波动光学试题-答案版3

1、波动光学一、概念选择题1 .如图所示，点光源S置于空气中，S到P点的距离为r,若在S与P点之间置一个折射率为n(n>1),长度为l的介质，此时光由S传到P点的光程为(D)(A)r(B)r-ll(C)r-nl(D)r+l(n1)snP-r.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，走过的光程不相等。3 .来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于(C)(A)白光是由不同波

2、长的光构成的(B)两光源发出不同强度的光(C)两个光源是独立的，不是相干光源(D)不同波长，光速不同4 .真空中波长为九的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径传播到B点，路径的长度为l,则A、B两点光振动位相差记为时则(C)(A)当l=3£/2，有中=3几(B)当l=3%/(2n),有中=3n工(C)当l=3九/(2n),有中=3n(D)当l=3n九/2,有5=3n。5 .用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是(A)(A)相邻干涉条纹之间的距离相等(B)中央明条纹最宽，两边明条纹宽度变窄(C)屏与缝之间的距离减小，则屏上条纹宽度变窄(D)在实验装置不变的情况下，

3、红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6 .用单色光垂直照射杨氏双缝时，下列说法正确的是(C)(A)减小缝屏距离，干涉条纹间距不变(B)减小双缝间距，干涉条纹间距变小(C)减小入射光强度，则条纹间距不变(D)减小入射波长，则条纹间距不变7 .一束波长为人的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使透射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为(D)(A)，/4(B)%/(4n)(C)九/2(D)鼠/(2n)8 .有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距(B)(A)玻璃劈尖干涉条

4、纹间距较大(B)空气劈尖干涉条纹间距较大(C)两劈尖干涉条纹间距相同(D)已知条件不够，难以判断9 .在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为人的单色光垂直入射在宽度为a=4九的单缝上，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(B)(A)2个(B)4个(C)6个(D)8个10 .在夫琅禾费单缝衍射实验中，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(B)(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。11 .在单缝夫琅禾费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(B)(A)宽度变小；(

5、B)宽度变大；(C)宽度不变，且中心强度也不变；(D)宽度不变，但中心强度变小。12 .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45。角，则穿过两个偏振片后的光强1为(B)(A)I0/472(B)Io/4(C)I0/2(D)V2Io/2.二、计算填空题1 .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冗，则光从A点传到B点经过的光程为。答案:1250nm。2 .波长为人的单色光在折射率为n的媒质中，由a点传到b点相位改变了石则对应的光程差(光程)为。答案：入3 .在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者

6、的厚度均为e，波长为£的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差=。答案：2n(n1-n2)e/九。4 .一束波长为久的光线，投射到一双缝上，在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹，那么对应于第一级暗纹的光程差为。答案：1/2入。5 .用白光(波长为400nm760nm)垂直照射间距为a=0.25mm的双缝，距缝50cm处放屏幕，则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是和。答案：7.2X10"m,3.6X10*m6 .用单色光垂直照射杨氏双缝时，减小双缝间距，则条纹间距。答案：变大。7 .&、及为双缝，S是单色缝光源，若S不动，而在上缝Si后

7、加一很薄的云母片，中央明条纹将向移动。答案：上。8 .用白光做双缝实验中的光源，两缝间距为0.25mm,屏幕与双缝间的距离为50cm,在屏上观察到的第二级的彩色带宽度是。答案：1.44X10-3m。9 .氟化镁增透膜的折射率为n2,当光垂直入射时，具透射光的光程差为。答案：2n2d+。210 .一束波长为九的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为。答案：/（4n）11 .用九=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（中央暗斑为第1个暗环）对应的空气膜厚度为Nm。答案：0.9。12 .牛顿环装置中透镜与

8、平板玻璃之间充以某种液体时，观察到第10级暗环的直径由1.42cm变成1.27cm,由此得该液体的折射率n=。答案：1.25。13.波长九二600nm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nm。答案：900。14 .在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角0=1.0M10“rad,在波长K=700nm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n=o答案：1.4。15 .两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的间隔（填变小或变大），并且条纹向（

9、填左或右）平移。答案：变小；左。16 .在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为九的单色光垂直入射在宽度为a=4九的单缝上，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0答案：8个。17 .在白光垂直照射单缝而产生的衍射图样中，波长为九1的光的第3级明纹与波长为九2的光的第4级明纹相重合，则这两种光的波长之比九1一2为。答案：9/7。18 .在夫琅和费单缝衍射试验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（九1二589nm）中央明纹宽度为4.0mm,则九2=442nm的蓝紫色光的中央明纹宽度为o答案：3mm。19 .在白色光形成的单缝衍射条纹中，波长为九的光第3级明纹，和波长为儿

10、1=630nm的红光的第2级明纹相重合，则该光的波长为?答案：450nm。20 .波长九二550nm（1nm=10-9m）的单色光垂直入射于光栅常数d=2X10-4cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为0答案：321 .如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为o答案：I。/822 .自然光的光强为|0,连续通过P1、P2和P3三个偏振片后，透出的光强为I,其中P1和P3的偏振化方向正交，而P2与P1和P3的偏振化方向均成45口角，则光强I/I0之比为0答案：1/823 .两个偏振片P1、P2叠在一起，一束

11、单色线偏振光垂直入射到P1上，其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P1、P2后的出射光强为最大出射光强的1/4时，P1、P2的偏振化方向夹角是0答案：60°24 .要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°,至少需要让这束光通过块理想偏振片。答案：2.三、选择题1 .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冗，则光从A点传到B点经过的实际路程为(C)(A)1350nm(B)1250nm(C)833nm(D)853nm2 .用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在

12、下侧缝上，此时中央明纹的位置将(B)(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移，且条纹间距不变(C)不移动，但条纹间距改变(D)向上平移，且间距改变3 .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(D)(A)黄色(B)绿色(C)红色(D)紫色4 .双缝干涉实验中，若双缝间距由d变为d使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则d：为(B)(A)3：2(B)1：2(C)1：3(D)2：15 .严格地说，空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将(C)(A)变小(B)不变(C)变大(D)消失6 .波长为500nm的单色光从空气中垂直

13、地入射到镀在玻璃(折射率为1.50)上折射率为1.375、厚度为1.0»0-4cm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)2.75,5.5九(B)2.75,6.5九(C)5.50,11兀(D)5.50,12几7 .在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长人的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为(D)(A)K/n(B)W2n(C)九/3n(D)浦4n8 .由两块玻璃片(n1=1.75)所形成的空气劈尖，具一端厚度为零，另一端厚度为0.00

14、2cm,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)(A)27(B)56(C)40(D)1009 .若把牛顿环装置，由空气搬入水中，则干涉条纹(C)(A)中心暗斑变成亮斑(B)变疏(C)变密(D)间距不变10 .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为(C)(A)无色(B)红色(C)黑色(D)彩色11 .在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向劈尖棱方向移动，相邻条纹间的距离将(B)(A)变大(B)变小(C)不确定(D)不变12 .用九=6000?的单色光垂直照射牛顿环装

15、置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为(A)(A)0.9km(B)0.7km(C)0.8km(D)0.85km13 .在夫琅禾费单缝衍射实验中，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(B)(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。14 .在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为B个半波带。(A)2(B)6(C)3(D)415 .波长为的单色光垂直入射在缝宽a=4的单缝上.对应于衍射角中=30°,单缝处的波面可划分为D个半波带。(A)2(B

16、)6(C)3(D)416 .在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上.对应于衍射角中的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角中为(B)(A)60°(B)30°(C)450(D)150°17 .波长为的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上.取k=0,土，生.，则决定出现主极大的衍射角的公式可写成(D)(A)Nasin6=kZ(B)asin=kZ(C)Ndsin0=k九(D)dsin0=kZ18 .波长为400nm的光垂直投射到每厘米6000条刻线的光栅上，则最多能观察到级数为(D)(A)3级(B)2级(C)

17、5级(D)4级19 .波长九为500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直入射到光栅常数为1.0X0-4cm的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角邛(A)(A)300(B)600(C)450(D)120°20 .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)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强(B)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱(C)干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹21 .一束光是自然光和线偏振光的混合光，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

18、中自然光与线偏振光的光强比值(A)(A)1/2(B)1/3(C)1/4(D)1/522 .振幅为A的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60口，则透过偏振片的振幅为(A)(A)A/2(B)V3A/2(C)A/4(D)3A/423 .要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°,至少需要让这束光通过A块理想偏振片.(A)2(B)1(C)4(D)324 .一束光强为|0的自然光，相继通过三个偏振片Pi、P2、P3后，出射光的光强为I=|0/8,已知Pi和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2,要使出射光的光强为零，P2最少

19、要转过的角度(B)(A)300(B)450(C)600(D)90°四、判断题(对的打M错的打X)1 .对于普通光源，可以获得相干光.(，)2 .光波的相干叠加服从波的叠加原理，不相干叠加不服从波的叠加原理。(X)3 .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。(可4 .若将在双缝干涉实验放在水中进行，和空气中相比，相邻条纹间距将减小。5 .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。(V)6 .当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为垂直入射面的完全偏振光，折射光为平行入射面的完全偏振光。(X)五、计算题1 .在双缝

20、干涉实验中，波长550nm的单色平行光垂直入射到缝间距d=2X104m的双缝上，屏到双缝的距离D=2m。求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(4')(2)若用一厚度e=6.6M0-6m、折射率n=1.58的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(6')kD解：(1)Xk=dx=2x102102550104210"=0.11m(4)(2)r2-(r1ne-e)=0(2')r2-r1-e(n-1)-6.610$1.58-1)=3.82810"m(2')_6r2-r13.82810工一，,k=-1=h化7,零级明纹将移

21、到原来第7级明纹处。(2')550102.用复色光垂直照射一薄膜，此薄膜处于空气中，其厚度e=4X10-7m,折射率为A2=1.4o试问在可见光范围内，哪些波长的光在反射时干涉加强？(10')4n2e斛：由2n2e+=卜九得九=(4)22k-1k=1,2,3,4的波长为：儿=2240nm；儿2=746.7nm；%=448nm；儿4=320nm(4')可见光范围：400nm-760nm故波长为746.7nm和448nm的两种光在反射时加强(2')3 .空气中有一劈形透明膜，其劈尖角6=1.010-4rad,在波长L700nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l=0.25cm,求此透明材料的折射率；(5')第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差.(5)解(1)lsin【=一.n=1.4(5')2n2收(2) .：e=5-2)=7.510Jm(5')2n4 .平行光垂直入射到一宽度a=0.5mm的单缝上。单缝后面放置一焦距f=0.40m的透镜，使衍射条纹呈现在位于透镜焦平面的屏幕上。若在距离中央明条纹中心为x=1.20mm处观察，看到的是第3级明条纹。求(1)入射光波长九；(5')(2)从该