光学期中测试VIP

光学期中测试一、单项选择题. (310=30分)1 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t2 ，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 B （A）（r2+n2t2）(r1+n1t1)；（B）r2+(n21)t2r1+(n11)t1 ；（C）(r2n2t2)(r1n1t1)；e（D）n2t2n1t1。2 如图所示，折射率为n2 、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3 。已知n1 n2 n3 ，若用波长为的单色光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束与的光程差是 A （A）2 n2e ； （B） 2 n2e - ； （C） 2 n2e - ； （D） 2 n2e - n2 。3用白光源进行杨氏双缝干涉实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色滤光片遮盖另一条缝，则 D （A）纹的宽度将发生改变； （B）产生红色和蓝色的两套彩色干涉条纹； （C）干涉条纹的亮度将发生变化； （D）不产生干涉条纹。4 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢的向上平移时，由反射光形成的牛顿环 B （A） 向中心收缩，条纹间隔变小； （B） 向中心收缩，环心呈明暗交替变化；（C） 向外扩张，环心呈明暗交替变化； （D） 向外扩张，条纹间隔变大。5在单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度b稍稍变宽，同时使单缝沿y轴正方向作为微小位移，则屏幕上的中央衍射条纹将 C （A） 变窄，同时向上移； （B） 变窄，同时向下移；（C） 变窄，不移动； （D） 变宽，同时向上移；（E） 变宽，不移动。6 波长为的平行光垂直入射到一个直径为圆孔中，如果与孔相距处为亮点，那么为了使该点由亮点变为暗点，则可知： C （A） 观测屏必须靠近孔； （B） 观测屏必须远离孔（C） 观测屏可以靠近孔也可以远离孔； （D） 观测屏可以上下移动。7在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处 A （A） 永远是个亮点； （B） 永远是个暗点； （C） 有时是亮点，有时是暗点 ； （D） 以上说法都不对。8用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M1移动0.1mm时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为 A （A）500nm ； （B） 498.7nm ； （C）250nm ； （D）三个数据都不对。9 一束单色光垂直入射在平面光栅上，衍射光谱中共出现了5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明宽度相等，那么在中央明纹一侧的第二条明纹是第几级？ B （A）二级； （B） 三级； （C） 四级； （D） 一级。10 等倾条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆 C 。（A） 两者都是内部的干涉级次大；（B） 两者都是外部的干涉级次大；（C） 前者内部干涉干涉级次大，后者外部的干涉级次大；（D） 前者外部干涉干涉级次大，后者内部的干涉级次大。二、填空题， (38=24分)1两束光叠加，能发生干涉的基本条件是： 频率相同 ， 振动方向相同 ， 相位差恒定 。2 惠更斯引入_次波_ 的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_次波相干叠加_的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯菲涅耳原理。3 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm。若整个装置方在水中，干涉条纹的间距将为 0.75 mm.。 (设水的折射率为)4波长为的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为，第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是 。5 如图所示，假设有两个同向的相干点光源S1和S2，发出波长为的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入一个厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则条纹将 向上 移动（填向上或向下），两光源发出的光在A点的位相差 ，若已知=500nm，n=1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e=_410-3mm _。6在白光形成的单缝衍射条纹中，某一波长的3级次最大值和波长为600nm的2级次最大值刚好重合，则该波长为 428.6nm nm。7在多缝衍射中，如果缝数为5，则两个相邻的主最大值之间有 4 个最小值，有 3 个次最大值。8用可见光垂直入射在平面透射光栅上时，开始重叠的波长范围是 二级的600760nm 和 三级的400506.7nm 。同一级条纹彩色由内向外展开的顺序为 紫蓝青绿黄橙红 。三.作图题 ( 6分)以纵坐标表示强度，横坐标表示屏上的位置，粗略地画出N=5缝时的夫琅禾费衍射图样。假设缝宽为b，光栅常数为d，且d=3b 。（要求同时画出缝与缝之间的多缝干涉图样，和单缝衍射图样）四计算题 （410=40分）1某公司的镀膜厚度在200nm400nm之间质量最好，那么如果想在一个透镜表面镀一层折射率为的一类物质，目的是利用干涉来降低玻璃表面的反射。为了使得透镜在波长为560nm处产生极小的垂直反射，则镀层厚度应该是多少?（玻璃折射率为）解：两束反射光之间满足时干涉相消，所以： ，其中j是整数，d在200nm400nm之间，代入d数值，解得，所以j取1，代入j=1，可得镀层的厚度为：2波长为632.8nm的平行光射向直径为2.76mm的圆孔，与孔相距1m处放一屏。试问：（1）屏上正对圆孔中心的某点是亮点还是暗点？（2）和该点性质一样的相邻的点在什么位置？解：（1），平行光入射，R，故因为分成了奇数个半波带，所以屏中心是亮点。（2）和该点性质一样的相邻的点对应k=1和k=5。当屏向后移动至k=1时，屏中心是亮点，此时屏的位置在当屏向前移动至k=5时，屏中心是亮点，此时屏的位置在3 若有一波长为 l=600nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽 b =0.6mm 的单缝上，缝后有一焦距 f = 40 cm透镜。试求：（1）屏上中央明纹的宽度。（2）若在屏上 P 点观察到一明纹，op=1.4mm ，问 P 点处是第几级明纹，对 P 点而言狭缝处波面可分成几个半波带？解：（1）两个第一级暗纹中心间的距离即为中央明纹的宽度。夫琅禾费单缝衍射的暗纹位置，很小时，所以中央明纹的宽度为 （2）夫朗禾费单缝衍射明纹（即次最大）位置很小时，联立上面两式得：所以p点对应的是第三级明纹，对 P 点而言狭缝处波面可分成7个半波带。4波长为600nm的单色光正入射到一透明平面光栅上，j=2级的主最大值出现在处，第4级为缺级。(1) 求出光栅常数d；(2) 求出光栅可能的最小缝宽b；(3) 利用求出的d