途中插入玻璃片时，点的光程差为所。</p><p>13、第二章 几何光学 3.根据反射定律推导球面反射镜的物像距公式。 解：入射角 i，反射角 i，入射光线 QM，反射光线 MQ，球面半径 CM 由图知，ui=， , ui+= 在傍轴条件下， r h ， s h u ， , , s h u 反射定律 , ii = , uu r h s h s h r h = , 物像距公式 rss 211 , =+ 令和，联立待入物像距公式得到 = = fs s, = = s fs , 2 , r ff= 15.某透镜用 n=1.5 玻璃制成，在空气中焦距为 10 厘米，求在水中焦距。 （水折射率 4/3） 解：薄透镜的焦距公式 ) 11 )(1( 1 210 rrn n f L =，为透镜折射率，为周围介质折射率 L n 0 n 1 1 = water L L air。</p><p>14、一、选择题13165：在相同的时间内，一束波长为l的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等，走过的光程相等 (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 23611：如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2。路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于(A) (B) (C) (D) 33664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射。</p><p>15、第二章 光的衍射1解设波长为,观察点距圆孔,则由于平面波的波面曲率半径,故2.解由知当小孔的大小使最外层半波带数为奇数时P点光强极大,偶数时P点光强极小,即当K为奇数时,大小的孔使P点光强极大。K为偶数时，大小的孔使P点光极小。要使P点最亮，则只有第一半波带通过圆孔，故即小孔半径为时P点最亮。3解易知没有光阑时P点振幅为有光阑时,由代入数据知即通光圆环通过的半波带为2、3、4,依振幅算法知P点振幅为：、4.解往前往后移动最小距离使P点变暗点,则往前移至K=4处,往后移至K=2处,知相应的为:故往前移动0.25,往后移动0.50即可。5.解最亮的。</p><p>16、1-1解： cmcm又 ， 0.327 cm or: cm1-2 解： j=0,1 (1) (2) (3) 1-3解： 而： 1-4 解: 1-5 解: 1-6解:(1) 利用 亦可导出同样结果。（2）图即：离屏中央1.16mm的上方的2.29mm范围内，可见12条暗纹。（亮纹之间夹的是暗纹）1-7解：1-8.解：1-9.解：薄膜干涉中，每一条级的宽度所对应的空气劈的厚度的变化量为：若认为薄膜玻璃片的厚度可以略去不计的情况下，则可认为Or：而厚度h所对应的斜面上包含的条纹数为：故玻璃片上单位长度的条纹数为：1-10解：对于空气劈，当光垂直照射时，有 1-11解：是正射，1-12解。</p>