练习册光学

如图S1 S2是两个相干光源 它们到P点的距离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 光学练习题 一 一 1 答案 B 解 一 2 解 答案 A 光学练习题 一 将杨氏双缝干涉实验装置放入水中 则干涉条纹间距 A 变小 变大 不变 不能确定 一 3 解 答案 C 如图所示 用波长 的单色光照射双缝干涉实验装置 若将一折射率为n 劈角为 的透明劈尖b插入光线2中 则当劈尖b缓慢地向上移动时 只遮住S2 屏C上的干涉条纹 A 间隔变大 向下移动 B 间隔变小 向上移动 C 间隔不变 向下移动 D 间隔不变 向上移动 光学练习题 一 一 4 解 答案 A 光学练习题 一 在真空中波长为 的单色光 在折射率为n的透明介质中从A沿某一路径传播到B点 若A B两点相位差为 则此路径AB的光程为 A 二 1 解 光学练习题 一 在双缝干涉实验中 若使两缝之间的距离增大 则屏幕上干涉条纹间距 若使单色光波长减小 则干涉条纹间距 变小 变小 二 2 解 光学练习题 一 波长为 的单色光在折射率为n的介质中 由a点传到b点相位改变为 则光程改变了 光从a到b的几何路程是 三 2 解 光学练习题 一 在杨氏双缝实验中 已知双缝间距d 1 5mm 缝与屏的距离为1 5m 中央两侧第五级明纹之间的距离为6 0mm 求所用单色光的波长 方法一 明纹位置 方法二 方法三 如图所示 波长为 的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上 经上下两个表面反射的两束光发生干涉 若薄膜厚度为e 而且n1 n2 n3 则两束反射光在相遇点的相位差为 A B C D 一 1 答案 A 解 光学练习题 二 所以反射光无附加光程差 二 一 2 答案 C 解 光学练习题 二 当组成空气劈尖的两玻璃片的夹角增大时 干涉条纹将 A 远离劈棱 且变密 远离劈棱 且变疏 向劈棱方向移动 且变密 向劈棱方向移动 且变疏 一 3 解 答案 C 光学练习题 二 牛顿环是一组同心圆条纹 它是 A 等倾条纹 等间距条纹 等厚条纹 等光程条纹 二 1 解 光学练习题 二 用 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 中央除外 对应的空气膜厚度为 m 第4暗环k 4 第4暗环 二 2 解 光学练习题 二 白光照射折射率为1 4的薄膜后 若的紫光在反射中消失 则薄膜的最小厚度e 薄膜上 下表面外均为空气 减弱条件 n2 1 4 kmin 1 143nm 二 3 解 光学练习题 二 用两块平板玻璃构成的劈尖观察等厚干涉条纹 如图 a 所示 若把劈尖上表面向上缓慢地平移 则条纹间距 条纹向 方向移动 如图 b 所示 若把劈尖角逐渐增大 则条纹间距 条纹向 方向移动 不变 劈棱 变小 劈棱 三 1 解 用波长的单色光观察牛顿环 测得某一级亮环直径为3mm 在它外面第5个亮环直径为4 6mm 求组成牛顿环的平凸透镜的球面曲率半径 光学练习题 二 明环 三 2 解 波长 680nm的平行光垂直照射在两块玻璃片上 两块玻璃片的一端相互接触 另一端用直径为D 0 048mm的金属丝分开 求在空气劈尖上呈现多少条明条纹 光学练习题 二 其中n2 1 得 k 141 6 空气劈尖上有141个明纹 d D时 若此处为明纹 则 可见明纹最高级别为141级 三 3 解 一油轮漏出的油 折射率n1 1 20 污染了某海域 在海水 n2 1 30 表面形成一层薄薄的油污 1 如果太阳正位于海域上空 一直升飞机的驾驶员从机上向下观察 他所正对的油层厚度为460nm 则他将观察到油层呈什么颜色 2 如果一潜水员潜入该区域水下 又将看到油层呈什么颜色 光学练习题 二 绿色 1 三 3 光学练习题 二 2 透射光的光程差 红光 紫光 一 1 解 光学练习题 三 在夫琅和费单衍射实验中 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 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 答案 B 明纹 一 2 解 光学练习题 三 答案 B 在单缝夫琅和费衍射实验中 波长为 的单色光垂直入射在宽度为b 4 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 A 2个 B 4个 C 10个 D 8个 一 3 解 光学练习题 三 答案 C 波长为400nm的光垂直照射到每厘米6000条刻线的光栅上 则最多能观察到的级数是 A 2级 3级 4级 5级 光栅方程 二 1 解 光学练习题 三 如图所示在单缝的夫琅和费衍射中波长 的单色光垂直入射在单缝上 若对应于会聚在p点的衍射光线在缝宽a处的波阵面恰好分成3个半波带 图中 则光线1和2在p点的相位差为 相邻的两个半波带相应的点发出的两条光线光程差为 相位差为 二 2 解 光学练习题 三 某单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上 如果第一级谱线的衍射角为30 则入射光的波长应为 625nm 二 3 解 光学练习题 三 惠更斯引入 的概念提出了惠更斯原理 菲涅耳再用 的思想补充了惠更斯原理 发展成了惠更斯 菲涅耳原理 子波波源 子波波源相干 光学练习题 三 三 1 解 用波长 600nm的单色光 垂直照射到b 0 3mm的单缝上 设缝后透镜的焦距为f 0 5m 求 1 中央明条纹的宽度 2 第一级明条纹的宽度 1 中央明纹的宽度 2 第一级明纹的宽度 光学练习题 三 三 2 解 1 暗纹重合 又 2 有 重合条件 满足此级别条件的暗纹重合 在某个单缝衍射实验中 光源发出的光含有两种波长 1和 2 并垂直入射于单缝上 假如 1的第一级衍射极小与 2的第二级衍射极小相重合 试问 1 这两种波长之间有何关系 2 在这两种波长的光所形成的衍射图样中 是否还有其他极小相重合 光学练习题 三 三 3 解 波长范围在450 650nm之间的复色平行光垂直照射在每厘米有5000条刻线的光栅上 屏幕放在透镜的焦面处 屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为35 1cm 求透镜的焦距f 1nm 10 9m 设 明纹条件 光学练习题 三 三 3 解 波长范围在450 650nm之间的复色平行光垂直照射在每厘米有5000条刻线的光栅上 屏幕放在透镜的焦面处 屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为35 1cm 求透镜的焦距f 1nm 10 9m 一束光强为Io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450角 则穿过两个偏振片后的光强I为 ABCD 一 1 解 答案 B 光学练习题 四 一 2 解 答案 A 光学练习题 四 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为 A1 2B1 3C1 4D1 5 一 3 解 答案 B 光学练习题 四 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 如图 设入射角等于布儒斯特角i0 则在界面2的反射光 是自然光 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 是部分偏振光 二 1 解 光学练习题 四 一束光垂直入射在偏振片P上 以入射光线为轴转动P 观察通过P的光强的变化过程 若入射光是 光 则将看到光强不变 若入射光是 则将看到明暗交替变化 有时出现全暗 若入射光是 则将看到明暗交替变化 但不出现全暗 自然 偏振光 部分偏振光 二 2 解 光学练习题 四 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上 就偏振状态来说则反射光为 反射光矢量的振动方向 透射光为 线偏振光 垂直入射面 部分偏振光 二 3 解 光学练习题 四 一束自然光通过两个偏振片 若两偏振片的偏振化方向间夹角由 1转到 2 且不考虑吸收 则转动前后透射光强度之比为 马吕斯定律 三 1 解 光学练习题 四 将两个偏振片叠放在一起 此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为600 束光强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上 该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成300角 1 求透过每个偏振片后的光束强度 2 若将原入射光束换为强度相同的自然光 求透过每个偏振片后的光束强度 偏振光通过P1后光强为 1 2 偏振光通过P2后光强为 通过P2后光强为 自然光通过P1光强为 三 2 解 光学练习题 四 如图安排的三种透光媒质I 11 III 其折射率分别为n1 1 33 n2 1 50 n3 1 两个交界面相互