大学物理光学部分复习

光学部分复习题一、判断题1、光的干涉、衍射和偏振现象，说明光是一种波动。√2、杨氏双缝干涉实验中，当缝到屏的距离增大时，相邻明纹间距变窄。×3、杨氏双缝干涉实验中，当两缝间距增大时，相邻明纹间距变宽。×4、在劈尖干涉实验中，如果把上面一块玻璃向上平移，则干涉条纹向棱边移动，条纹间距不变。√5、在劈尖干涉实验中，如果把上面一块玻璃绕棱边转动，使劈尖角度增大，干涉条纹间距不变，向棱边移动。×6、单缝衍射中，衍射角度越大的那些明纹的光强越小。√7、在牛顿环实验中，若在平凸透镜与平板玻璃间充满折射率为1.6n的油液，则干涉圆环变稀疏。×8、自然光入射到两种介质界面上发生反射时，反射光是部分偏振光，且垂直于入射面的光强大于平行于入射面的光强。√9、当一束光以布儒斯特角)(tan1200nnii由折射率为1n的介质照射到折射率为2n的介质表面上发生反射和折射时，反射光是线偏振光，折射光也是线偏振光。×10、一束光强为0I的自然光垂直照射到一个偏振片后，穿过的光束强度为20I，再穿过一个偏振片后的光束强度是40I。×二、问答题：1、某种单色光从空气射入水中，其频率、波速、波长是否变化？怎样变化？2、什么是光程？在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程是否相同？其所需时间是否相同？3、若以白光垂直入射到光栅，不同波长的光将会有不同的衍射角，零级明条纹能否分开不同波长的光？在可见光中哪种颜色的光衍射角最大？不同波长的光分开程度与什么因素有关？4、写出马吕斯定律的数学表达式，并解释其物理意义。5、衍射的本质是什么？衍射与干涉有什么区别与联系？三、填空题：1、在双缝干涉实验中，所用单色光波长为)101(5.5629mnmnm，双缝与观察屏的距离D=1.2m，若测得屏上相邻明条纹间距为mmx5.1，则双缝的间距d=m4105.4。2、波长)101(6009mnmnm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900nm。3、在杨氏双缝干涉实验中，整个装置的结构不变，全部由空气中浸入水中，则干涉条纹的间距将变密（填疏或密）。4、在杨氏双缝干涉实验中，用一块透明的薄云母片盖住下方的一条缝，则屏幕上的干涉条纹将向下方移动。5、将波长为的平行单色光垂直投射于一狭缝上，若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为，则缝的宽度等于sina。6、波长为的单色光垂直入射于缝宽4a的单缝上，对应于衍射角030，单缝处的波面可划分为4个半波带。7、在夫琅禾费单缝衍射实验中，当缝宽变窄，则衍射条纹变宽；当入射单色光波长变长时，则衍射条纹变疏（填疏或密）。8、一束自然光从空气投射到玻璃面上（空气折射率为1），当折射角为300时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于360tan012nn。9、一束光强为0I的自然光通过两个偏振化方向夹角为/3的偏振片后，光强变为80I。10、在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为λ)的光程差为3。四、选择题：1、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是（B）A、使屏靠近双缝。B、使两缝的间距变小。C、把两缝的宽度稍微调窄。D、改用波长较小的单色光。2、两块平玻璃构成空气劈尖膜，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，逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（A）A、间距变小，并向棱边方向平移。B、间距变大，并向远离棱边方向平移。C、间距不变，并向棱边方向平移。D、间距变小，并向远离棱边方向平移。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，要使反射光得到加强，则薄膜最小的厚度为（B）A、4。B、n4。C、2。D、n2。4、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，除中央明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。5、波长)101(5009mnmnm的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm的单缝上，单缝后面放一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕。用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm，则凸透镜的焦距是（B）A、2m。B、1m。C、0.5m。D、0.2m。E、0.1m.。6、波长为的单色光垂直照射到光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上。取,2,1,0k，则决定出现主极大的衍射角的公式可写成（D）A、kNasinB、kasinC、kNdsinD、kdsin7、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两个偏振片的偏振化方向成450角，则穿过两个偏振片后的光强I为（B）A、240I。B、40I。C、20I。D、220I。8、自然光以布鲁斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是（C）A、在入射面内振动的完全线偏振光。B、平行于入射面的振动优势的部分偏振光。C、垂直于入射面的完全线偏振光。D、垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光。五、计算题1、如图所示，把细丝夹在两块平玻璃板之间，已知细丝到棱边距离为210888.2m，入射光波长为710893.5m，在310295.4m距离内测得30条明纹。求出细丝的直径d。2、在牛顿环实验中，透镜的曲率半径为5.0m，圆平面直径为2.0cm，（1）用波长为589.3nm的单色光垂直照射时，可看到多少干涉条纹？（2）若在空气中充以折射率为n的液体，可看到46条明纹，求液体的照射率（玻璃的折射率为1.50）。解：（1）牛顿环明环半径Rkr2)12(4.342110893.55)100.1(217222Rrk可看到34条明条纹。（2）冲入液体后，明环半径为Rnkr2)12(所以，33.1)100.1(210893.55)1462(2)12(2272Rrkn,牛顿环冲入液体后，干涉条纹变密。3、用单色光照射相距0.4mm的双缝，缝屏间距为1m，（1）从第1级明纹到同侧第5级明纹的距离为6mm，求此单色光的波长；（2）入射的单色光波长为400nm的紫光，求相邻两明条纹间的距离。（P133例题13.1）4、波长nm600的单色光垂直照射到缝宽为a=0.2mm的单缝上，缝后用焦距f=50cm的汇聚透镜将衍射光汇聚于屏幕上，求（1）中央明纹的角宽度、线宽度；（2）第1级明纹的位置及单缝处波面可分为几个半波带？（3）第1级明条纹线宽度。（p159例题14.2）5、在垂直入射于光栅的平行光中，有1和2两种波长，已知1的第3级光谱（即第3级明纹）与2的第4级光谱线恰好重合在离中央明条纹5mm处，而2=486.1nm，并发现1的第5级光谱线缺级。透镜的焦距为0.5m，试求：（1）1=？（a+b）=？（2）光栅的最小缝宽a=？6、要使一束线偏振光通过偏振片后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过几块理想偏振片？在此情况下，透射光强最大是原来光强的多少倍？7、用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第k级明环的半径rk=3.0×10-3m,k级往上数第16个明环半径rk+16=5.0×10-3m,平凸透镜的曲率半径R=2.50m，求：紫光的波长？