波动光学复习题1(必看)(可编辑修改word版)

1、波动光学复习题一.选择题1. 双缝间距为2mm,双缝与屏幕相距300cm,用波长为6000 A的光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻 两明纹的距离是（B ）。A 4.5mmB 0.9mmC 3.12mmD4.15/w/w2. 在同一媒质中两列相干光的强度之比 %=4是，则两列相干光的振幅之比是：（B ）A - = 4B = 2C 企=16D A=1儿A2A2A2 43. 一束光强为/。的自然光，相继通过三个偏振片P】、Ps后，出射光的光强为/ 人/8,已知片 和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光为轴，旋转问比最少要转过多大角度，才能使出射光的 光强为零。（B ）A 30B 45C 60D 904.

2、 单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为e, 且n/02113,】为入射光在5中的波长，则两束反射光的光程差为（C ）o5.e- 2/?12n e 一 _n2 y 112n e - 2 2 2 1在上题中，若mn： ，则两种介质折射率的大小间的关系为：（C ）A m no B m 二 n： C m m D 难以判断14. 在迈克逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变 量为一个波长，则薄膜的厚度是（D ）。A _B _ C _D 22iiii2（ii 1）15. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，

3、可以采取的办法是：BA使屏靠近双缝；B使两缝的间距变小：C把两个缝的宽度稍微调窄；D改用波长较小的单色光源。16. 以白光垂直照射光栅，所得到的一级光谱按衍射角从小到大排列的顺序是（A ）oA紫黄红 B红紫黄 C黄红紫 D红黄紫17. 在单缝夫琅和费衍射实验中，若增大缝宽，其它条件不变,则中央明条纹（A ）。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，但中心强度增大18. 自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是（C ）。A在入射面内振动的完全偏振光B平行于入射面的振动占优势的部分偏振光C垂直于入射面振动的完全偏振光D垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光二填空题1.

4、 获得相干光的途径一般有两种，其中杨氏双缝干涉用到的分波面的方法薄膜干涉用到的分振幅的方法O2. 光程差是把光在介质中通过的路程差按相位变化相同折合到真空中的路程差。3. 光栅衍射条纹是单缝衍射与多缝干涉的总效果。4. 光的偏振是指光波的振动方向相对传播方向的不对称性的现象。5. 某单色光垂直入射到一个每亳米有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O的波长应有 _1/1600 （mm）二6250 A。6. 光由空气射入折射率为的玻璃.在图所示的各种情况中，用黑点和短线把反射光和折射光的振动方 向表示出来，并标明是线偏振光还是部分偏振光.图中f/oJo=aictaiwL7

5、. 在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角=1.0x10 弧度，在波长=70004的单色光垂直照射下， 测得两相邻干涉明条纹间距I0.25cm ,此透明材料的折射率/1.40 O&若一双缝装置的两个缝分别被折射率为血和2的两块厚度均为0的透明介质所遮盖，此时由双缝分别 到屏幕上原中央极大所在处的两束光的光程差_（n厂m）e或（n厂m）e均可 。9. 波长为600/W的单色平行光，垂直入射到缝宽为a 0.60mm的单缝上，缝后有一焦距/ 60c/h的 透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样。贝山中央明纹的宽度为1.2mm ,两个第三级暗纹之间的距离 为 3.6mm 。10. 用相互平行的一束自然光和一束线

6、偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最人值为最小值的5倍，则入射光中，自然光强/（）与线偏振光强7之比为l/2_o11. 光的干涉和衍射现象反映了光的一波动性.性质。光的偏振现象说明光波是一横波.波。12. 干涉条纹的变化和移动，实质上是由于两相干光的光程差改变，光程差每变化一个波长值,条纹的级次就增加或减小一级。13. 等倾干涉和牛顿环的干涉图样都是明暗相间、内疏外密的同心圆环。等倾干涉图样的中央条纹级次. 最高随薄膜的厚度变化，中央条纹会出现吞”“吐”环_现象：牛顿环中央为_零级的喑_纹14. 用两块平玻璃构成劈尖观察等厚干涉条纹，如图（a

7、）、（b）所示，若劈尖上表面向上缓慢地平移，则条纹间距一不变一，条纹向_劈棱一方向移动。若把劈尖角逐渐增大，则条纹间距变小，条纹向.劈棱一方向移动，条纹数目将一増多。图14题图15题15. 用波长为入的平行单色光垂直照射在图中所示的装置，观察空气薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉框内画出相应的干涉条纹，只画喑纹，表10加，试求:条纹。试在上右图中所示的装置下方的方示出它们的形状，条数和疏密。三计算题1.在杨氏双缝实验中，双缝间距d0.20ww ,缝屏间距D（1）若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0/wwj ,计算此单色光的波长;相邻两明条纹间的距离。1.解：（1）由久明=k知，6.0= MO 乂

8、2 d0.2= 0.6x10nun = 6000 Anixin3Ax= =x 0.6 xlO-3 = 3 nund0.22. 用波长550nm的单色光垂直照射到相距为1mm的双缝上，已知屏幕到双缝的距离为2m,求中央明纹两 侧的第八级明纹之间的距离。2.解 根据杨氏双缝干涉明纹公式，可以得到中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离为 M=2xk=2k550x10 J owe加d1x10 33. 在双缝装置中，用一很薄的云母片 1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置.若入射光的波长为5500 A ,求此云母片的厚度。3. 解：设云母片厚度为则由云母片引起

9、的光程差为按题意 =77X550QX1Q-10 =66xlQ_6m =66 m1.58-14. 如题4图，波长为6800 A的平行光垂直照射到L =0. 12m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被直径d二0.048mm的细钢丝隔开.求：(1) 两玻璃片间的夹角 =?(2) 相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少?(3) 相邻两暗条纹的间距是多少？(4) 在这0. 12 m内呈现多少条明条纹？图4题4. 解：(1)由图知，厶sin =d,即厶=dd_L0.0480.12x103= 4.0x104 （弧度）-7相邻两明条纹空气膜厚度差为“矿3.4x106800 xlO-10相邻两喑纹间距心

10、厂2x4.0xl0-4= 850x10-6m =0.85 nun141条5. 有一玻璃劈形膜，玻璃的折射率为1.50,劈形膜的夹角为5.0X10-srad,用单色光正入射，测得干涉条 纹中相邻暗纹间的距离为3. 64X10_3m,求此单色光的波长。5. 解根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式/=X/(2nsinO)X/2nO可得入射光的波长为X - /2n 0代入数据X= 2 / n 0 =2 X 3. 64 X 10-3 XI. 50X5. OX 10_5=5460 X 10_1m6. 利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长.当Mi移动距离为0.322mm 时，观察到干涉条纹移动数为1024条

11、，求所用单色光的波长。d r 0.322 xlO-3 y丽_ 1024=6.289 xlO-7 in = 6289 A7. 单缝宽0.10mm,透镜焦距为50cm,用 =5000 A的绿光垂直照射单缝.求：位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少？Z解：中央明纹的宽度为 x 2_fa半角宽度为 sin 2a5000xl()T-3心=2 x 0.5 x = 5.0x10 m0.10x10.-i5OOOxlO-10 _ in_3 ,=sin = 5.0x10 5 iadO.lOxlO-3o&有一单缝，逢宽0.30加加，缝后透镜焦距为0.80加，用平行橙光6100A垂直照射单缝。求

12、：屏幕上中央明纹宽度；(2)第三级明纹中心到中央明纹中心的距离。&解(1)把已知数据代入单缝衍射中央明条纹的宽度公式，可得.f -9x O.8x61OOxlO-10 a “3L= 2 _zx= 3.25 xlO-3 ma0.3x10-3(2)对于第三级明纹a sin =(2x3+1) / 2 = 7 / 2 所以sin = 7 /2a故第三级明纹到中央明纹中心的距离为x 鹿 /s,n 2a代入数据，得5.6970.8610010 7 03 10 39. 用 =5900 A的钠黄光垂直入射到每亳米有500条刻痕的光栅上，问最多能看到第几级明条纹? 9解：丽 2x2.0x10nani = 2.0x

13、l0-A由(a + b) sm =k知，最多见到的条纹级数人近对应的 ,a + b 9 n x 104所以有R=Q 3.39,即实际见到的最高级次为 紇3.i s n max590010. 己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为4.8410 rad ,它们都发出波长为55004的光，试问望远镜的口径至少要多大，才能分辨出这两颗星？10. 解：由最小分辨角公式=1.22 _D5.5x10-5D = 1.22 = 1.22x = 13.86 cm4.84xl0f11. 使自然光通过两个偏振化方向夹角为62的偏振片时，透射光强为人，今在这两个偏振片之间再插入 一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片

14、均成30%问此时透射光/与人之比为多少？11. 解：由马吕斯定律I9/I = -A?os2 30 cos2 30 =-23212. 束自然光从空气入射到平面玻璃上，入射角为58。，此时反射光为偏振光。求此玻璃的折射率及折 射光的折射角。12. 解 根据布儒斯特定律可以知道，当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为偏振光，因而布儒斯特角 为z=58,玻璃的折射率为n=/g58=7.6反射光与折射光垂直，所以折射角为90。-58。二32。标准答案：一. 选择题IB 2B 3B 4C 5B 6D 7B 8D 9C 10D UB 12B13C14D15B16A17A18C二. 填空题1. 分波面的方法，分

15、振幅的方法2. 相位变化3. 单缝衍射，多缝干涉4. 光波的振动方向相对传播方向的不对称性O5. 1/1600(mm)=6250 A10. 1/21 511. 波动性；横波：12. 光程差；光程差；增加或减小喑增多13. 最高；“吞”“吐”环；零；14. 不变；劈棱； 变小：劈棱:15.三计算题1. 解：（1）由 = 知，6.0= 1x10 x2 a0.2= 0.6x10nun = 6000 Anixin3Ax= =x 0.6 xlO-3 = 3 nund0.22. 解根据杨氏双缝干涉明纹公式，可以得到中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离为心=2jq= 2k=2x8xT2x550x10-1x10

16、 3=0.0176 加3. 解：设云母片厚度为则由云母片引起的光程差为按题意 =777? -17x5500x10- =66xiQ_6m =661.58-14.解：(1)由图知，Lsin=d，即厶=dd_L 0.12xl030.048= 4.0x10* (弧度)-7(2) 相邻两明条纹空气膜厚度差为= - = 3.4x10 m6800x10金-6(3) 相邻两喑纹间距/= = 850x10 m = 0.85niiii22x4.0xl0-4L dV= yQ 141 条5. 解根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式/=X/(2nsinO)X/2nO可得入射光的波长为X = l2n 0代入数据X= 2

17、/ n 0 =2 X 3. 64 X 10-3 XI. 50X5. OX 10_5=5460 X 10_1mA = 2x0322x102M1024=6.289 xlO-7 m = 6289 AZ解：中央明纹的宽度为x 2-/半角宽度为 sin 25OOOxlO-10-3心=2 x 0.5 x = 5.0x10 mO.lOxlO-3.-i5OOOxlO-10=sin -O.lOxlO-3= 5.0x103rad&解(1)把已知数据代入单缝衍射中央明条纹的宽度公式，可得.f -9x O.8x61OOxlO-10 a “3L= 2 _zx= 3.25 xlO-3 ma0.3x10-3(2)对于第三级明纹a sin =(2x3+1) / 2 = 7 / 2所以sin = 7 / 2a故第三级明纹到中央明纹中心的距离为7/x ftg /sin 2a代入数据，得70.8610010 飞 03 10 35.69 9.解：a + b=nun = 2.0xlO-3 nini = 2.0 xlO-4 A500由(a + b) sin =k知，最多见到的条纹级数人逝对应的 p,a