波动光学试题答案.doc

波动光学1、 概念选择题Plr Sn1. 如图所示，点光源S置于空气中，S到P点的距离为r，若在S与P点之间置一个折射率为n（n1），长度为l的介质，此时光由S传到P点的光程为（D）（A） （B） （C） （D） 2. 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（ C）（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。 3. 来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于（C）（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光（C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长,光速不同4. 真空中波长为l的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径传播到B点，路径的长度为l, 则A、B两点光振动位相差记为Dj, 则（C）（A） 当l = 3 l / 2 ,有Dj = 3 p （B） 当 l = 3 l / (2n) , 有Dj = 3 n p.（C） 当 l = 3 l /(2 n) ,有Dj = 3 p （D） 当 l = 3 n l / 2 , 有Dj = 3 n p.5. 用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是 （A） （A）相邻干涉条纹之间的距离相等 （B）中央明条纹最宽，两边明条纹宽度变窄 （C）屏与缝之间的距离减小，则屏上条纹宽度变窄 （D）在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，下列说法正确的是（C） （A）减小缝屏距离，干涉条纹间距不变 （B）减小双缝间距，干涉条纹间距变小 （C）减小入射光强度, 则条纹间距不变 （D）减小入射波长, 则条纹间距不变7. 一束波长为 l 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使透射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为（D） （A） l / 4 （B） l / (4 n) （C） l / 2 （D） l / (2 n) 8. 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距（B） （A）玻璃劈尖干涉条纹间距较大 （B）空气劈尖干涉条纹间距较大 （C）两劈尖干涉条纹间距相同 （D）已知条件不够，难以判断9. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为l的单色光垂直入射在宽度为a4l的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B） （A） 2 个 （B） 4 个 （C） 6 个 （D） 8 个 10. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹（B） （A） 对应的衍射角变小。 （B） 对应的衍射角变大。 （C） 对应的衍射角也不变。 （D） 光强也不变。 11. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹（B） （A） 宽度变小； （B）宽度变大； （C）宽度不变，且中心强度也不变； （D）宽度不变，但中心强度变小。 12. 一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45角，则穿过两个偏振片后的光强I为（B） （A） （B） I0 / 4 （C） I 0 / 2 （D） I0 / 2 2、 计算填空题1. 真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时，相位改变了5，则光从A点传到B点经过的光程为 。答案:1250nm。2. 波长为的单色光在折射率为n的媒质中，由a点传到b点相位改变了，则对应的光程差（光程）为 。答案：/2。 3. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为l的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差Dj = 。答案：2p(n1-n2)e/l.。4. 一束波长为l的光线，投射到一双缝上，在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹，那么对应于第一级暗纹的光程差为 。答案：1/2。5. 用白光(波长为400nm760nm)垂直照射间距为a=0.25mm的双缝，距缝50cm处放屏幕，则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是 和 。答案：7.210-4m，3.610-3m6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，减小双缝间距，则条纹间距 。答案：变大。7. S1、S2为双缝，S是单色缝光源，若S不动，而在上缝S1后加一很薄的云母片，中央明条纹将向 移动。答案：上。8. 用白光做双缝实验中的光源，两缝间距为0.25mm,屏幕与双缝间的距离为50cm,在屏上观察到的第二级的彩色带宽度是 。答案：1.4410-3m。9. 氟化镁增透膜的折射率为n2，当光垂直入射时，其透射光的光程差为 。答案：。10. 一束波长为 l 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 。答案：l / (4 n)11. 用l = 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 mm。答案：0.9。12. 牛顿环装置中透镜与平板玻璃之间充以某种液体时，观察到第10级暗环的直径由1.42cm变成1.27cm，由此得该液体的折射率n = 。答案：1.25。13. 波长l = 600 n m 的单色光垂直照射到牛顿环的装置上，第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚度之差为 nm。答案：900。14. 在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角，在波长l=700nm的单色光垂直照射下，测得干涉相邻明条纹间距l=0.25cm，此透明材料的折射率n= 。答案：1.4。15. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的间隔_（填变小或变大），并且条纹向_（填左或右）平移。答案：变小；左。16. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为l的单色光垂直入射在宽度为a4l的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 。答案：8个。17. 在白光垂直照射单缝而产生的衍射图样中，波长为l1的光的第3级明纹与波长为l2的光的第4级明纹相重合，则这两种光的波长之比l1 /l2为 。答案：9/7 。18. 在夫琅和费单缝衍射试验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光(l1=589nm)中央明纹宽度为4.0mm，则l2=442nm的蓝紫色光的中央明纹宽度为 。答案：3mm。19. 在白色光形成的单缝衍射条纹中，波长为的光第3级明纹，和波长为l1=630nm的红光的第2级明纹相重合，则该光的波长为_。答案：450nm。20. 波长l=550 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射于光栅常数d=210-4 cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为_。答案：321. 如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为_。答案：I0 / 822. 自然光的光强为I0，连续通过P1、P2和P3 三个偏振片后，透出的光强为I，其中P1和P3的偏振化方向正交，而P2与P1和P3的偏振化方向均成45角，则光强I/I0之比为_。答案：1/823. 两个偏振片P1、P2叠在一起，一束单色线偏振光垂直入射到P1上，其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为30当连续穿过P1、P2后的出射光强为最大出射光强的1/4时，P1、P2的偏振化方向夹角a是_。答案：6024. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90，至少需要让这束光通过_块理想偏振片。答案：2.3、 选择题1. 真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时，相位改变了5，则光从A点传到B点经过的实际路程为（C） （A）1350nm （B）1250nm （C）833nm （D）853nm 2. 用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将（B） （A）向上平移且条纹间距不变 （B）向下平移，且条纹间距不变 （C）不移动，但条纹间距改变 （D）向上平移，且间距改变3. 在双缝干涉实验中，用白光照射时，明纹会出现彩色条纹，明纹内侧呈（D） （A）黄色 （B）绿色 （C）红色 （D）紫色 4. 双缝干涉实验中，若双缝间距由变为，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则为（B） （A）32 （B）12 （C）13 （D）215. 严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将（C）（A）变小 （B）不变 （C）变大 （D）消失6. 波长为500nm的单色光从空气中垂直地入射到镀在玻璃(折射率为1.50)上折射率为1.375、厚度为1.010- 4cm 的薄膜上。入射光的一部分进入薄膜，并在下表面反射, 则这条光线在薄膜内的光程上有多少个波长？反射光线离开薄膜时与进入时的相位差是（D） （A） 2.75，5.5 （B） 2.75，6.5 （C） 5.50，11 （D） 5.50，127. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长l的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为（D） （A） l/n （B）l/2n （C）l/3n （D）l/4n8. 由两块玻璃片（n1 = 1.75）所形成的空气劈尖，其一端厚度为零，另一端厚度为0.002cm，现用波长为7000 的单色平行光，从入射角为30角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为（A） （A） 27 （B） 56 （C） 40 （D） 1009. 若把牛顿环装置，由空气搬入水中，则干涉条纹（C） （A）中心暗斑变成亮斑 （B）变疏 （C）变密 （D）间距不变10. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从反射光方向观察肥皂膜为（C）（A） 无色 （B） 红色 （C） 黑色 （D） 彩色11. 在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向劈尖棱方向移动，相邻条纹间的距离将（B）（A）变大 （B） 变小 （C） 不确定 （D） 不变12. 用l = 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为（A）（A）0.9mm （B） 0.7mm （C） 0.8mm （D） 0.85mm13. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹（B）（A） 对应的衍射角变小。 （B） 对应的衍射角变大。 （C）对应的衍射角也不变。 （D） 光强也不变。 14. 在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_B_ 个半波带。（A） 2 （B） 6 （C） 3 （D） 415. 波长为l的单色光垂直入射在缝宽a=4l的单缝上对应于衍射角j=30，单缝处的波面可划分为_D_个半波带。（A） 2 （B） 6 （C） 3 （D） 416. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为l的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上对应于衍射角j 的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带，则衍射角j为（B）（A） 60 （B） 30 （C） 45 （D） 15017. 波长为l的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上取k=0，1，2，则决定出现主极大的衍射角q 的公式可写成（D） （A） Na sinq=kll （B） a sinq=kl （C） N d sinq=kll （D） d sinq=kll 18. 波长为400nm的光垂直投射到每厘米6000条刻线的光栅上，则最多能观察到级数为（D） （A）3级 （B） 2级 （C）5级 （D）4级 19. 波长l为500 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到光栅常数为1.010-4 cm的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角j （A） （A）30 （B） 60 （C）45 （D）120 20. 在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹若在两缝后放一个偏振片，则（B） （A） 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 （B） 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 （C） 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱 （D） 无干涉条纹 21. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值（A） （A） 1 / 2 （B） 1 / 3 （C） 1 / 4 （D） 1 / 5 22. 振幅为A的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60，则透过偏振片的振幅为（A） （A） A /2 （B） （C） A/4 （D） 3A/4 23. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90，至少需要让这束光通过_A_块理想偏振片. （A） 2 （B） 1 （C） 4 （D） 324. 一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为II0 / 8已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度（B） （A） 30 （B）45 （C） 60 （D） 90 4、 判断题(对的打，错的打）1. 对于普通光源，可以获得相干光. （） 2. 光波的相干叠加服从波的叠加原理,不相干叠加不服从波的叠加原理。（）3. 洛埃德镜和双镜等光的干涉实验都是用波阵面分割的方法来实现的。（）4. 若将在双缝干涉实验放在水中进行，和空气中相比，相邻条纹间距将减小。（）5. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从透射光方向观察肥皂膜为透明无色。（）6. 当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为垂直入射面的完全偏振光，折射光为平行入射面的完全偏振光。（）5、 计算题1. 在双缝干涉实验中，波长l=550nm的单色平行光垂直入射到缝间距d=210-4m的双缝上，屏到双缝的距离D=2m。求：（1）中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(4)（2） 若用一厚度e =6.610-6m、折射率n =1.58的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(6)解：（1） (4) （2） (2) (2)， 零级明纹将移到原来第7级明纹处。(2)2. 用复色光垂直照射一薄膜，此薄膜处于空气中，其厚度e =410-7m，折射率为n2 =1.4。试问在可见光范围内，哪些波长的光在反射时干涉加强?(10)解：由 得 (4)k=1,2,3,4的波长为：nm； nm； nm； nm (4)可见光范围：400nm-760nm故波长为746.7nm和448nm的两种光在反射时加强 (2)3. 空气中有一劈形透明膜，其劈尖角q=1.010-4 rad，在波长l=700 nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l = 0.25 cm，求(