复习光学部分习题解答ppt课件

1、B1. 如图如图a所示所示,一光学平板玻璃一光学平板玻璃 A与待测工件与待测工件 B 之间构成空之间构成空气气 劈劈 尖尖,用波长用波长 =500nm (1nm=10-9m)的单色光垂直照射的单色光垂直照射,看到的反射光的干涉条纹如图看到的反射光的干涉条纹如图b所示，有些条纹弯曲部分的所示，有些条纹弯曲部分的顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，那么工件顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，那么工件的上外表缺陷是的上外表缺陷是A不平处为凸起纹，最大高度为不平处为凸起纹，最大高度为500nm。B不平处为凸起纹，最大高度为不平处为凸起纹，最大高度为250nm。C不平处为凹槽，最大高度为不平

2、处为凹槽，最大高度为500nm。D不平处为凹槽，最大高度为不平处为凹槽，最大高度为250nm。 图图aAB图b 图aAB图b 凸凸相邻两明纹的高度相邻两明纹的高度差差: / 2 = 250 (nm) = 2e ( n-1 ) = e, nD2. 在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改动量为一个波长动量为一个波长，那么薄膜的宽度是，那么薄膜的宽度是 A / 2 . B /2n . C / n. D / 2(n-1) . B212kasin)(2a12ksink)

3、(ka3. 在夫朗和费单缝衍射实验中，对于给定的入射光，当单在夫朗和费单缝衍射实验中，对于给定的入射光，当单逢宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射逢宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹条纹(A)对应的衍射角变小；对应的衍射角变小；(B)对应的衍射角变大；对应的衍射角变大；(C)对应的衍射角不变；对应的衍射角不变；(D)光强也不变。光强也不变。 只能取整数）；，（kkkabak.321计算缺级的基本公式。计算缺级的基本公式。B4. 一束平行单色光垂直入射在光栅上一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数当光栅常数(a+b)为以下哪种情况时为以下哪种情况时a代表每条缝的

4、宽度代表每条缝的宽度, k=3,6,9等等极次的主极大均不出现？极次的主极大均不出现？ (A) a+b=2a . (B) a+b=3a . (C) a+b=4a . (D) a+b=6a . 0121Ip：p1p3p2600002028330cos21IIP：0020332360cos83IIP：C5. 三个偏振片三个偏振片P1，P2与与P3堆叠在一同，堆叠在一同，P1与与P3偏振化方偏振化方向相互垂直，向相互垂直， P2与与P1的偏振化方向间的夹角为的偏振化方向间的夹角为300，强度，强度为为I0的自然光垂直入射于偏振片的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片，并依次透过偏振片P1、P

5、2、与、与P3 ，那么经过三个偏振片后的光强为，那么经过三个偏振片后的光强为AI0 /4B3 I0 /8C3 I0 /32D I0 /16 B6. 一束自然光从空气射向一块平板玻璃如图，设入射角一束自然光从空气射向一块平板玻璃如图，设入射角等于布儒斯特角等于布儒斯特角i0 ，那么在界面，那么在界面2的反射光是的反射光是A是自然光。是自然光。B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垂直于入射面。C是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面。是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面。D是部分偏振光。是部分偏振光。12i0解解:所以所以 i 是对介面是对介面2的

6、布儒斯特角的布儒斯特角sinsin201nin)( ,20ii00)2/(ctgiitgtgtgi)(./1120210nntginntgi12i0i7. 在单缝的夫朗和费衍射实验中，屏上第三极暗纹对应的单在单缝的夫朗和费衍射实验中，屏上第三极暗纹对应的单缝处的波面可划分为缝处的波面可划分为 个半波带。假设将缝宽减少一个半波带。假设将缝宽减少一半，原来第三极暗纹处将是半，原来第三极暗纹处将是 纹。纹。6第一极明第一极明asin326,aa221)k(2232sinasinak=18. 可见光的波长范围从可见光的波长范围从400-760nm。用平行的白光垂直入。用平行的白光垂直入射在平面透射光栅

7、上时，它产生的不与另一极光谱重叠射在平面透射光栅上时，它产生的不与另一极光谱重叠的完好的可见光光谱是第的完好的可见光光谱是第 极光谱。极光谱。1kdsink=1d400sin1d760sin1k=2dd1520sin800sin22k=3dd2280sin1200sin33重叠重叠9. 用波长为用波长为 的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，其光栅常数其光栅常数 d =3m，缝宽，缝宽 a =1m，那么在单缝衍射的，那么在单缝衍射的中央明条纹中共有中央明条纹中共有条谱线主极大。条谱线主极大。2) (2kasinasin0kdsin kdsin0kad3k3

8、2,1,0,3缺缺极极21,0,51k10. 某一块火石玻璃的折射率是某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水，现将这块玻璃浸没在水中中n=1.33，欲使从这块玻璃外表反射到水中的光是完全，欲使从这块玻璃外表反射到水中的光是完全偏振的，那么光由空气射入水的入射角应为偏振的，那么光由空气射入水的入射角应为。1.241.331.65tantanri104. 178. 033. 1sin33. 1sin0ririsin33. 1sin01tantansin2rrri01.331.65r i无解无解11. 以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上，在衍射角以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上

9、，在衍射角 =41 的方向上看到的方向上看到1=656.2nm 和和 2=410.1nm 的谱线相的谱线相重合，求光栅常数最小是多少？重合，求光栅常数最小是多少？解：解：kbasin)(22110,41kk2112kk581 .4102 .656 15241016取取8521 ,kk即让即让 1 1 的第的第5 5级与级与 2 2 的第的第8 8级相重合级相重合)(105sin411cmkba12. 波长波长 =6000A0的单色光垂直入射到一光栅上的单色光垂直入射到一光栅上, 测得测得第二级主极大的衍射角为第二级主极大的衍射角为300 , 且第三级是缺级。且第三级是缺级。(1) 光棚常数光棚

10、常数 (a+b) 等于多少等于多少?(2) 透光缝能够的最小宽度透光缝能够的最小宽度 a 等于多少等于多少?在选定了上述在选定了上述 (a+b)和和 a 之后之后, 求在衍射角求在衍射角 -1/2 1/2 范围内能够察看到的范围内能够察看到的全部主极大的级次。全部主极大的级次。解解: (1) 由光栅衍射主极大公式得由光栅衍射主极大公式得:cmkba4104 . 2sin(2) 假设第三极不缺极假设第三极不缺极,那么由光栅公式得那么由光栅公式得:3sin)(ba由于第三极缺极由于第三极缺极,对应于最小能够的对应于最小能够的a, 方向应是单缝第一极暗纹方向应是单缝第一极暗纹: asin= , 两式

11、比较两式比较,得得:cmbaa4108 . 03/ )(3) (a+b)sin=k , 主极大主极大 asin=k , 单缝衍射极小单缝衍射极小 k / k=(a+b) / a = 3, k=3k ( k=1,2,3,) k = 3,6,9,缺极缺极 又由于又由于 kmax= (a+b) / = 4 所以实践出现所以实践出现 k = 0, 1, 2 共共5根条纹根条纹.K= 4 在在 / 2 处看不到处看不到.13. 单色平行光垂直入射薄膜，上下外表反射光发生干涉，薄单色平行光垂直入射薄膜，上下外表反射光发生干涉，薄膜厚度为膜厚度为e, 且且n1n3, 为入射光在介质为入射光在介质n1中的波长

12、，那么中的波长，那么两束反射光的光程差为两束反射光的光程差为2( )2An e21( )2/ 2Bn en（）21( )2/2Cn en2( )2/2Dn en1n2n3e222022enen2210n14. 在玻璃折射率在玻璃折射率n 31.60外表镀一层增透膜折射率外表镀一层增透膜折射率n 21.38，为使波长为，为使波长为5000 的光从空气正入射时尽能够减少的光从空气正入射时尽能够减少反射，增透膜的最小厚度为反射，增透膜的最小厚度为( )1250AA( )1810AB( )2500AC()781ADA( )906AE22(21)2n ek22(21)44eknn15. 波长为波长为40

13、0nm760nm的白光照射杨氏双缝干涉安装，两缝的白光照射杨氏双缝干涉安装，两缝间距为间距为0.2mm，在距双缝，在距双缝1m远的屏上间隔零级明条纹远的屏上间隔零级明条纹20mm处，处，有哪些波长最大限制地加强？有哪些波长最大限制地加强？解：根据双缝干涉条纹分布公式解：根据双缝干涉条纹分布公式 kfxkd明纹/kkx df1111110 4009 444.48 5007 571.46 666.7knmknmknmknmknm16. 16. 在折射率在折射率n1=1.5n1=1.5的玻璃上，镀上的玻璃上，镀上n =1.35n =1.35的透明介质膜，的透明介质膜，入射光垂直照射，察看反射光的干涉

14、，发现入射光垂直照射，察看反射光的干涉，发现 6000A 6000A 的光干的光干涉相消，对波长涉相消，对波长 7000A 7000A 的光干涉相长，且在的光干涉相长，且在60007000 60007000 之之间分别有两次别的波长的光是最大限制相消或相长。求镀层间分别有两次别的波长的光是最大限制相消或相长。求镀层的厚度的厚度e e。n1=1.5n=1.35n0=1解：没有因半波损失带来的附加光程差解：没有因半波损失带来的附加光程差)()(4)(3)(2)(1)()42(21)32(21)22(21) 12(21)2(21) 12(212加强长减弱加强减弱加强减弱短kkkkkkne17kmmk

15、e21089. 335. 127000217n22）（）（长P1P217. 两个偏振片两个偏振片 P1、 P2 叠在一同，由强度一样的自然光和线叠在一同，由强度一样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，进展两次丈量，偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上，进展两次丈量，第一次和第二次第一次和第二次 P1 和和 P2 偏振化方向的夹角分别为偏振化方向的夹角分别为 30 和未知和未知的的 ，且入射光中线偏振光的光矢量振动方向与，且入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分别为方向夹角分别为 45 和和30 。不思索偏振片的反射和吸收。知。不思索偏振片的反射和

16、吸收。知第一次透射光强为第二次的第一次透射光强为第二次的 3/4，求：，求：1 。2两次穿过两次穿过P1 的透射光与入射光的光强之比。的透射光与入射光的光强之比。3两次两次 延续穿过延续穿过 P1、 P2的的透射光与入射光的光强之比透射光与入射光的光强之比 。0)(0)(02III偏自1I2I222000.5cos 45cos 30III第一次最后透射光强第一次最后透射光强222000.5cos 30cosIII 第二次最后透射光强第二次最后透射光强22:3:4II 由由26.6得解：解：1 1P1P20)(0)(02III偏自1I2I21000010.5cos 4522IIIII第一次穿过第一次穿过P1的光强的光强21000050.5cos 305/428IIIII 第二次穿过第二次穿过P1的光强的光强2第一次穿过第一次穿过P1和和P2的光强的光强第二次穿过第二次穿过P1和和P2的光强的光强32220