大学物理习题集(下)答案

1、一、选择题1. 对一个作简谐振动的物体，下面哪种说法是正确的？C(A)物体处在运动正方向的端点时，速度和加速度都达到最大值；(B)物体位于平衡位置且向负方向运动时，速度和加速度都为零；(C)物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零；(D)物体处在负方向的端点时，速度最大，加速度为零。2. 一?X轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为A,周期为T,振动方程用余弦函数表示，如果该振子的初相为4,则t=0时，质点的位置在：D311(A)过x-A处，向负方向运动；(B)过x3A处，向正方向运动；一一11(C)过x3A处，向负方向运动；(D)过x3A处，向正方向运动。3. 一质点作简谐振动，振幅为

2、A,在起始时刻质点的位移为A/2,且向x轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为BCreated by HDUPage 36/7/20204. 图(a)、(b)、(c)为三个不同的谐振动系统，组成各系统的各弹簧的倔强系数及重物质量如图所示，(a)、(b)、(c)三个振动系统的(为固有圆频率)值之比为：B(A) 2:1:1;(B) 1: 2: 4;(C) 4: 2: 1;(D) 1 : 1 : 25. 一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动，若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上如图，试判断下面哪种情况是正确的：C(A)竖直放置可作简谐振动，放在光滑斜面上不能作简谐振动；(B)竖直放置

3、不能作简谐振动，放在光滑斜面上可作简谐振动；(C)两种情况都可作简谐振动；(D)两种情况都不能作简谐振动。6. 一谐振子作振幅为A的谐振动，它的动能与势能相等时，它的相位和坐标分别为：C(A)21A(B)53,or-;-A;,-;A;332662(C)3,2A(D)23A,or-;A;,-;A4423327. 一质点沿x轴作简谐振动，振动方程为x0.04cos(2t)(SI),从t=0时刻起，到质点3位置在x=-0.02m处，且向x轴正方向运动的最短时间间隔为D1 111(A)S；(B)s；(C)s；(D)s86428 .图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，这两个简谐振动叠加后合成的余弦振动的

4、初相为C(A)2(B)0二、填空题9 .一简谐振动用余弦函数表示，振动曲线如图所示，则此简谐振动的三个特征量为：A=10cm,/6rad/s,/310 .用40N的力拉一轻弹簧，可使其伸长20cm。此弹簧下应挂2.0kg的物体,才能使弹簧振子作简谐振动的周期T=0.2So11 .一质点作简谐振动，周期为T,质点由平衡位置到二分之一最大位移处所需要的时间为T/12;由最大位移到二分之一最大位移处所需要的时间为T/6。12 .两个弹簧振子的周期都是0.4s,设开始时第一个振子从平衡位置向负方向运动，经过0.5s后,第二个振子才从正方向的端点开始运动，则这两振动的相位差为一。13 .两个同方向同频率

5、的简谐振动，其振动表达式分别为：x16102cos(5t2)(SI),x22102cos(5t)(SI)它们的合振动的初相为0.60。三、判断题14 .物体做简谐振动时，其加速度的大小与物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。V15 .简谐运动的动能和势能都随时间作周期性的变化，且变化频率与位移变化频率相同。x16 .同方向同频率的两简谐振动合成后的合振动的振幅不随时间变化。V四、计算题17.作简谐运动的小球，速度最大值为vm3cm/s,振幅A2cm,若从速度为正的最大值的某时刻开始计算时间。(1)求振动的周期;(2)求加速度的最大值;(3)写出振动表达式。解：(

6、1)振动表达式为xAcos(振幅A0.02mvmA0.03m/s,vmA0.030.021.5rad/s周期1.54.19s(2)加速度的最大值1.520.0220.045m/s2(3)速度表达式sin(cos(t由旋转矢量图知,得初相振动表达式0.02cos(1.5t)2(SI)18.已知某简谐振动的振动曲线如图所示,动方程。位移的单位为厘米，时间单位为秒。求此简谐振动的振解：设振动方程为当t=0,x0Acos(10cos解上面两式，可得初相)由曲线可知:v010sin2冗A=10cm由图可知质点由位移为Xo=3-5cm和v0<0的状态到x=0和v>0的状态所需时间t=2s,代入

7、振动方程得2%、010cos(2丁)则有22/33/2,故所求振动方程为5冗x0.1cos(t1257t122阳)(SI)3Created by HDUPage 56/7/20201差为1 ,则此两点相距3(A) 2.86 m(C) 0.5 m2 . 一平面简谐波的表达式为 二点处质元速度之比是1(A) -1(B)-33. 一平面简谐波，其振幅为单元二简谐波波动方程、选择题1.频率为100Hz,传播速度为300m/s的平面简谐波，波线上距离小于波长的两点振动的相位C1(B) 2.19m(D)0.25m:yAcos2(tx/).在t=1/时刻，X1=3/4与x2=/4A1(C) 1(D)3A,频

8、率为V,沿x轴的正方向传播，设tt0时刻波形如图所示，则x=0处质点振动方程为：(A)yAcos2v(tt0)-(B)yAcos2v(tt。)2(C)yAcos2v(tt°)-2(D)yAcos2v(tt0)4.某平面简谐波在t=0时的波形曲线和原点(x=0处)的振动曲线如图(a)(b)所示，则该简谐波的波动方程(SI)为：C.一3(A)y2cos(t-x-);(B)y2cos(t-x-)2222(C)y2cos(t2x2);(D)y2cos(t2x2)Created by HDUPage 76/7/20205 .在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为/2,(为波长)的两点的振动速度必

9、定:(A)大小相同，而方向相反；(B)大小和方向均相同;(C)大小不同，方向相同；(D)大小不同，而方向相反。6 .当机械波在媒质中传播时，一媒质质元的最大变形量发生在(A是振动振幅)：C(A)媒质质元离开其平衡位置最大位移处；(B)媒质质元离开其平衡位置(W2A)处；(C)媒质质元在其平衡位置处；一一A(D)媒质质元离开其平衡位置-处。27 .图示一平面简谐机械波在t时刻的波形曲线.若此时A点处媒质质元的振动动能在增大，则B(A)A点处质元的弹性势能在减小(B)波沿x轴负方向传播(C)B点处质元的振动动能在减小(D)各点的波的能量密度都不随时间变化8.一平面简谐波在弹性媒质中传播时，在传播方

10、向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是：B(A)动能为零，势能最大；(B)动能为零，势能为零；(C)动能最大，势能最大；(D)动能最大，势能为零。、填空题t=0时的波形图，则。点的振动方程yo 0.04cos(0.4 t 0.5 ),该9.如图所示，一平面简谐波在10.平面简谐波沿 X轴正方向传播，波速u=100m/s , t=0时刻的波形曲线如图所示，则简谐波的波长 0.8 m ,振幅A 0.2 m ,频率 125Hz。11.如图所示，一平面简谐波沿 OX轴正方向传播，波长为 ，若P1点处质点的振动方程为 y1 Acos(2 vt )，则P2点处质点的振动方程为 y2 Acos(2

11、t 2 L1 L2);与Pi点处质点振动状态相同的那些点的位置是x kL1, k 1, 2, 3, L 。1*-I 上?.P1 08 X题11.图12. 一列强度为I (J/sm2)的平面简谐波通过一面积为S的平面，波速u与该平面的法线n。1 3.余弦波yAcos(tx)在介质中传播，介质密度为0，波的传播过程也是能量传播过程,c不同位相的波阵面所携带的能量也不同，若在某一时刻去观察位相为一处的波阵面，能量密度2为0A22;波阵面位相为处的能量密度为0。三、判断题14 .从动力学的角度看，波是各质元受到相邻质元的作用而产生的。V15 .一平面简谐波的表达式为yAcos(tx/u)Acos(tx

12、/u)其中x/u表示波从坐标原点传至x处所需时间。V16 .当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒。x四、计算题17.解:如图所示，一平面简谐波沿。期由传播 ，波动方程为(1) P处质点的振动方程；(2)该质点的速度表达式与加速度表达式。(1) P处质点的振动方程：y Acos2 (vt )xy Acos2 (vt -)，求：ll>h- l.P 0 x题(17)(xL,P处质点的振动位相超前)(2) P处质点的速度：vy2Avsin2(vt-)22LP处质点的加速度：ay4Avcos2(vt)18.某质点作简谐振动，周期为2s,振幅为

13、0.06m,开始计时(t=0),质点恰好处在负向最大位移处，求：(1)该质点的振动方程；(2)此振动以速度u=2m/s沿x轴正方向传播时，形成的一维筒谐波的波动方程(以该质点的平衡位置为坐标原点)；(3)该波的波长。解：(1)该质点的初相位振动方程y。(2)波动表达式2t、0.06cos()2y0.06cos(t0.06cos()(SI)0.06cos(tx/u)lx)2(SI)uT 4 m(3)波长t=0时刻与t=2s时刻的波形19.图示一平面余弦波在解：比较t=0时刻波形图与t=2s时刻波形图,可知此波向左传播.u=20/2m/s=10m/s(2)一16suO处质点0Acos0v0Asin

14、,振动方程为1y0Acos(t/82)(SI)波动表达式txyAcos2-通)(SI)20.如图所示，一简谐波向x轴正向传播，波速u=500m/s,x0=1m,P点的振动方程为y0.03cos(500t2)(SI).按图所示坐标系,(2)在图上画出写出相应的波的表达式;t=0时刻的波形曲线.y(m)八>u解：u/(500/250)m波的表达式(2分)(2)y(x,t)0.03cos5000.03cos5000.03cos(500t=0时刻的波形方程121212(x(xx)1)2/1)2/2(SI)题20.图(3分)x(m)y(x,0)0.03cos(2x)0.03sinx(SI)(2分)

15、t=0时刻的波形曲线(3分)Created by HDUPage 236/7/2020单元三波的干涉驻波多普勒效应一、选择、填空题1 .如图所示，两列波长为的相干波在P点相遇，S点的初位相是1,Si至IJP点的距离是门，9点的初位相是2,S2到P点的距离是2,以k代表零或正、负整数，则P点是干涉极大的条件为：D(A) 21k；(B)2i2k；(C) 2i且32k;(D) 2i2(1r2)2k2 .如图所示，Si,S2为两相干波源，其振幅皆为0.5m,频率皆为100Hz，但当Si为波峰时，S2点适为波谷，设在媒质中的波速为10ms1,则两波抵达P点的相位差和P点的合振幅为：C(A)200,1m;

16、(B)201,0.5m;(C)201,0;(D)200,0;(E)201,1m3 .惠更斯原理涉及了下列哪个概念？C(A)波长(B)振幅(C)次波假设(D)位相4 .在弦线上有一简谐波，其表达式为yi2.0102cos100(t)(SI)为了在此弦线上形成驻波，203并在x=0处为一波腹，此弦线上还应有一简谐波，其表达式为：D(A) V22.0(B) y22.0(C) V22.0(D) y22.0102 cos100 (t102 cos100 (t一 2 一一 10 cos100 (t一 2 一一 10 cos100 (tx20)3(SI) )4(SI)203题x )T(SI)203 )4(S

17、I)2035.如图所示，为一向右彳播的简谐波在t时刻的波形图,BC为波密介质的反射面，波由P点反射，则反射波在t时刻的波形图为B6.如图所示，Si和S2为两相干波源，它们的振动方向均垂直图面，发出波长为的简谐波。P点是两列波相遇区域一点，已知SiP=2,S2P=2.2,两列波在P点发生的相消干涉，若Si的振动方程为必Acos(2t/2),则S2的振动方程为:(A)y2Acos(2t2);S1(B)V2Acos(2t)；1N(C)V2Acos(2t2);GPS2.(D)V22Acos(2t0.1)题(6)7.在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(C)振幅相同，相位不同8.设声波在媒质中的传播速度

18、为(D)振幅不同，相位不同(A)振幅相同，相位相同(B)振幅不同，相位相同u,声源频率为vs,若声源s不动，而接收器R相对于媒质以速度Vr沿着s、R的连线向着声源s运动，则接收器R的振动频率为(A)Ys(B)uu Vr(C)(D)u Vru二、填空题9.两相干波源Si和S2的振动方程分别是y1Acos(t)和y2Acos(t)S1距P点3个波长，S2距P点4.5个波长.设波传播过程中振幅不变，则两波同时传到P点时的合振幅是2A。10 .一驻波表达式为yAcos2xcoslOOt(SI).位于xi=(1/8)m处的质元Pi与位于x2=(3/8)m处的质元P2的振动相位差为。题11.图11 .如图

19、所示，Si和S2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为的简谐波，P点是两列波相遇区域中的一点，已知SP3,S2P,P点的合振幅总是极大值，则两波源的振动频率相同3(填相同或不相同)。12 .在绳上传播的入射波波动方程yAcos(t22)，入射波在x=0处绳端反射，反射端为自由2x端，设反射波不共减，则反射波波动万程y2Acos(t),形成驻波波动方程2Acoscos to13 .两相干波源S1和S2相距/4,(为波长)，S1的相位比S2的相位超、八1，一-IMIIPSS2题13.图刖2，在S1,S2的连线上，S1外侧各点(例如P点)两波引起的两谐振动的相位差是。三、判断题14 .

20、当波从波疏媒质（u较小）向波密媒质（u较大）传播，在界面上反射时，反射波中产生半波损失，其实质是位相突变。，115 .机械波相干加强与减弱的条件是：加强2k;（2k1）o，16 .惠更斯原理：任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面次波；在以后的任何时刻，所有这些次波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面。V四、计算题17 .图中A、B是两个相干的点波源，它们的振动相位差为（反相）.B相距30cm,观察点P和B点相距40cm,且PBAB.若发自A、B的两波在P点处最大限度地互相削弱，求波长最长能是多少.解：由图AP50cm.2AB(5040)(2k1)22t(5040)2k10,，

21、一一cm当k1时，10cmk118.相干波源S1和S1,相距11m,S1的相位比S2超前一.这两个相干波在S1、S2连线和延长线2上传播时可看成两等幅的平面余弦波，它们的频率都等于100Hz,波速都等于400m/s.试求在S、S2的连线中间因干涉而静止不动的各点位置.OPSi,二>-|S2x(m)l10 X 20 (lX)102011- x 22± 1, ±2,)解：取P'点如图.从Si、S2分别传播来的两波在P'点的相位差为221020Xlu由干涉静止的条件可得11x(2k1)(k=0,22x=5-2k(-3<k<2)19.设入射波的表达

22、式为y1Acos2（工），在x=0发生反射，反射点为一固定端，求:T（1）反射波的表达式；（2）驻波的表达式；（3）波腹、波节的位置。tx、解：入射波：yiAcos2(T),反射点x=0为固定点，说明反射波存在半波损失。tx、.反射波的波动方程：y2Acos2(一)一一xt(2)根据波的叠加原理，驻波方程：y2Acos(2-+-)cos(2)2Tx_、将i0和2代入得到：驻波方程：y2Asin22cos(2t-)x驻波的振幅：限2Asin2x(3)波幅的位置：2(2k1)-,x(2k1)-,k0,1,2,3xk波节的位置：2k,x,k0,1,2,32(因为波只在x>0的空间，k取正整数)

23、单元四杨氏双缝实验、选择题1.有三种装置(1)完全相同的两盏钠光灯，发出相同波长的光，照射到屏上；(2)同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上；(3)用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；以上三种装置，能在屏上形成稳定干涉花样的是：【A】(A)装置(3)(B)装置(2)(C)装置(1)(3)(D)装置(2)(3)2 .在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中：C(A)传播的路程相等，走过的光程相等；(B)传播的路程相等，走过的光程不相等；(C)传播的路程不相等，走过的光程相等；(D)传播的路程不相等，走过

24、的光程不相等。3 .如图，如果S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为1和2,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：【B】(A)(2n2t2)(1nit)；(B)r2(n21也r1(n11)t(C)(2n2t2)(1nQ;(D)n2t2n4.双缝干涉实验中，入射光波长为，用玻璃纸遮住其中一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5,则屏上原0级明纹中心处(A)仍为明纹中心(B)变为暗纹中心(C)不是最明，也不是最暗(D)无法确定5.用白光(波长为400nm760nm)垂

25、直照射间距为 a=0.25mm的双缝，距缝到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是：50cm处放屏幕，则观察【B】(A) 3.6 X 10 4m, 3.6X 10 4m(B) 7.2 x 10 4m, 3.6X 10 3m(C) 7.2 X 10 4m, 7.2 X 10 4m(D) 3.6 x 10 4m, 1.8X 10 4m6.如图所示，用波长 600 nm的单色光做杨氏双缝实验，在光 屏P处产生第五级明纹极大，现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为：【B】(A) 5.0 X 10-4cm(B) 6 .0 X 10-4c

26、m(C) 7.0X10-4cm(D) 8.0 X 10-4cm7.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为t,一组在屏上可观察到清晰干涉条纹：(A) t=1cm, d=0.1cm, d'=1m(C) t=1mm, d=1cm, d'=100cm双缝间距离d,双缝与屏距离为d',下列四组数据中哪【D】(8) t=1mm,d=0.1mm,d'=10cm(D)t=1mm,d=0.1mm,d'=100cm二、填空题8 .相干光满足的条件是1)频率相同；2)位相差恒定；3)光矢量振动方向平行.有两束相干光,频率为，初相相同，在空气中传播，若在相遇点它们几何路程差为r2r1,

27、则相位差9 .光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是4I。，可能出现的最小光强是0，10 .薄钢片上有两条紧靠着的平行细缝，用双缝干涉方法来测量两缝间距。如果用波长9546.1nm(1nm10m)的单色光照射，双缝与屏的距离D300mm。测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm,则两缝间距离为0.134mm。11 .试分析在双缝实验中，当作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化？Mirror(A)双缝间距变小：条纹变宽题11.图(B)屏幕移近：条纹变窄(C)波长变长：条纹变宽(D)如图所示，把双缝中的一条狭缝挡住，并在两缝垂直平分线上放一块

28、平面反射镜：看到的明条纹亮度暗一些，与杨氏双缝干涉相比较，明暗条纹相反;（E）将光源S向下移动到S'位置：条纹上移。12 .若将双缝干涉实验从空气移入水面之下进行，则干涉条纹间的距离将变小。（填变大、变小或不变）13 .在双缝干涉实验中，用白光照射时，明纹会出现彩色条纹，明纹内侧呈紫色;如果用纯红色滤光片和纯蓝色滤光片分别盖住两缝，则不能产生干涉条纹。（填能或不能）三、判断题14 .洛埃德镜和双镜等光的干涉实验都是用波阵面分割的方法来实现的。答案：对。15 .获得相干光源只能用波阵面分割和振幅分割这两种方法来实现。答案：错（激光光源）。16 .在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的

29、，若其中一缝的宽度略变窄，则干涉条纹间距不变。答案：对。17 .光在真空中和介质中传播时，波长不变，介质中的波速减小。答案：错。18 .真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时，相位改变了5兀，则光从A点传到B点经过的实际路程为1250nm。答案：错（833nm）。四、计算题19 .用一束632.8nm激光垂直照射一双缝，在缝后2.0m处的墙上观察到中央明纹和第一级明纹的间隔为14cm。求（1）两缝的间距；（2）在中央明纹以上还能看到几条明纹？解：(1)dx_92.0632.810ci9.010m0.14（2）由于2,按"2计算，则kdsin/d'

30、/x14.3应取14即看到14条明纹。20 .在一双缝实验中，缝间距为5.0mm,缝离屏1.0m,在屏上可见到两个干涉花样。一个由480nm的光产生，另一个由'600nm的光产生。问在屏上两个不同花样第三级干涉条纹间的距离是多少?解：对于480nm的光，第三级条纹的位置：xD3d对于'600nm勺光，第三级条纹的位置：X'3'd那么：xx'xD3（'）,x7.2105m。d21.双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长=5000?的单色光垂直照射双缝。(1)求原点O(零级明条纹所在处)上方

31、的第五级明条纹的坐标。(2)如果用厚度e=1.0xi02mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的S1缝后唯21求让述第五级明条纹的坐标解：(1)光程差ri因k=5有(2)光程差因k=5,Xkx5x'k有x56mm(re(nne)r2r1(n1)19.9mmx'dD(n1)ek22.在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1、S2的距离分别为11、忆并且l1I23,为入射光的波长，双缝之间的距离为d,双缝到屏幕的距离为D,如图,求:零级明纹到屏幕中央。点的距离;(2)相邻明条纹间的距离。0D题22.图解:两缝发出的光在相遇点的位相差:10220根据给出的条件:1020所以,明

32、条纹满足:2k2k(k3)明条纹的位置:Dd(k3)令k0,得到零级明条纹的位置:x03Dd零级明条纹在。点上方。相邻明条纹间的距离：xDd单元五劈尖的干涉，牛顿环选择题1 .在照相机镜头的玻璃片上土匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为：【D】(A)/n(B)/2n(C)/3n(D)/4n2 .如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜厚度为e,而且n1n2n3,1为入射光在折n1廿仃n2e射率为ni的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为：cnn3题2,图(A)2n,e/(n1i)

33、；(B)4nie/(nii)；(C)4n2e/(ni)；(D)4年/i)3.波长为500nm的单色光从空气中垂直地入射到镀在玻璃(折射率为i,50)上折射率为i,375、厚度为i.0i0-4cm的薄膜上。入射光的一部分进入薄膜，并在下表面反射，则这条光线在薄膜内的光程上有多少个波长？反射光线离开薄膜时与进入时的相位差是：D(A)2.75,5.5兀(B)2.75,6.5兀(C)5.50,iitt(D)5.50,12兀4 .两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹：【E】(A)向棱边方向平移，条纹间隔变小；(B)向远离棱的方向平移，条纹间隔

34、不变;(C)向棱边方向平移，条纹间隔变大；(D)向远离棱的方向平移，条纹间隔变小(E)向棱边方向平移，条纹间隔不变。5 .如图所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长=500nm的单色光垂直入射。看到的反射光的干涉条纹如图所示。有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分相切。则工件的上表面缺陷是：【B】(A)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250nm;(C)不平处为凹槽，最大深度为500nm；(D)不平处为凹槽，最大深度为250nm6 .在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P处形

35、成的圆斑为：(A)全明；(B)全暗；(C)右半部明，左半部暗；(D)右半部暗，左半部明7,由两块玻璃片(ni=1.75)所形成的空气劈尖，其一端厚度为零,另一端厚度为0.002cm,现用波长为7000?的单色平行光，从入射角为30角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为:(A) 27(B) 56(C) 40(D)1008 .设如图牛顿环干涉装置的平凸透镜可以在垂直于平玻璃板的方向上移动,当透镜向上平移(离开玻璃板)时，从入射光方向观察到干涉环纹的变化情况是:(A)环纹向边缘扩散，环数不变(B)环纹向边缘扩散，环数增加(C)环纹向中心靠拢，环数不变(D)环纹向中心靠拢，环数减少【C】9 .图

36、示为一干涉膨胀仪示意图，上下两平行玻璃板用一对热膨胀系数极小的石英柱支撑着，被测样品W在两玻璃板之间，样品上表面与玻璃板下表面间形成一空气劈尖，在以波长为的单色光照射下，可以看到平行的等厚干涉条纹。当 W受热膨胀时，条纹将：【D(A)条纹变密，向右靠拢(B)条纹变疏，向上展开(C)条纹疏密不变，向右平移(D)条纹疏密不变，向左平移二.填空题10 .在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm变成充液后的12.7 cm,则这种液体的折射率 n=l.36。11 .用波长为 的单色光垂直照射如图的劈尖膜(n>n2>n3),观察反射光

37、干涉。从劈尖顶开始算起，第二条明纹中心所对应的膜厚度e/ 2n2。12 .氟化镁增透膜白折射率为 n2,当光垂直入射时，其透射光的光程差为2n2d/2。13 .在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角 1.0 10 4 rad,在波长 700 nm的单色光垂直照 射下，测得干涉相邻明条纹间距l= 0.25cm,此透明材料的折射率为n=1.4。14 .波长 =600 nm 的单色光垂直照射到牛顿环的装置上，第二级明纹与第五级明纹所对应的空气 膜厚度之差为 900 nm。15 .空气劈尖干涉实验中，如将劈尖中充水，则条纹宽度将变密。(填变密、变疏或不变)三、判断题16.折射率叫1.2的油滴掉在 心2e

38、22eo1(k 2)题19.图题21.图1.50的平板玻璃上，形成一上表面近似于球面的油膜，用单色光垂直照射油膜，看到油膜周边是明环。答案：对。17 .白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从透射光方向观察肥皂膜为透明无色。答案：对。18 .白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从反射光方向观察肥皂膜透明无色。答案：错(呈黑色)。19 .可用观察等厚条纹半径变化的方法来确定待测透镜球面半径比标准样规所要求的半径大还是小。如图待测透镜球面半径比标准样规所要求的半径大，此时若轻轻地从上面往下按样规，则图中的条纹半径将缩小。答案：错(增大)。四、计

39、算题20 .如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平面玻璃有一小缝e0O现用波长为单色光垂直照射，已知平凸透镜的曲率半径为R求反射光形成的牛顿环的各暗环半径。解：设反射光牛顿环暗环半径为r,不包括eo对应空气膜厚度2r为r2/(2R),所以r处对应空气膜的总厚度为：eeO2R因光垂直照射，且相干减弱，所以有得牛顿环的各暗环半径r尿2e0)R(k为大于等于2eo/的整数)21 .波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。(1)求此空气劈尖的劈尖角。(2)改用600nm的单色光垂直照射到此

40、劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A处是明条纹，还是暗条纹？解：因是空气薄膜，有n>n2<n3,且n2=1,得2e2暗纹应2e(2k1)-,22所以2ek因第一条暗纹对应所以(1)空气劈尖角(2e2k=0,故第4条暗纹对应k=3,3e232l4.85,10radCreated by HDUPage 27(2)因故A处为第三级明纹，棱边依然为暗纹。22 .欲测定SiO2的厚度，通常将其磨成图示劈尖状，然后用光的干涉方法测量，若以590 nm光垂直入射，看到Id七条暗纹，且第七条位于 N处,问该膜厚为多少。= 3.4解： 由于n1 n2 %则2nd由暗条纹条件得题23.图2nd (2k 1

41、)-; k20,1,2,3已知N处为第七条暗纹，而棱边处对应K=0的暗纹,所以取K=6 ,得,(2k 1)3d 11.27 10 nm4n223.在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃之间充满折射率n=1.33的透明液体(设平凸透镜和平板玻璃的折射率都大于 1.33),凸透镜的曲率半径为 300cm,波长=650nm的平行单色光垂直照射到牛顿环装置上，凸透镜的顶部刚好与平玻璃板接触。求:(1)从中心向外数第十个明环所在处液体厚度e10；(2)第十个明环的半径门0。解：在牛顿环干涉实验中明环的光程差满足:2ne明环所在处液体的厚度：e2k14n第十个明环所在处液体厚度:1014ne102.3106m个

42、明环的半径：2,r由e，可以得到第102R3)2RQo,r103.72103m单元六单缝衍射,光学仪器的分辨率、选择题1.在迈克尔孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片，放入后这条光路的光程改变了题2.图a 4的单缝上，对应于衍(A)2(n1)d(B)2nd(C)2(n1)d/2(D)nd(E)(n1)d2. 一束波长的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图，在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则BC的长度为【A】(A) ；(B)/2；(C)3/2;(D)23.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为射角为30o的方向，单缝

43、处波阵面可分成的半波带数目为(A) 2 个;(B) 4个；(C)6个；(D)8个;4 .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；二、填空题5 .惠更斯引进子波的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用子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。6 .平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为4个半波带,若将单缝缩小一半，P点将是1级暗纹，若衍射角增加，则单缝被分的半波带数增力口，每个半波带的面积减小(

44、与4个半波带时的面积相比)，相应明纹亮度减弱。7 .测量未知单缝宽度a的一种方法是：用已知波长的平行光垂直入射在单缝上，在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度L,(实验上应保证D103a,或D为几米)，则由单缝衍射的原理可标出a与，口L的关系为：a2D/L。8 .如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角30°的方向上，所用单色光波长500nm,则单缝宽度为1m。9 .当把单缝衍射装置放在水中时，衍射图样发生的变化是条纹收缩.条纹间距变窄。用公式asin(2k1)一来测定光的波长，测出光的波长是光在水立_的波长。210 .在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间

45、距相等，那末光线1与3在幕上P点上相遇时的位相差为2,P点应为暗点（在该方向上，单缝可分为4个半波带）。11 .波长为的单色平行光，经园孔（直径为D）衍射后，在屏上形成同心圆形状（或圆环）的明暗条纹，中央亮班叫爱里斑,题10,图根据瑞利判据，圆孔的最小分辨角1.22/D。12 .通常亮度下，人眼瞳孔直径约3mm,人眼的最小分辨角是1.22/D。远处两根细丝之间的距离为2.0mm,离开8.93m恰能分辨。（人眼视觉最敏感的黄绿光波长550nm）三、判断题13 .在迈克尔孙干涉仪中使用波长为的单色光，在干涉仪的可动反射镜移动一距离d的过程中，干涉条纹将移动2d/条。答案：对。14 .在夫琅和费单缝

46、衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹对应的衍射角变大。答案：对。四、计算题15 .波长为500nm的平行光垂直地入射于一宽为1mm勺狭缝，若在缝的后面有一焦距为100cm的薄透镜，使光线会聚于一屏幕上，试求：中央明纹宽度；第一级明纹的位置，两侧第二级暗纹之间的距离。2解：中央明纹宽度：x0f',x0103ma一3第一级明纹的位置：asin（2k1）,sin22a，一34x1f'sin-f',x17.510m2a23两侧第二级暗纹之间的距离：x2f',x22.0103ma16 .今有白光形成的单缝夫琅和费衍射图样

47、，若其中某一光波的第3级明纹和红光（600nm）的第二级明纹相重合，求此这一光波的波长。解：对于夫琅和费单缝衍射，明纹的位置：asin（2k1）2'根据题意：asin（231）一和asin（221）22(2 3 1) 万"2 1)2,428.6 nm17 .如图所示，设有一波长为的单色平面波沿着与缝面的法线成角的方向入射于宽为a的单狭缝s上各对应点发出题17.图,AB两点AB上，试求出决定各极小值的衍射角的条件。解：将单缝上的波面分成宽度为s,相邻1光的光程差为1,s称为半波带。2如果衍射光与入射光不在同一侧(如左图所示)一 a(sin sin )N/2到P点的光程差：ACB

48、Dasinasin，平行于狭缝的半波带的数目:衍射极小值满足：Na(sn迎2k,a(sinsin)kAC AD/2一 a(sin sin )N -/2如果衍射光与入射光在同一侧(如右图所示)，AB两点到P点的光程差:asinasin,平行于狭缝的半波带的数目:衍射极小值满足：Nasnsin)2k,a(sinsin)k/2所以，各极小值的衍射角的条件：单元七光栅一、选择题1 .在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片则【B】(A)干涉条纹间距不变，且明纹亮度加强(B)干涉条纹间距不变，但明纹亮度减弱(C)干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹2 .光

49、强为I0的自然光依次通过两个偏振片Pi和P2,Pi和P2的偏振化方向的夹角30.,则透射偏振光白强度I是：【E】(A)I0/4;(B)J3i0/4;(C)问。/2;(D)I0/8;(E)3I0/83 .使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2,P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢振动方向的夹角分别是and90,则通过这两个偏振片后的光强I是：【C】,2,_,.2,_、,.2,2(A)10cos/2；(B)0；(C)Iosin(2)/4；(D)Iosin/4；(E)10cos4 .一束自然光自空气射向一块平玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角八，则在界面2的反射光是：(A)自然光；

50、(B)完全偏振光且光矢量振动方向垂直于入射面； (C)完全偏振光且光矢量振动方向平行于入射面； (D)部分偏振光。5.自然光以600的入射角照射到某两介质交界面时， (A)完全偏振光且折射角是 300 ；(B)部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为题4.图反射光为完全偏振光，则知折射光为：【D】息的介质时，折射角是 30°；(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；(D)部分偏振光且折射角是300。6 .ABCD1一块方解石的一个截面，AB为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线，光轴方向在纸面内且与AB成一锐角，如图所示，一束平行的单色自然光垂直于AB端面入射，在方解石内

51、折射光分解为。光和e光，。光和e光的：C(A)传播方向相同，电场强度的振动方向互相垂直；(B)传播方向相同，电场强度的振动方向不互相垂直；(C)传播方向不同，电场强度的振动方向互相垂直；(D)传播方向不同，电场强度的振动方向不互相垂直。二.填空题7 .马吕斯定律的数学表达式为II0COS2。式中I为通过检偏器的透射光的强度，I0为入射一线偏振光的强度;为入射光矢量的振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。8 .两个偏振片堆叠在一起，偏振化方向相互垂直，若一束强度为I0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为/4,则穿过第一偏振片后的光强为|。/2,穿过两个偏振片后的光强为_0。9 .当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为完全偏振光，则折射光为一部分偏振光，且反射