大学物理波动光学试题及答案

大学物理波动光学试题及答案大学物理波动光学试题及答案选择题题目一：在双缝干涉实验中，若双缝间距减小，其他条件不变，则干涉条纹间距将A．增大B．减小C．不变D．无法确定答案：A题目二：光从空气射入水中时，波长将A．增大B．减小C．不变D．无法确定答案：B题目三：劈尖干涉中，条纹间距与下列哪个量无关A．入射光波长B．劈尖角度C．平板折射率D．观察位置答案：C题目四：单缝衍射中央明纹的宽度由下列哪个参数决定A．缝宽B．光波长C．缝宽和光波长D．与两者均无关答案：C题目五：光栅常数越小，则光栅的分辨能力A．越强B．越弱C．不变D．与光栅常数无关答案：A题目六：自然光通过偏振片后，其强度变为原来的A．四分之一B．二分之一C．不变D．两倍答案：B题目七：薄膜干涉中，发生干涉的两束光的光程差等于A．2ndcosθB．2ndC．ndD．ndcosθ答案：A题目八：在夫琅禾费单缝衍射中，第二级暗纹对应的衍射角满足A．asinθ＝λB．asinθ＝2λC．asinθ＝3λD．asinθ＝1.5λ答案：B题目九：偏振现象证明光是一种A．纵波B．横波C．电磁波D．机械波答案：B题目十：迈克尔逊干涉仪中，若动镜移动0.1mm，则条纹将移动A．100条B．200条C．500条D．1000条答案：B填空题题目一：在杨氏双缝干涉中，明纹条件为光程差等于。答案：光波波长的整数倍题目二：薄膜干涉中，当薄膜厚度均匀增加时，干涉条纹将向方向移动。答案：膜厚增加的方向题目三：光栅方程为dsinθ＝kλ，其中d为。答案：光栅常数（相邻两狭缝间距）题目四：自然光通过偏振片后，透射光强为入射光强的。答案：二分之一题目五：单缝衍射中央明纹的角宽度为。答案：2λ/a（其中a为缝宽，λ为光波长）题目六：劈尖干涉属于干涉。答案：等厚题目七：利用洛埃镜实验可以测定光的。答案：波长题目八：在夫琅禾费衍射中，当缝宽远大于光波长时，衍射现象。答案：不明显（近似直线传播）题目九：光的偏振现象证实光是一种波。答案：横题目十：迈克尔逊干涉仪可以用来精确测量。答案：光的波长或微小位移计算题题目一：在双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，缝到屏幕的距离D=1m，用单色光照射时测得第5级明纹到中央明纹的距离为5mm。求该单色光的波长。解题过程：根据双缝干涉明纹位置公式：x=kλD/d当k=5时，x=5mm=5×10^-3m代入公式：5×10^-3=5×λ×1/0.5×10^-3解得：λ=5×10^-3×0.5×10^-3/5=5×10^-7m=500nm答案：500nm题目二：波长为600nm的单色光垂直入射到光栅上，第二级明纹出现在sinθ=0.2处。求光栅常数。解题过程：根据光栅方程：dsinθ=kλ已知k=2，sinθ=0.2，λ=600nm=600×10^-9m代入公式：d×0.2=2×600×10^-9解得：d=12×10^-7/0.2=6×10^-6m=6μm答案：6μm题目三：利用劈尖干涉测量薄膜厚度。已知入射光波长λ=589nm，测得第5条明纹到第6条明纹的间距为3mm，劈尖长度为20mm。求薄膜厚度。解题过程：劈尖干涉相邻明纹对应的厚度差为Δd=λ/2相邻明纹间距Δx=L·λ/2n（其中n为空气折射率，n=1，L为劈尖长度）由Δx=λL/2得：3×10^-3=589×10^-9×20×10^-3/2计算得薄膜厚度d=5×λ/2=5×589×10^-9/2=1472.5nm≈1.47μm答案：约1.47μm题目四：单缝衍射中，已知缝宽a=0.4mm，第三级暗纹与中央明纹中心的距离为6mm，屏幕距离缝D=2m。求入射光波长。解题过程：单缝衍射暗纹条件：asinθ=kλ（k=1,2,3...）当k=3时，asinθ=3λ由几何关系：tanθ≈sinθ=x/D（x=6mm=6×10^-3m，D=2m）所以sinθ=6×10^-3/2=3×10^-3代入公式：0.4×10^-3×3×10^-3=3λ解得：λ=0.4×10^-3×3×10^-3/3=4×10^-7m=400nm答案：400nm题目五：迈克耳逊干涉仪中，动镜移动0.25mm，条纹移动了1000条。求所用光的波长。解题过程：迈克耳逊干涉仪中，动镜移动Δd，干涉条纹移动数目N满足：Δd=N·λ/2代入Δd=0.25mm=0.25×10^-3m，N=1000则：0.25×10^-3=1000·λ/2解得：λ=0.25×10^-3×2/1000=5×10^-7m=500nm答案：500nm题目六：两个偏振片平行放置，第一个偏振片的偏振化方向与入射光振动方向夹角为30°，第二个偏振片的偏振化方向与第一个偏振片的偏振化方向夹角为60°。求最终透射光强与入射光强之比。解题过程：根据马吕斯定律：通过第一个偏振片后：I1=I0·cos²30°=I0×(√3/2)²=I0×3/4通过第二个偏振片后：I2=I1·cos²60°=I0×3/4×(1/2)²=I0×3/4×1/4=3I0/16答案：3/16题目七：垂直入射的薄膜干涉中，薄膜折射率n=1.38，厚度d=400nm。问反射光中可见光（400nm-760nm）范围内哪些波长的光干涉加强？解题过程：反射光干涉加强条件：2nd=(2k+1)λ/2（k=0,1,2...）即：λ=4nd/(2k+1)代入n=1.38，d=400nm=400×10^-9mλ=4×1.38×400×10^-9/(2k+1)=2208×10^-9/(2k+1)m=2208nm/(2k+1)计算不同k值：k=0：λ=