洛阳理工学院大学物理期末考试题库(光学)

第十二章光学一、选择题1．单色光从空气射入水中，则：A波长变短，光速变慢B波长不变，频率变大C频率不变，光速不变D波长不变，频率不变2．下列不属于相干条件的是：A．两列光有相互垂直传播的部分；B．频率相同；C．相位差恒定；D．振动方向相同3．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（）(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．4.在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹．若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，则此时（）(A)P点处仍为明条纹．(B)P点处为暗条纹．(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹．(D)无干涉条纹．5．一束波长λ的单色光垂直射到空气中的透明薄膜上，薄膜的折射率为n。要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度应该为（）（1）2（2）4（3）n2（4）n46.如图1所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉，若薄膜厚度为e，而且n1n2n3，则两束反射光在相遇点的位相差为()（A）/n42e（B）/22en（C）/42en（D）/22en7.在玻璃（折射率3n＝1.60）表面镀一层2MgF（折射率2n＝1.38）薄膜作为增透膜。为了使波长为500nm（1nm＝-910m）的光从空气（1n＝1.00）正入射时尽可能少反射，2MgF薄膜的最少厚度应是()（A）78.1nm（B）90.6nm（C）125nm（D）181nm（E）250nm图18．如图2所示，两个直径有微小差别的彼此平行的圆柱体之间的距离为L，夹在两块平板玻璃的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹。如果两圆柱之间的距离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。9.由两块玻璃片（n1=1.75）所形成的空气劈尖，其一端厚度为0，另一端厚度为0.002cm。现用波长为7000A的单色平行光，从入射角为300角的方向射在劈的上表面，则形成的干涉条纹数为[]（1）56.（2）27.（3）40.（4）100.10.如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹()（A）向右平移.（B）向中心收缩.（C）向外扩张.（D）静止不动.（E）向左平移.11．在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的宽度是()（A）λ/2（B）λ/（2n）（C）λ/n.（D）λ/2(n-1).12.关于光的衍射现象，下列说法正确的是：A.观察屏和光源（或两者之一）离衍射斑的距离有限的衍射称为夫琅和费衍射；B.观察屏和光源离衍射缝的距离都为无穷远的衍射称为菲涅尔衍射；C.单缝的夫琅和费衍射图样的特点是中间明纹光强很大，而其他各级明纹光强很小；D．单缝的夫琅和费衍射图样的特点是各级明纹宽度均相等。13.用平行单色光垂直照射在单缝上时，可观察夫琅禾费衍射，若屏上点P处为第二级暗纹，则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为（）（A）3个（B）4个（C）5个（D）6个14.在单缝夫琅和费衍射实验中，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15．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(）(A)宽度变小(B)宽度变大(C)宽度不变，且中心强度也不变(D)宽度不变，但中心强度变小图216．在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹[]（1）对应的衍射角变小。（2）对应的衍射角变大。（3）对应的衍射角不变。（4）光强也不变。17.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数（a+b）为下列哪种情况时（a代表每条缝的宽度），k=3、6、9等级次的主极大均不出现?()（A）a+b=2a（B）a+b=3a（C）a+b=4a（D）a+b=6a18.波长9550(110)nmnmm的单色光垂直入射于光栅常数6210dm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为[]（A）3（B）2（C）4（D）519.设光栅平面、透镜均与屏幕平行，则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级数k[]（1）变小（2）变大（3）不变（4）无法确定20.三个偏振片1P，2P与3P堆叠在一起，1P与3P的偏振化方向相互垂直，2P与1P的偏振化方向间的夹角为030。强度为0I的自然光垂直入射于偏振片1P，并依次透过偏振片1P，2P与3P，则通过三个偏振片后的光强为[]（A）0/4I（B）03/8I（C）03/32I（D）0/16I21.一束光强为I0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I为()(A)4/0I2(B)I0/4．(C)I0/2．(D)2I0/2．22.．有一束自然光和偏振光的混合光，垂直入射到一旋转的偏振片上，发现通过旋转的偏振片县透射光强度最大和最小可变化三倍，则入射光中自然光和偏振光强度之比为（）（1）1／4（2）1／3（3）1／2（4）123.一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图3所示），设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光是：（）（A）自然光；（B）完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面.（D）部分偏振光图3二、填空题1．如图2-1所示，S1，S2为两相干光源（光波波长为），到空间Ｐ点的距离分别为r1，r2，在S1P中间放入一折射率为n、厚度为e的透明介质，则S1，S2两相干光到达P点的位相差是。图2-12．从普通光源获得相干光的方法有分波阵面方法和分振幅方法，分别使用这两种方法获得相干光干涉的实验有和。3．用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e折射率为1.5的透明薄膜，两束反射光的光程差＝____________________．4．为了增大双缝干涉实验中条纹之间的距离，可采取有办法：_______，_______，_______。5．光的干涉和衍射现象反映了光的性质，光的偏振现象说明光波是波。6、用波长为的单色光垂直照射如图2-5所示的、折射率为2n的劈形膜（1n2n,3n2n），观察反射光干涉。从劈尖棱边开始，第2条明条纹对应的膜厚度e7．一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上，透镜刚好与玻璃板接触。波长分别为λ1＝700nm和λ2＝500nm的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环。从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为______。8．如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上，所用单色光波长500nm(1nm=109m)，则单缝宽度为_______m．9、在单缝夫琅禾费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射波长的2倍，则中央明条纹边缘对应的衍射角＝。10.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a=2的单缝上，对应于衍射角为30方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为_____个。11．若波长为625nm(1nm=10−9m)的单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上时，则第一级谱线的衍射角为________________________．12．用波长为λ的单色平行光垂直照射在光栅常数d＝1.5µm的光栅上，用1n2n3n焦距f＝0.9m的透镜将光聚在屏上，测得第五组明纹与透镜主焦点的距离L＝0.3m，则该入射光波长为______。13．可见光的波长范围从400nm～760nm。用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光谱是第____级光谱。14．偏振光的获得有多种方法，其中偏振片是利用来获得偏振光。15．图表示一束自然光入射到两种媒质交界平面上产生反射光和折射光．按图中所示的各光的偏振状态，反射光是____光；折射光是_____光；这时的入射角i0称为____________角．图1516、一束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为l）当折射角为030时，反射光时完全偏振光，则此玻璃的折射率等于。17.一束平行的自然光，以60角入射到玻璃表面上。若反射光是完全偏振的，则透射光束的折射角是__；玻璃的折射率为________。18.某种透明媒质对空气的临界角（指全反射）等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是______。19．一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________________。20．一束光线入射到光学单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射。这样的现象称为双折射现象。其中一束折射光称为寻常光，它遵守_________定律；另一束光线称为非常光，它不遵守___________定律。三：计算题。1.在双缝干涉实验中，波长＝550nm的单色平行光垂直入射到缝间距4210am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（2）用一厚度为66.610em、折射率为n=1.5的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？（1nm＝910m）2.使一束水平波长0.6m的激光垂直照射一双缝，在缝2.0m处的观察屏上观察导中央明纹和第一级明纹的间隔为14cm。（1）求两缝间的距离；（2）在中央明纹以上还能看到几条明纹？i0123．在双缝实验中用一块很薄的云母片（n=1.58）覆盖在其中一条缝，这时屏上的第５级明条纹恰好移到原中央零级明条纹的位置，如果垂直入射光的波长为550nm，求这块云母片的厚度。4．如图，已知杨氏双缝实验中，双缝相距mmd2.0，观察屏到双缝的距离mD5.0，入射光波长nm600。今用一厚度)(108.13mme，折射率5.1n8的云母片覆盖上面的一个缝。求：（1）零级明条纹的位置；（2）0P是明条纹还是暗条纹？（3）相邻两明条纹的距离。5．如图3-5所示，两块平板玻璃，一端接触，另一端用纸片隔开，形成空气劈尖。用波长为的单色光垂直照射，观察透射光的干涉条纹。（1）设A点处空气薄膜厚度为e，求发生干涉的两束透射光的光程差；（2）在劈尖顶点处，透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹？6．一玻璃劈尖，夹角3105.1（rad），末端厚度h=0.05mm，折射率为1.50，今用波长为530nm的单色平行光垂直照射到劈尖的上表面。求：（1）劈尖表面干涉明条纹的数目；（2）干涉条纹的间距。7.劈尖作如下移动时，干涉条纹将怎样变化？（1）劈尖上表面向上平移；（2）劈尖上表面向右平移。（3）增大劈尖的角度。8.波长为的单色光垂直入射到一折射率为n的玻璃劈尖的表面，由于劈尖上表面某处不平，结果观察到该劈尖的干涉条纹如图所示。（1）劈尖上表面不平处凸起或凹下？（2）凸起的最大高度（或凹下的最大深度）为多少？S1S2PP0r1r2xdD题16-1题3-4题3-5图79．太阳光以入射角i30照射在一浮在水面（水的折射率为33.13n）油膜上，油膜的折射率为40.12n，厚度为)(105.74mme。问油膜表面呈何种颜色？10.如图，玻璃（折射率50.13n）表面上涂一层厚度均匀的2MgF（折射率33.12n）薄膜。今以0A5500的单色光垂直入射。（1）当薄膜的最小厚度e为多少时，反射光加强？（2）当e最小为多少时，透射射光加强？11.用nm3.589的单色钠光垂直照射在牛顿环上，测得第k条暗环的直径为10mm