C2练习册--光学

1、大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 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）光学练习题（一） 一、一、1 答案：答案： B )()(111222tnrtnr)1()1(111222tnrtnr)()(111222tnrtnr1122tntn 222 2111 1rtn trtn t解：解： 大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、2 解：解： 答案：答案：

2、A dxd光学练习题（一）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； （）不能确定大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、3 解：解： 答案：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）光学练习题（一） 大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、4 解：解： 答案：答案：A光

3、学练习题（一）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） ； （） ； （） ； （） 。1.51.5n31.5n2大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、1 解：解： 光学练习题（一）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_。dxd变小变小大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、2 解：解： 光学练习题（一）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

4、，则光程改变了_；光从a到b的几何路程是_。22n大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、3 解：解： 光学练习题（一）光学练习题（一） 在杨氏双缝实验中，所用波长为589.3nm，其中一个缝前放置一厚度为d的透明薄片，薄片的折射率位n=1.4，放入薄片后中央明纹移动5个条纹，则薄片厚度d=_。 (1)5nd657.37 101dmn67.3710m大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、1 解：解： 光学练习题（一）光学练习题（一） 在杨氏双缝实验中，两缝之间的距离d=0.5mm，缝到屏的距离为25cm，若先后用波长为400nm和600nm两种单色光入射，求：（1）两

5、种单色光产生的干涉条纹间距各是多少？（2）两种单色光的干涉条纹第一次重叠处距屏中心距离为多少？各是第几级条纹？0.5,25dmm dcm400,600nmnmdxd(1) 294325 10400 102 10 ( )0.20.5 10mmm43 10 ()0.3dxmmmd(2) 条纹重叠ddkkdd32kk第一次重叠32kk294325 103400 106 10 ()0.60.5 10 xxmmm大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、2 解：解： 光学练习题（一）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

6、距离为6.0mm,求所用单色光的波长。方法一：明纹位置 dxkd 5k 1255dxddxd1210dxxxd106.0dmmd 600nm方法二： 5k6.03.02m mxm m600dxdxknmdkd方法三：6.010dmmxd大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 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n1n2n3，则两束反射光在相遇点的相位差为（ ）（A）（B）（C） （D）一、一、1 答案：答案： A 123nnn22rn e 解：解： 光学练习题（二）光学练习题（二） /n42e/22en/42e

7、n/22en所以反射光无附加光程差242rn e大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 （二）一、一、2 答案：答案： C解：解： 光学练习题（二）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。 2222nbn bb大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、3 解：解： 答案：答案： C 光学练习题（二）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。 大学物理大学物理C2练习册练习

8、册 光学光学 二、二、1 解：解： 222 rn d光学练习题（二）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=422d2(21)22dk10646000 101.2 10 ()1.222kdmm第4暗环1.2大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、2 解：解： (21)2 rk光学练习题（二）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。）222 rn e22(21)22n ek22ken减弱条件n2=1.4，kmin

9、=11074000 101.43 10 ()1432 1.4emnm143nm大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、3 解：解： 光学练习题（二）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。不变劈棱变小劈棱大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、1 解：解： 22622594.63()( )10221.03( )55 590 10kkrrRm2255kkrrR1()2krkR51(5)2 krkR用波长的单

10、色光观察牛顿环，测得某一级亮环直径为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，在它外面第5个亮环直径为个亮环直径为4.6mm，求组成，求组成牛顿环的平凸透镜的球面曲率半径。牛顿环的平凸透镜的球面曲率半径。光学练习题（二）光学练习题（二） 明环大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、2 解：解： 波长波长=680nm的平行光垂直照射在两块玻璃片上，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的金属丝分开。求在空气劈尖上呈现多少条明条纹？多少条

11、明条纹？光学练习题（二）光学练习题（二） 其中其中n2=1得，得，k=141.6空气劈尖上有空气劈尖上有141个明纹个明纹222rn d max22rDd=D时若此处为明纹，则22Dk可见明纹最高级别为可见明纹最高级别为141级级大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、3 解：解： 一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率n1=1.20)污染了某海域污染了某海域, 在海在海水水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污表面形成一层薄薄的油污. (1)如果太阳如果太阳正位于海域上空正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向下观一直升飞机的驾驶员从机上向下观察察,他所正对的油层厚度为他

12、所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油则他将观察到油层呈什么颜色层呈什么颜色? (2)如果一潜水员潜入该区域水下如果一潜水员潜入该区域水下,又又将看到油层呈什么颜色将看到油层呈什么颜色?光学练习题（二）光学练习题（二） r12dn , 2 , 1,21kkdnnm11042, 11dnknm552, 21dnknm36832, 31dnk绿色绿色(1)大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 三、三、3 光学练习题（二）光学练习题（二） nm22082/112, 11dnk(2) 透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm4 .3152/142, 41dnknm7362/122,

13、21dnk红光红光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫红色紫红色k),2, 1(k121/ 2n dk大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、1 解：解： 光学练习题（三）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：答案： B 明纹2) 12(sinkb,b大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、2 解：解： 光学练习题（三）光学练习题（三） 答案：答案： B在单缝夫琅和费衍射实验中，波

14、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 sin4 sin3042b大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、3 解：解： 光学练习题（三）光学练习题（三） 答案：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()sinbbk2max91 104.176000 400 10bbk大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、1 解：解： 光学练习题（三）

15、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2大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、2 解：解： 光学练习题（三）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()sinbbk30 ,1k31 101()sin30625()8002bbnm大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、3 解：解：

16、光学练习题（三）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大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 光学练习题（三）光学练习题（三） 三、三、1 解：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93322 600 100.52 10 ( ) 20.3 10fxmm mb 12xxm m （2）第一级明纹的宽度大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 光学练习题（三）

17、光学练习题（三） 三、三、2 解：解： （1） 暗纹重合：1 12 2sinsinbkbk1 12 2kk又121,2kk122（2）有重合条件：1 12 2kk2121kk1221212kk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？大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 光学练习题（三）光学练习题（三） 三、三、3 解：解： 波长范围在450650nm之间的复色平行光垂直照射在每厘米有

18、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）612 105000cmbbm设12450,650nmnm明纹条件：()sinbbk2k 2sinbb112sin0.45bb222sin0.65bb大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 光学练习题（三）光学练习题（三） 三、三、3 解：解： 波长范围在450650nm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）1

19、226.760.4668,40.560.7076radrad tanxf21(tantan)xf 22135.1 10tantantan40.56tan26.76xf299.88 10 ( )1mm大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 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（ ）。A BC D 一、一、1解：解： 答案：答案：B 光学练习题（四）光学练习题（四） 042I04I02I022I大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、2 解：解： 答案：答案：A 光学练习题（四）光学练习题（四） 一束光是自然光和

20、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（ ）。A 12 B 13 C 14 D 15大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 一、一、3 解：解： 答案：答案：B光学练习题（四）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大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、1 解：解： 光学练习题（四）光学练习题（

21、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大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、2 解：解： 光学练习题（四）光学练习题（四） E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大学物理大学物理C2练习册练习册 光学光学 二、二、3 解：解： 光学练习题（四）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_。2