08级期末试题讲评.pdf

0808级期末试题级期末试题 一一 选择题选择题 共共30分分 1 本题本题3分分 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中在迈克尔逊干涉仪的一条光路中 放入一折射率为放入一折射率为n 厚度为厚度为d 的透明的透明 薄片薄片 放入后放入后 这条光路的光程改变了这条光路的光程改变了 在均匀介质中在均匀介质中 光程光程 l 光在介质中通过真实路程所需时间内光在介质中通过真实路程所需时间内 在在 真空中所能传播的路程真空中所能传播的路程 lnlct 0 2 AB AB l 21 nd B A ln r dl 1 i k i i i ln l d0 B A ln l 费马原理 两点之间光沿着所需时间为极费马原理 两点之间光沿着所需时间为极 值的路径传播值的路径传播 13 本题本题4分分 有一凹球面反射镜有一凹球面反射镜 曲率半径为曲率半径为20cm 如果把小物体放在离镜面顶点如果把小物体放在离镜面顶点 6cm处处 则像在镜则像在镜 cm处处 是是 虚像虚像 正立或者倒正立或者倒 立立 放大或者缩小放大或者缩小 单球面反射物像距公式 单球面反射物像距公式 111 ssf 112 ssr 单球面反射成像单球面反射成像 sy sy 垂轴放大率 垂轴放大率 2 r ff 2n r 焦距和光焦度 焦距和光焦度 P s r s P 112 ssr 2 rs s sr 20 6rcm scm 15scm 15 2 50 6 s s 放大放大 正立的虚像正立的虚像 C O 21 本题本题5分分 一虚物一虚物PQ位于凸透镜右侧二倍焦距处位于凸透镜右侧二倍焦距处 试用作图法求它经透镜试用作图法求它经透镜 成的像成的像 并写明成像性质并写明成像性质 放大或者缩小或者等大放大或者缩小或者等大 正立或者倒立正立或者倒立 像与物在透镜的同侧或者异侧像与物在透镜的同侧或者异侧 如图成正立缩小的像如图成正立缩小的像 与物在透镜的同侧与物在透镜的同侧 P Q 23 本题本题10分分 一光学系统由一焦距为一光学系统由一焦距为5cm的会聚透镜的会聚透镜L1和一焦距为和一焦距为10cm的发散透的发散透 镜镜L2组成组成 L2在在 L1右侧右侧5cm 在在L1之左之左10cm处放一小物处放一小物 求此光学系统求此光学系统 所成的像的位置和横向放大率 并作出其光路图所成的像的位置和横向放大率 并作出其光路图 同理 同理 解 解 光轴球面系统逐次成像光轴球面系统逐次成像 2 本题本题3分分 将旋转的检偏器对某一种光作检查将旋转的检偏器对某一种光作检查 旋转一周发现有两个最亮和两个旋转一周发现有两个最亮和两个 较暗的方位较暗的方位 该光可能是 该光可能是 A 线偏振光线偏振光 B 圆偏振光圆偏振光 C 椭圆偏振光椭圆偏振光 D 自然光自然光 偏振光的检验偏振光的检验 还有可能是部分偏振光还有可能是部分偏振光 11 本题 本题3分 分 光强为光强为I0的自然光正入射在五片叠在一起的理想偏振片上的自然光正入射在五片叠在一起的理想偏振片上 已知相邻已知相邻 偏振片的透振方向成偏振片的透振方向成30 角角 那么从系统出射的光强为 那么从系统出射的光强为 马吕斯定律马吕斯定律 10 1 2 II 2222 21324354 30303030cos cos cos cosIIIIIIII 8 5000 181 cos 300 158 2512 IIII 00 81 0 158 512 II或或者者 7 本题本题3分分 一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃上一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃上 则则 A 反射光束为振动方向垂直于入射面的线偏振光反射光束为振动方向垂直于入射面的线偏振光 而透射光束为振而透射光束为振 动方向平行于入射面的线偏光动方向平行于入射面的线偏光 B 反射光束为振动方向平行于入射面的线偏振光反射光束为振动方向平行于入射面的线偏振光 而透射光束是部而透射光束是部 分偏振光分偏振光 C 反射光束为振动方向垂直于入射面的线偏振光反射光束为振动方向垂直于入射面的线偏振光 而透射光束是部而透射光束是部 分偏振光分偏振光 D 反射光束和透射光束都是部分偏振光反射光束和透射光束都是部分偏振光 8 本题本题3分分 右旋圆偏振光通过两个完全相同的右旋圆偏振光通过两个完全相同的 波片波片 若两若两 波片的光轴夹角为波片的光轴夹角为 零度零度 则出射光的偏振态为 则出射光的偏振态为 A 左旋椭圆偏振光 左旋椭圆偏振光 B 右旋圆偏振光 右旋圆偏振光 C 左旋圆偏振光 左旋圆偏振光 D 右旋椭圆偏振光 右旋椭圆偏振光 4 本题本题3分分 在劈尖干涉中在劈尖干涉中 如果增加劈尖的夹角如果增加劈尖的夹角 那么条纹的变化情况是 那么条纹的变化情况是 A 条纹变密条纹变密 向棱边移动向棱边移动 且条纹总数增加且条纹总数增加 B 条纹变稀疏条纹变稀疏 向远离棱边方向移动向远离棱边方向移动 且条纹总数减少且条纹总数减少 C 条纹变稀疏条纹变稀疏 向棱边移动向棱边移动 且条纹总数增加且条纹总数增加 D 条纹变密条纹变密 向远离棱边方向移动向远离棱边方向移动 且条纹总数减少且条纹总数减少 等厚干涉 等厚干涉 入射角相同入射角相同 i 0 薄膜薄膜厚度不均匀厚度不均匀 1 2 2 2210 1 2 2 KK nh KK 明 暗 明暗纹条件 明暗纹条件 劈尖干涉劈尖干涉 明纹 明纹 21 4 K h n 暗纹 暗纹 2 K h n 2 l n 2 h n L N l 分振幅法获得相干光分振幅法获得相干光 10 本题 本题3分 分 杨氏实验装置中杨氏实验装置中 光源的波长为光源的波长为600nm 两狭缝的间距为两狭缝的间距为2mm 则则 在离缝在离缝1 50 m的一光屏上观察到干涉图样的明条纹的间距为 的一光屏上观察到干涉图样的明条纹的间距为 A 0 9mm B 0 3mm C 0 45mm D 0 5mm 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉 943 3 1 5 600 104 5 100 45 10 2 10 n D x m mm t 21 2 n dd 12 RR Dt Dx y x D n t 0 1 2 3 n D xKK t 1 0 1 2 3 2 n D xKK t 明条纹中心位置明条纹中心位置 暗条纹中心位置暗条纹中心位置 n D x t 条纹间距条纹间距 n n t D 2 d 1 d S 1 S 2 S z 1 R 2 R P 12 本题本题3分分 一束波长为一束波长为 的单色光从空气垂直入射到折射率为的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上的透明薄膜上 要使反射光线得到加强要使反射光线得到加强 薄膜的厚度最小应为薄膜的厚度最小应为 3 2 222 minmin nhh n 123 nnn 若若 2 24 minmin nhh n 123 nnn 若若 42nn 或者 镀膜镀膜 1 2 3 2 n 1 n 3 n 14 本题本题3分分 观察迈克耳逊干涉仪的干涉条纹观察迈克耳逊干涉仪的干涉条纹 同心圆环同心圆环 当减少等效空气膜的当减少等效空气膜的 厚度时厚度时 条纹将向条纹将向 移动 观察牛顿环干涉条纹移动 观察牛顿环干涉条纹 当减小平凸当减小平凸 透镜与平面镜的距离时透镜与平面镜的距离时 条纹将向条纹将向 移动移动 填填 里里 或或 外外 迈克耳逊干涉仪的干涉条纹 同心圆环 迈克耳逊干涉仪的干涉条纹 同心圆环 为等倾干涉条纹 为等倾干涉条纹 牛顿环牛顿环为等厚为等厚干涉条纹干涉条纹 5 本题 本题3分 分 单缝夫琅禾费衍射实验中单缝夫琅禾费衍射实验中 若减小缝宽若减小缝宽 其它条件不变其它条件不变 则中央明则中央明 条纹的宽度 条纹的宽度 A 变小 中心强度变大 变小 中心强度变大 B 变大 中心强度变小 变大 中心强度变小 C 不变 但中心强度变小 不变 但中心强度变小 D 不变 且中心强度也不变 不变 且中心强度也不变 0 5mm 中央主极大的宽度是其它各级主极大的二倍中央主极大的宽度是其它各级主极大的二倍 中央主极大 中央主极大 0 2xf a 缝宽变小 进入衍射场的总光强变小 每个主极大光强都减弱缝宽变小 进入衍射场的总光强变小 每个主极大光强都减弱 平行光正入射时主极大最高级次 平行光正入射时主极大最高级次 max d K 9 本题 本题3分 分 波长为波长为 550nm的单色光垂直入射到光栅常数为的单色光垂直入射到光栅常数为d 2 10 6m的平面衍的平面衍 射光栅上射光栅上 能够观察到的光谱线的最大级次为 能够观察到的光谱线的最大级次为 A 2 B 3 C 4 D 5 6 9 2 10 3 63 550 10 max d K 缝宽缝宽a增大增大 光栅常数光栅常数d增大增大 缝数缝数N增大增大 主极大位置主极大位置 sin K 不变不变 减小减小 不变不变 谱线强度谱线强度 I 增大增大 不变不变 增大 增大 I N2 半角宽度半角宽度 不变不变 减小减小 减小减小 不同波长的同级主极大分开的角距离不同波长的同级主极大分开的角距离 角色散本领 角色散本领 K D d cos rad nmnm 度度 单单位位 或或者者必必须须注注明明 色分辨本领色分辨本领 RKN 光栅对不同波长的谱线的分辨能力光栅对不同波长的谱线的分辨能力 2 G Kd sin K 级光谱线的级光谱线的色散范围色散范围 在在 范围内 范围内 K级光谱线不会与其它级次谱线重叠级光谱线不会与其它级次谱线重叠 5 11 1 1 5 10RK N 5 150 10001 5 10N 55 22 2 1 5 103 10RK N 3 6 1 10 1 101 1000 dmm 1 m 5 1 5 10 5 3 10 3 本题 本题3分 分 在能看清楚的范围内与正常人的眼睛相比在能看清楚的范围内与正常人的眼睛相比 老化眼能分辨的最小长老化眼能分辨的最小长 度 度 A 较小 较小 B 较长 较长 C 相同 相同 D 都有可能 都有可能 瑞利判据 瑞利判据 点物点物S1所成像的爱里斑中心恰好与另一个点物所成像的爱里斑中心恰好与另一个点物S2所成像的爱所成像的爱 里斑边缘里斑边缘 第一衍射极小第一衍射极小 相重合时相重合时 恰可分辨两物点恰可分辨两物点 A B两点恰可分辨时两点恰可分辨时 它们像之间的角距离等于爱里斑的半角它们像之间的角距离等于爱里斑的半角 宽度宽度 1 22 D 最小分辨角最小分辨角 1 22l f f n D 最小分辨距离最小分辨距离 老花眼的老花眼的 f 比正常人大比正常人大 露出露出1个半波带时个半波带时 1 11 1 4 1 24 a AIIII 露出露出1 5个半波带个半波带时时 矢量图解法矢量图解法 4 1 2 1 I Ia A22 a 1 a A 每个半波带是一个直径逐渐减小的半圆每个半波带是一个直径逐渐减小的半圆 解 解 由 由 2 0 N N r 得 得 2 3 7 1 3 10 3 5 633 101 N 圆孔恰好露出圆孔恰好露出3个半波带 在个半波带 在P点叠加的结果是干涉相长 点叠加的结果是干涉相长 即即P点为点为亮点亮点 要使要使P点为暗点 可使点为暗点 可使N为为2 将屏拉远 或者 将屏拉远 或者N为为4 将屏拉近 将屏拉近 N为为2 则 则 2 2 1 5 2 N r m 将屏拉远将屏拉远0 5m N为为4 则 则 2 4 0 0 75 4 N r m 将屏拉近将屏拉近0 25m 6 本题本题3分分 谁持彩练当空舞谁持彩练当空舞 赤橙黄绿青蓝紫赤橙黄绿青蓝紫 是毛泽东描写彩虹的诗句是毛泽东描写彩虹的诗句 天空出现彩虹的原因 天空出现彩虹的原因 A 空气中的水滴引起的太阳光的折射空气中的水滴引起的太阳光的折射 B 云引起的太阳光的折射云引起的太阳光的折射 C 太阳光在人眼中的折射太阳光在人眼中的折射 D 神秘的自然光现象神秘的自然光现象 介质的折射率随波长变化的现象介质的折射率