2波动光学练习题

《大学物理下——波动光学》复习题一、选择题1、在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源S向下移动到示意图中的S位置，则[](A)中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变．(B)中央明条纹向上移动，且条纹间距不变．(C)中央明条纹向下移动，且条纹间距增大．(D)中央明条纹向上移动，且条纹间距增大．2、如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1＜n2＜n3．若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是［］(A)2n2e．(B)2n2e－/2.(C)2n2e－．(D)2n2e－/(2n2)．3、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[](A)．(B)/(4n)．(C)．(D)/(2n)．4、如图所示，平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全部浸入n＝1.60的液体中，凸透镜可沿OO移动，用波长＝500nm(1nm=109m)的单色光垂直入射．从上向下观察，看到中心是一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是［］(A)156.3nm(B)148.8nm(C)78.1nm(D)74.4nm(E)05、如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹．如果两滚柱之间的距离L变大，则在L范围内干涉条纹的［］(A)数目增加，间距不变．(B)数目减少，间距变大．(C)数目增加，间距变小．(D)数目不变，间距变大．6、波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为=±/6，则缝宽的大小为［］(A)．(B)．(C)2．(D)3．7、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为a＝4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［］(A)2个．(B)4个．(C)6个．(D)8个8、波长=550nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射于光栅常数d=2×10-4cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为［］OS1S2SSn2n1n3en=1.68n=1.60n=1.58OOL(A)2．(B)3．(C)4．(D)5．9、波长为0.168nm(1nm=10-9m)的X射线以掠射角射向某晶体表面时，在反射方向出现第一级极大，已知晶体的晶格常数为0.168nm，则角为［］(A)30°．(B)45°．(C)60°．(D)90°．10、一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I＝I0/8．已知P1和P2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最少要转过的角度是(A)30°．(B)45°．(C)60°．(D)90°．［］二、填空题1、如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为的光．A是它们连线的中垂线上的一点．若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位差＝________．若已知＝500nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e＝_____________nm．(1nm=10-9m)2、把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中，双缝到观察屏的距离为D，两缝之间的距离为d(dD)，入射光在真空中的波长为，则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是___________．3、波长＝600nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____________nm．(1nm=10-9m)4、在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角＝1.0×10-4rad，在波长＝700nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l＝0.25cm，由此可知此透明材料的折射率n＝______________________．(1nm=10-9m)5、一束波长为＝600nm(1nm=10-9m)的平行单色光垂直入射到折射率为n＝1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的．要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为______________________nm．6、用迈克耳孙干涉仪测微小的位移．若入射光波波长＝628.9nm，当动臂反射镜移动时，干涉条纹移动了2048条，反射镜移动的距离d＝________．7、波长为600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60mm的单缝上，缝后有一焦距f=60cm的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样．则：中央明纹的宽度为__________，两个第三级暗纹之间的距离为____________．(1nm=10﹣9m)8、设天空中两颗星对于一望远镜的张角为4.84×10rad，它们都发出波长为550nm的光，为了分辨出这两颗星，望远镜物镜的口径至少要等于_____________cm．(1nm=10-9m)9、用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为1=440nm的第3级光谱线将与波长为2=________nm的第2级光谱线重叠．(1nm=10–9m)S1S2Ane10、一束平行的自然光，以60°角从空气入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振的则透射光束的折射角是____________________________；玻璃的折射率为________________．三、计算题1、在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n1＝1.4)覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n2＝1.7)覆盖缝S2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹．设单色光波长＝480nm(1nm=10­9m)，求玻璃片的厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片)．2、(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，1=400nm，=760nm(1nm=10-9m)．已知单缝宽度a=1.0×10-2cm，透镜焦距f=50cm．求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离．(2)若用光栅常数d=1.0×10-3cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离．3、用波长为500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上．在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心．(1)求此空气劈形膜的劈尖角；(2)改用600nm的单色光垂直照射到此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？(3)在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？4、在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3mm，若视觉感受最灵敏的光波长为550nm(1nm=10-9m)，试问：(1)人眼最小分辨角是多大？(2)在教室的黑板上，画的等号的两横线相距2mm，坐在距黑板10m处的同学能否看清？5、以白光垂直照射到空气中的厚度为380nm的肥皂膜上，肥皂水的折射率为1.33，反射光中哪些波长的可见光干涉相长得到加强？哪些波长的可见光会被干涉相消减弱？6、一束具有两种波长1和2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长1的第三级主极大衍射角和2的第四级主极大衍射角均为30°．已知1=560nm(1nm=10-9m)，试求:(1)光栅常数a＋b(2)波长27、有三个偏振片叠在一起，已知第一个与第三个的偏振化方向相互垂直．一束光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角为多大时，该入射光连续通过三个偏振片之后的光强为最大．8、波长600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明条纹分别出现在2.0sin处，第四级缺级，问（1）光栅常数d有多大？（2）光栅上可能的最小宽度a有多大？（3）按照上述选定的d，a值，光屏上可能观察到的全部级数是多少？OS1S2n2n1r1r2d波动光学参考答案：一、选择题BABCDCBBAB二、填空题1．en)1(240002.ndD3.900nm4.1.45.112.86.41044.6m7.1.2mm3.6mm8.13.99.66010.0301.732三、计算题1．md61082.(1)m3108.1(2)m2108.13.(1))(108.45rad(2)A处为明纹(3)3条明纹3条暗纹4.(1)rad41024.2(2)看不清5.nm507的可见光干涉加强，nm760的可见光干涉减弱6.(1)md61036.3(2)nm42027.0458.(1)md6106(2)m6105.1(3)可观察到的级数：10,9,7,6,5,3,2,1,0级（共17条）