波动光学检测题解答

1、 1 在双缝干涉实验中两条缝的宽度原来是相在双缝干涉实验中两条缝的宽度原来是相 等的等的.若其中一个逢的宽度略变窄若其中一个逢的宽度略变窄(缝中心位置缝中心位置) 不变不变,则则 波动光学检测题解答波动光学检测题解答 一一 选择题选择题 C D 不再发生干涉现象不再发生干涉现象. A 干涉条纹的间距变宽干涉条纹的间距变宽; C 干涉条纹的间距不变干涉条纹的间距不变,但原极小处的强但原极小处的强 度不再为零度不再为零; B 干涉条纹的间距变窄干涉条纹的间距变窄; 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 d D x a fl 2 0 解解: 应该选应该选 C 两缝衍射图样不再重合两缝衍射图样

2、不再重合(除中央明纹除中央明纹 中心重合外中心重合外) 所以条纹间距不变所以条纹间距不变 0 la 中央明纹宽度中央明纹宽度(单缝衍射单缝衍射) 2 在迈克尔孙干涉仪的一条光路中在迈克尔孙干涉仪的一条光路中,放入一折放入一折 射率为射率为n、厚度为、厚度为d的透明薄片的透明薄片,放入后这条光路放入后这条光路 的光程改变了的光程改变了 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 ;) 1(2 ,dnA;2 , ndB ;2) 1(2 ,dnC 解解: ;,ndD .) 1( ,dnE dndnd) 1(222 A 应该选应该选 A 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 ;105 . 2

3、 , 5 mA ;100 . 1 , 5 mB ;100 . 1 , 6 mC .105 . 2 , 7 mD 3 如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发 生在衍射角为生在衍射角为 的方位上的方位上,所用单色光的所用单色光的 波长为波长为 ,则单缝宽度为则单缝宽度为 30 nm500 sina ma 6 100 . 1 sin 解解: C 应该选应该选 C 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 4 设光栅平面、透镜均与屏幕平行设光栅平面、透镜均与屏幕平行.当入射的当入射的 单色平行光从垂直于光栅平面入射到斜入射时单色平行光从垂直于光栅平面入射到斜入射时,

4、能观察到的光谱线的最高级次能观察到的光谱线的最高级次k A 变小变小;B 变大变大; D 无法确定无法确定.C 不变不变; B 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 kba)sin)(sin( )sin1 ( )( ba km 解解: )( ba kk mm 当括弧里取当括弧里取“+”时时 应该选应该选 B 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 5 某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为 和和 (1nm=10-9m)的光的光 谱线谱线.在光栅光谱中在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重这两种波长的谱线有重 叠现象叠现象,重叠处重叠处 的谱线级次是的谱线级次

5、是 nm450 1 nm750 2 2 .5 , 4 , 3 , 2 . A.11, 8 , 5 , 2 .B .8 , 6 , 4 , 2 .C.12, 9 , 6 , 3 .D D 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 2211 kk 21 53kk 解解: 9 6 35 10 15 应该选应该选 D 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 A 单缝衍射的中央主极大变宽单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含其中所包含 的干涉条纹数目变少的干涉条纹数目变少; B 单缝衍射的中央主极大变宽单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含其中所包含 的干涉条纹数目变多的干涉条纹数目变多; C 单

6、缝衍射的中央主极大变宽单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含其中所包含 的干涉条纹数目不变的干涉条纹数目不变; 6 在双缝衍射实验中在双缝衍射实验中,若保持双缝若保持双缝 和和 中中 心间的距离心间的距离d不变不变,而把两缝的宽度而把两缝的宽度a略微加宽略微加宽, 则则 1 S 2 S D 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 E 单缝衍射的中央主极大变窄单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含其中所包含 的干涉条纹数目变多的干涉条纹数目变多; D 单缝衍射的中央主极大变窄单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含其中所包含 的干涉条纹数目变少的干涉条纹数目变少; 波动光学检测题部分解答波动光学检

7、测题部分解答 a fl 2 0 0 la .3 , 2 , 1, kk a ba k 解解:单缝衍射单缝衍射,中央明纹宽度为中央明纹宽度为: 光栅衍射缺级公式光栅衍射缺级公式: ka 应该选应该选 D 7 在光栅光谱中在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极假如所有偶数级次的主极 大恰好在单缝衍射的暗纹方向上大恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上因而实际上 不出现不出现,那么此光栅每个透光缝宽度那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两和相邻两 缝间不透光部分宽度缝间不透光部分宽度b的关系为的关系为 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 ;2,baA;,baB ;2,baC.3,baD B 波动

8、光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 .3 , 2 , 1, kk a ba k 2k1k 解解: 第一个偶数级次缺级时第一个偶数级次缺级时 a ba 2ba 应该选应该选 B 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 ;100 . 5 , 1 mmA ;100 . 1 , 1 mmB ;100 . 1 , 2 mmC 8 若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波 长长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种 最好最好? .100 . 1 , 3 mmD D 解解:光栅常数越小光栅常数越小,明纹越细明纹越细,分得越开分得

9、越开 应该选应该选 D 9 自然光以自然光以600的入射角照射到两介质的分的入射角照射到两介质的分 界面时界面时,反射光为完全线偏振光反射光为完全线偏振光,则知折射光则知折射光 为为 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 D A 完全线偏振光且折射角是完全线偏振光且折射角是300; C 部分偏振光部分偏振光,但须知两种介质的折射率才但须知两种介质的折射率才 能确定折射角能确定折射角; D 部分偏振光且折射角是部分偏振光且折射角是300; B 部分偏振光且只是在该光由真空入射到部分偏振光且只是在该光由真空入射到 折射率为折射率为 的介质时的介质时,折射角是折射角是300;3 波动光学检测

10、题部分解答波动光学检测题部分解答 2 i 30 解解: :折射角折射角 应该选应该选 D 10 一束自然光自空气斜射向一块平板玻璃一束自然光自空气斜射向一块平板玻璃 (如图如图),设入射角等于布儒斯特角设入射角等于布儒斯特角 ,则在截面则在截面 2的反射光的反射光 0 i B 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于 入射面入射面; 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 B A 是自然光是自然光; D 是部分偏振光是部分偏振光. C 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于是线偏振光且光矢量的振动方向平行于 入射面入射面; 解解:由题意由题意应该选应该选 B 11

11、 如图所示如图所示,在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中,若把一厚若把一厚 度为度为e、折射率为、折射率为n的云母片覆盖在的云母片覆盖在S1缝上缝上,中中 央明纹将向央明纹将向_移动移动;覆盖云母片后覆盖云母片后,两束相两束相 干光至原中央明纹干光至原中央明纹O处的光程差为处的光程差为_. 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 en) 1( 二二 填空题填空题 enenne) 1( 空空 e SO 1 S 2 S 屏屏 解解: 上上 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 12 在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中,所用光波波长所用光波波长 ,双缝与屏间的距离双缝与屏间的距离D=300

12、mm,双缝间距离双缝间距离d=0.134mm,则中央明纹两侧则中央明纹两侧 的两个第三级明纹之间的距离为的两个第三级明纹之间的距离为_. mm 4 10461. 5 .)2, 1, 0(kkx D d 时时3k 解解: 3 3 d D x mm d D xl33. 762 3 mm33. 7 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 13 折射率分别为折射率分别为n1和和n2的两块平玻璃板构的两块平玻璃板构 成空气劈尖成空气劈尖,用波长为用波长为 的单色光垂直照射的单色光垂直照射.如如 果将该劈尖装置浸入折射率为果将该劈尖装置浸入折射率为n的透明液体中的透明液体中, 且且n2nn1,则劈尖

13、厚度为则劈尖厚度为e的地方两反射光的的地方两反射光的 光程差的改变量是光程差的改变量是_. 2) 1(22) 1(2enen或或 2 2 2 2 een空 空 ne2 2 ) 1(2 en 解解: 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 14 波长波长 的单色光垂直照射到牛顿的单色光垂直照射到牛顿 环装环装置上置上,第二明环与第五个明环所对应的空第二明环与第五个明环所对应的空 气薄膜厚度之差为气薄膜厚度之差为_nm nm600 ke 2 2 4 3 2 e 4 9 5 e nmeee900 4 6 25 解解: 900 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 15 在单缝夫琅禾费衍

14、射实验中在单缝夫琅禾费衍射实验中,设第一级暗设第一级暗 纹的衍射角很小纹的衍射角很小,若钠黄光若钠黄光( )中央明中央明 纹宽度为纹宽度为4.0mm,则则 (1nm=10-9m) 的蓝紫光的中央明纹宽度为的蓝紫光的中央明纹宽度为_. nm442 2 nm589 1 a fl 1 1 2 a fl 2 2 2 1 2 1 2 l l mmll3 1 1 2 2 mm3 解解: 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 16 如图所示如图所示,波长波长 的平行光垂的平行光垂 直照射到宽度为直照射到宽度为a =0.40mm的单缝上的单缝上,单缝后单缝后 透镜的焦距透镜的焦距f=60cm,当单缝两

15、边缘点当单缝两边缘点A、B射射 向向P点的两条光线在点的两条光线在P点的相位差为点的相位差为 时时,P点点 离透镜焦点离透镜焦点O的距离等于的距离等于_. nm0 .480 mm36. 0 x P fB A O 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 sina 2 a2 sintan 解解: mm a f fx36. 0 2 tan 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 916 17 用波长用波长546.1nm(1nm=10-9m)的平行单的平行单 色光垂直照射在一透射光栅上色光垂直照射在一透射光栅上,在分光计上测在分光计上测 得第一级光谱线的衍射角为得第一级光谱线的衍射角为 .

16、则该光栅则该光栅 每一毫米上有每一毫米上有_条刻痕条刻痕. 30 kbasin)( 时时1k mba 3 1009. 1 30sin 916 001. 0 ba 解解: 每每mm上的刻痕数为上的刻痕数为 18 要使一束线偏振光通过偏振片后振动要使一束线偏振光通过偏振片后振动 之向转过之向转过900,至少要让这束光通过至少要让这束光通过_块理块理 想偏振片想偏振片.在此情况下在此情况下,透射光强度最大是原透射光强度最大是原 来光强的来光强的_倍倍. 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 2sin 4 sincos ) 2 (coscos 0 22 0 22 0 I I II 时时 2 2

17、 即即1 1, ,当当s si in n2 2 两两 1/4 4 0 max I I 解解: E 1 P 2 P 2 19 一束光垂直入射在偏振片一束光垂直入射在偏振片P上上,以入以入 射光线为轴转动射光线为轴转动P,观察通过观察通过P的光强的变的光强的变 化过程化过程.若入射光是若入射光是_光光, 则将看到光强不变则将看到光强不变;若入射光是若入射光是_, 则将看到明暗交替变化则将看到明暗交替变化,有时出现全暗有时出现全暗;若若 入射光是入射光是_, 则将看到明暗交替变化则将看到明暗交替变化,但不出现全暗但不出现全暗. 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 部分偏振光或椭圆偏振光部分

18、偏振光或椭圆偏振光 线偏振光线偏振光 自然光或圆偏振自然光或圆偏振 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 8 cos 2 0 2 0 II I 60 3 20 光强为光强为I0的自然光垂直通过两个偏振的自然光垂直通过两个偏振 片后片后,出射光强出射光强I=I0/8,则两偏振片的偏振化则两偏振片的偏振化 方向之间的夹角为方向之间的夹角为_. 解：解： 60 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 三三 计算题计算题 21 在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中,幕到双缝的距离幕到双缝的距离D远远 大于双缝之间的距离大于双缝之间的距离d.整个双缝装置放在空气整个双缝装置放在空气 中中.对于

19、钠黄光对于钠黄光, ( ),产产 生的干涉条纹相邻两明纹的角距离生的干涉条纹相邻两明纹的角距离(即相邻两即相邻两 明纹对双缝中心处的张角明纹对双缝中心处的张角)为为 . (1) 对于什么波长的光对于什么波长的光,这个双缝装置所得相邻这个双缝装置所得相邻 明纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大明纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大10%? (2) 假想将此装置全部浸入水中假想将此装置全部浸入水中(水的折射率为水的折射率为 n=1.33),相邻两明纹的角距离有多大相邻两明纹的角距离有多大? nm3 .589mnm 9 101 20. 0 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 解解: kx D

20、d kkk DDk d D xtan 111 tan) 1( kkk DDk d D x d kk 1 k 1k k x 1k x 1 S OO D 2 S 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 %110 nm 2 . 648 n 1 (1) (2) nd 15. 0 (钠黄光钠黄光) 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 nm3 .589 22 用钠光用钠光( )垂直照射在某光栅垂直照射在某光栅 上上,测得第三级光谱的衍射角为测得第三级光谱的衍射角为 . 若换用另一光源若换用另一光源,测得其第二级光谱的衍射测得其第二级光谱的衍射 角为角为 ,求后一光源发光的波长求后一光源发光

21、的波长. (2) 若以白光若以白光(400nm700nm)照射在该光栅上照射在该光栅上, 求其第二级光谱的张角求其第二级光谱的张角 60 30 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 ) 1.(3sin 13 d )2.(2sin 22 d nm3 .510 2 解解: (1) 由光栅方程可得由光栅方程可得 由以上两式可得由以上两式可得 (2) 由由(1)式可得式可得 1 1 32 60sin 3 d 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 紫紫紫紫 2sind 3 .58932 4002 sin 紫紫 1 .23 紫紫 1 .48 红红 25 紫紫红红 同理可得同理可得 波动光学

22、检测题部分解答波动光学检测题部分解答 23 (1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中在单缝夫琅禾费衍射实验中,垂直入垂直入 射的光有两种波长射的光有两种波长, , (1nm=10-9m).已知单缝宽已知单缝宽 ,透透 镜焦距镜焦距f=50cm.求两种光第一级衍射明纹中求两种光第一级衍射明纹中 心之间的距离心之间的距离. (2) 若用光栅常数若用光栅常数 的光栅替换的光栅替换 单缝单缝,其他条件和上一问相同其他条件和上一问相同,求两种光第一求两种光第一 级主极大之间的距离级主极大之间的距离. nm400 1 nm760 2 cma 2 100 . 1 cmd 3 100 . 1 波动光学检测题部分解答波

23、动光学检测题部分解答 2 ) 12(sin ka 时时1k 11 2 3 sintanf a ffx 解解: (1) 22 2 3 sintanf a ffx cmxxx27. 0 12 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 (2)kdsin 时时1k d fffx 1 1 sintan d fx 2 2 cmxxx8 . 1 12 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 24 用每毫米用每毫米300刻痕的衍射光栅来检查仅刻痕的衍射光栅来检查仅 含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱.已知已知 红谱线波长红谱线波长 在在 范围内范围内,蓝谱蓝谱 线波

24、长线波长 在在 范围内范围内.当光垂直当光垂直 入射到光栅时入射到光栅时,发现在衍射角为发现在衍射角为 处处,红蓝红蓝 两谱线同时出现两谱线同时出现. 在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现? (1) 在什么角度下只有红谱线出现在什么角度下只有红谱线出现? R mm76. 063. 0 mm49. 043. 0 B 46.24 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 md 5 10 3 1 300 001. 0 m R 6 1069. 0 m B 6 1046. 0 解解: (1) kdsin 48 . 4 R Rm d k BBRR kk 46. 069.

25、 0 BR kk BR kk23 重叠时重叠时 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 3, 2 11 BR kk 6, 4 11 BR kk R d4sin 第一次重叠时第一次重叠时 第二次重叠时第二次重叠时 9 .55 (2)时时1k RR kd 1 sin d R 1 sin 9 .11 1 d R 3 sin 1 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 时时3k RR kd3sin 3 4 .38 3 所以在衍射角为所以在衍射角为 和和 处只处只 有红谱线出现有红谱线出现 4 .38 9 .11 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 25 两个偏振片两个偏振片P1、

26、P2叠在一起叠在一起,由强度相同由强度相同 的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射 在偏振片上在偏振片上.已知通过已知通过P1后的透射光强度为入射后的透射光强度为入射 光强度的光强度的1/2;连续穿过连续穿过P1、P2后透射光强度是入后透射光强度是入 射光强度的射光强度的1/4.求求: 若不考虑若不考虑P1、P2对可透部分的反射和吸收对可透部分的反射和吸收,入入 射光中线偏振光的光矢量振动方向与射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化的偏振化 方向夹角方向夹角 为多大为多大?P1、P2的偏振化方向间的夹的偏振化方向间的夹 角角 为多大为多大? (2

27、) 若考虑每个偏振片对透射光的吸收率为若考虑每个偏振片对透射光的吸收率为5%, 且透射光强与入射光强仍不变且透射光强与入射光强仍不变,此时的此时的 和和 又又 为多大为多大? 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 45 2 0 0 cos 4 2 I I I 解解:设入射自然光、偏振光的强度都设入射自然光、偏振光的强度都 是是I0,则则 0 2 0 0 cos 2 II I I(1) 45 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 42 cos95. 095. 0) cos 2 ( 4 2 22 0 00 I II 0 2 0 0 95. 0) cos 2 (II I (2) 5

28、.43 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 26 两个偏振片两个偏振片P1,P2叠在一起叠在一起,一束强度一束强度 为为 的光垂直入射到偏振片上的光垂直入射到偏振片上.已知该入射已知该入射 光由强度相同的自然光和线偏振光混合而光由强度相同的自然光和线偏振光混合而 成成,且入射光穿过第一个偏振片且入射光穿过第一个偏振片P1后的光强后的光强 为为0.716 ;当将当将P1抽去后抽去后,入射光穿过入射光穿过P2后的后的 光强为光强为0.375I0.求求P1,P2的偏振化方向之间的的偏振化方向之间的 夹角夹角. 0 I 0 I 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 解解: 由题意由题意,自然光、偏振光的强度都是自然光、偏振光的强度都是I0/2, 设偏振光的光矢量方向与设偏振光的光矢量方向与P1偏振化方向间的偏振化方向间的 夹角为夹角为 ,与与P2偏振化方向间的夹角为偏振化方向间的夹角为 ,则则 0 2 00 716. 0cos 24 I II I 15 0 2 00 375. 0cos 24 I II I 60 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 以所以所,两偏振片偏振化方向间的夹角为两偏振片偏振化方向间的夹角为 4575 或或 波动光学检测题部分解答波动光学检测题部分解答 27