大学物理第十四章波动光学习题+答案

波动光学习题课2021/5/91一、基本概念1、相干光的获得分波阵面法分振幅法

把由光源上同一点发出的光设法分成两部分，再叠加起来。3、半波损失2、光程与光程差

当光从光疏媒质射向光密媒质时，反射光有位相

的突变，相当于

的附加光程差，叫半波损失。2021/5/92二、处理光的干涉的方法1、干涉加强与减弱的条件2、杨氏双缝干涉相邻两明纹(或暗纹)中心间距离：光程差2021/5/933、薄膜等厚干涉牛顿环明环和暗环的半径分别为：劈尖干涉相邻明纹(暗纹)间的厚度差：相邻明纹(暗纹)中心间距离:暗环半径明环半径orRC垂直入射：2021/5/941、单缝夫琅和费衍射用菲涅耳半波带法处理三、光的衍射(1)屏幕上明暗条纹的位置由下式决定(2)屏幕上条纹间距中央明条纹的线宽度相邻暗纹中心间距为明纹的宽度2021/5/95(3)缺级现象——主极大(4)重级现象2、光栅衍射(1)光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应，其特点是：明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。(2)屏幕上主极大位置由光栅公式决定干涉明纹衍射暗纹干涉主极大消失2021/5/96四、光的偏振1、马吕斯定律：反射光是偏振光，且光振动垂直于入射面，而折射光仍为部分偏振光。当入射角等于某一特定值i0

，i0满足：2、布儒斯特定律：

注意：i0叫布儒斯特角，或称为全偏振角，当入射角等于全偏振角时，反射光线和折射光线垂直。2021/5/974-1如图所示，用波长

=600nm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，则此玻璃片厚度为习题课（四）(A)5.0×10-4cm(B)6.0×10-4cm

(C)7.0×10-4cm(D)8.0×10-4cm覆盖玻璃片后：不盖玻璃片时:2021/5/984-2一束波长为

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要使e最小，令k=1(A)(B)

(C)(D)2021/5/994-3若把由平凸玻璃和平玻璃（折射率1.50）制成的牛顿环装置由空气搬入水中（折射率1.33），则干涉条纹(A)中心暗环变成明环(B)间距变疏(C)间距变密(D)间距不变

2021/5/9104-4

在单缝衍射实验中，缝宽a=0.2mm，透镜焦距f=0.4m，入射光波长

=500nm，则在距离中央亮纹中心位置2mm处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？

(A)亮纹，3个半波带(B)亮纹，4个半波带(C)暗纹，3个半波带(D)暗纹，4个半波带fxa暗纹，4个半波带

2021/5/9114-5某元素的特征光谱中含有波长分别为

1=450nm和

2=750nm的光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处

2的谱线的级数将是k2=3,6,9,12…(A)2，3，4，5……(B)2，5，8，11……(C)2，4，6，8……(D)3，6，9，12……

2021/5/9124-6用波长为

的单色光垂直照射折射率为n2的劈尖薄膜(如图)，图中各部分折射率的关系是n1<n2<n3，观察反射光的干涉条纹，从劈尖角开始向右数第五条暗纹中心所对应的厚度=

。第五条暗纹对应2021/5/9134-7用一束具有两种波长的平行光垂直入射在平面透射光栅上，l1=600nm，l2=400nm(1nm=10-9m)，发现距中央明纹5cm处l1光的第k级主极大和l2光的第(k+1)级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50cm，则k=

；该光栅的光栅常数(a+b)=

。2021/5/9144-8一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

。2021/5/9154-9如图是一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径R=400cm。用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第5个明环的半径是0.30cm。(1)求入射光的波长。(2)设图中OA=1.00cm，求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目。2021/5/916解：(1)反射光的光程差(2)已知rk=1.0cm2021/5/917解：4-10波长范围在450~650nm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，屏幕放在透镜的焦平面处，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。

2021/5/9184-11将两偏振片叠放在一起，它们的偏振化方向之间的夹角为60°。一束强度为I0，光矢量的振动方向与两偏振片的偏振化方向皆成30°的线偏振光，垂直入射到偏振片上。（1）求透过每块偏振片后的光束强度；（2）若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每块偏振片后