波动光学复习题1(必看)

１波动光学复习题一.选择题1．双缝间距为2mm，双缝与屏幕相距300cm，用波长为06000A的光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻两明纹的距离是（B）。A4.5mmB0.9mmC3.12mmD4.15mm2．在同一媒质中两列相干光的强度之比421II是，则两列相干光的振幅之比是：（B）A21AA4B21AA2C21AA16D21AA413．一束光强为0I的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为0/8II，已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光为轴，旋转P2，问P2最少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。（B）604530CBAD904．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为e,且n1n2n3,1为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程差为（C）。1221121122212212222nenDnenCnenBenA5．在上题中，若n1n2n3，k=0,1,2,3………则（B）。A满足ken222的条件。反射光消失B满足ken222的条件。反射光消失C满足ken222的条件。透射光消失D满足ken222的条件。透射光消失6．劈尖干涉中干涉条纹是等间距分布的，但牛顿环干涉条纹不是等间距分布的，这是（D）。A因它的条纹是环形B因各干涉环对应的厚度不相等C因平凸透镜与平玻璃间有空气D因平凸透镜曲面上各点的斜率不相等7．有两个几何形状完全相同的劈尖，一个是空气中的玻璃劈尖，一个是玻璃中的空气劈尖。当以相同波长的单色光分别垂直照射它们时（B）。入射光反射光1反射光2en1n2n3２A玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖大B玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖小C两个劈尖干涉条纹间距相同D观察不到玻璃劈尖的干涉条纹8．在相等的时间内，一束波长为λ的单色光在空气和玻璃中（D）。A传播的路程相等，走过的光程不相等B传播的路程相等，走过的光程相等C传播的路程不相等，走过的光程不相等D传播的路程不相等，走过的光程相等9．波长为λ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：（C）。Aλ/2BλC2λD3λ10．根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的（D）。A振动振幅之和B光强之和C振动振幅之和的平方D振动的相干叠加11．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=4λ的单缝上，对应于衍射角为300的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B）。A2个B4个C6个D8个12．一束自然光照射到某种介质表面，当折射角为6时，反射光为完全偏振光，则此介质的折射率为（B）。A1.832B1.732C1.632D1.53213.有折射率分别为n1、n2两种介质，当自然光从第一种介质n1入射到第二种介质n2时，起偏角为0i；而自然光从第二种介质入射到第一种介质时，起偏角为0i；若00ii，则两种介质折射率的大小间的关系为：（C）An1n2Bn1=n2Cn1n2D难以判断14．在迈克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，则薄膜的厚度是（D）。A2B2nCnD2(1)n15.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：BA使屏靠近双缝；B使两缝的间距变小；C把两个缝的宽度稍微调窄；３D改用波长较小的单色光源。16．以白光垂直照射光栅，所得到的一级光谱按衍射角从小到大排列的顺序是（A）。A紫黄红B红紫黄C黄红紫D红黄紫17.在单缝夫琅和费衍射实验中,若增大缝宽,其它条件不变,则中央明条纹（A）。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,但中心强度增大18.自然光以布儒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偏振光B平行于入射面的振动占优势的部分偏振光C垂直于入射面振动的完全偏振光D垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光二．填空题1.获得相干光的途径一般有两种，其中杨氏双缝干涉用到的_____分波面的方法__，薄膜干涉用到的___分振幅的方法___。2.光程差是把光在介质中通过的路程差按___相位变化___相同折合到真空中的路程差。3.光栅衍射条纹是单缝衍射与多缝干涉的总效果。4.光的偏振是指_____光波的振动方向相对传播方向的不对称性______的现象。5．某单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30，则入射光的波长应有1/1600(mm)=6250oA。6．光由空气射入折射率为n的玻璃．在图所示的各种情况中，用黑点和短线把反射光和折射光的振动方向表示出来，并标明是线偏振光还是部分偏振光．图中.arctan,00niii４6.解：见图．7．在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角4100.1弧度，在波长oA7000的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距0.25lcm，此透明材料的折射率n1.40。8．若一双缝装置的两个缝分别被折射率为1n和2n的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏幕上原中央极大所在处的两束光的光程差(n1-n2)e或(n2-n1)e均可。9．波长为600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为0.60amm的单缝上，缝后有一焦距60fcm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1.2mm，两个第三级暗纹之间的距离为3.6mm。10．用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴５旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的5倍，则入射光中，自然光强0I与线偏振光强I之比为1/2。11．光的干涉和衍射现象反映了光的波动性性质。光的偏振现象说明光波是__横波波。12．干涉条纹的变化和移动，实质上是由于两相干光的光程差改变，__光程差每变化一个波长值，条纹的级次就增加或减小一级。13．等倾干涉和牛顿环的干涉图样都是明暗相间、内疏外密的同心圆环。等倾干涉图样的中央条纹级次最高；随薄膜的厚度变化，中央条纹会出现“吞”“吐”环现象；牛顿环中央为零级的暗纹14．用两块平玻璃构成劈尖观察等厚干涉条纹，如图（a）、（b）所示，若劈尖上表面向上缓慢地平移，则条纹间距不变，条纹向劈棱方向移动。若把劈尖角逐渐增大，则条纹间距变小，条纹向劈棱方向移动，条纹数目将增多。15．用波长为λ的平行单色光垂直照射在图中所示的装置，观察空气薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试在上右图中所示的装置下方的方框内画出相应的干涉条纹，只画暗纹，表示出它们的形状，条数和疏密。三．计算题1.在杨氏双缝实验中，双缝间距0.20dmm，缝屏间距1.0Dm，试求：(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单色光的波长；(2)相邻两明条纹间的距离。1.解:(1)由kdDx明知，22.01010.63，∴3106.0mmoA6000(2)3106.02.010133dDxmm图14题47图15题６2.用波长550nm的单色光垂直照射到相距为1mm的双缝上，已知屏幕到双缝的距离为2m，求中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离。2．解根据杨氏双缝干涉明纹公式，可以得到中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离为mdDkxxk0176.01011055028222393.在双缝装置中，用一很薄的云母片(1.58)n覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置．若入射光的波长为5500oA，求此云母片的厚度。3.解:设云母片厚度为e，则由云母片引起的光程差为enene)1(按题意7∴610106.6158.1105500717nem6.6m4.如题4图，波长为6800oA的平行光垂直照射到L＝0.12m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被直径d=0.048mm的细钢丝隔开．求：(1)两玻璃片间的夹角?(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少?(3)相邻两暗条纹的间距是多少?(4)在这0.12m内呈现多少条明条纹?4.解:(1)由图知，dLsin，即dL故43100.41012.0048.0Ld(弧度)(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为7104.32em(3)相邻两暗纹间距641010850100.421068002lm85.0mm(4)141lLN条5.有一玻璃劈形膜，玻璃的折射率为1.50，劈形膜的夹角为5.0×10-5rad，用单色光正入射，测得干涉条图4题７纹中相邻暗纹间的距离为3.64×10-3m，求此单色光的波长。5.解根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式l=λ/(2nsinθ)≈λ/2nθ可得入射光的波长为λ=l2nθ代入数据λ=2lnθ=2×3.64×10-3×1.50×5.0×10-5=5460×10-10m6．利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长．当1M移动距离为时，观察到干涉条纹移动数为1024条，求所用单色光的波长。6.解:由2Nd得102410322.0223Nd710289.6m6289oA7．单缝宽0.10mm，透镜焦距为50cm，用5000oA的绿光垂直照射单缝．求：位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少?7.解：中央明纹的宽度为2xfa半角宽度为1sina3310100.51010.01050005.02xm33101100.51010.0105000sinrad8.有一单缝，逢宽0.30mm，缝后透镜焦距为0.80m，用平行橙光6100A垂直照射单缝。求：（1）屏幕上中央明纹宽度；（2）第三级明纹中心到中央明纹中心的距离。8.解（1）把已知数据代入单缝衍射中央明条纹的宽度公式，可得mafl331001025.3103.01061008.022８（2）对于第三级明纹2/72/)132(sina所以a2/7sin故第三级明纹到中央明纹中心的距离为7sin2fxftgfa代入数据，得103370.86100105.691020.310xm9.用5900oA的钠黄光垂直入射到每毫米有500条刻痕的光栅上，问最多能看到第几级明条纹?9.解：5001bamm3100.2mm4100.2oA由kbasin)(知，最多见到的条纹级数maxk对应的2,所以有39.35900100.24maxbak，即实际见到的最高级次为3maxk.10.已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为64.8410rad，它们都发出波长为5500A的光，试问望远镜的口径至少要多大，才能分辨出这两颗星?10.解：由最小分辨角公式D22.1∴86.131084.4105.522.122.165Dcm11.使自然光通过两个偏振化方向夹角为60o的偏振片时，透射光强为1I，今在这两个偏振片之间再插入一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成30o，问此时透射光I与1I之比为多少?11.解：由马吕斯定律ο20160cos2II80I９32930cos30cos20ο2ο20III∴25.2491II12.一束自然光从空气入射到平面玻璃上，入射角为58o，此时反射光为偏振光。求此玻璃的折射率及折射光的折射角。12.解根据布儒斯特定律可以知道，当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为偏振光，因而布儒斯特角为i=580，玻璃的折射率为n=tg580=1.6反