大学物理光学测试题

振动波动光学测试题一、选择题1.在空气中做光的双缝实验，屏幕E上的P处是明文。若将缝S2盖住，并在S1与S2连线的垂直平分线上放一平面反射镜M,其他条件不变（如图），则此时（b）（a）P处仍为明条纹；（b）P处为暗条纹；（c）P处位于明、暗条纹之间；（d）屏幕E上无干涉条纹2.波长为的平行光垂直入射在空气中的透明薄膜（折射率n）上，反射光发生相长干涉，则薄膜的最小厚度为（b）(注意半波损失)()4a()4bn()2c()2dn3.在N缝干涉中的主极大的光强I和缝数N的关系为：(a)（a）和N的平方成正比；（b）和N成正比；（c）和N的三次方成正比（d）和N无关。4.一轻质弹簧和小球组成的弹簧振子，其角频率为，弹簧的劲度系数为k，若将弹簧的长度截去一半，其它条件不变，则该弹簧振子的角频率变为（c）1()2a2()2b()2c()2d5.一平面简谐波在均匀弹性媒质中传播，在某一时刻，媒质中某质元正处于平衡位置，此时该质元的：（c）（a）动能为零，势能最大；（b）动能最大，势能为零；（c）动能最大，势能最大；（d）动能为零，势能为零。6.图（a）表示沿x轴正向传播的平面简谐波在0t时刻的波形图，则图(b)表示的是（b）(a)质点m的振动曲线；(b)质点n的振动曲线；(c)质点p的振动曲线；(d)质点q的振动曲线。二、填空1．（3分）若用两个细灯丝分别照射双缝，可否看到干涉条纹？不能（填：能或不能）2.（4分）一束光入射到两种透明介质的分界面上，发现只有透射光而无反射光，则这束光的入射角为布儒斯特角，其偏振态为光矢量平行入射面的线偏振光。3.（3分）用迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹，课移动的反射镜M1移动的距离为0.20mm，观察到干涉条纹移动800条的位置，则光的波长为5×10-7m。4.（3分）有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为1cos()4xAt，233cos()4xAt。则合振动的初相位为7/12π。5.据报道，1976年唐山大地震时，当地某居民曾被猛地抛起2m高。设地震波为简谐波，且频率为1Hz，则此简谐波的振幅约为1m。三、计算题1.一个平面透射光栅，当用光垂直入射时，能在30°角的衍射方向上得到600nm的第二级主极大，并且第二级主极大上能分辨0.05nm的两条光谱线，但不能得到400nm的第三级主极大。求：（1）此光栅的透光部分的宽度a和不透光部分的宽度b;(2)此光栅的总缝数N.解：122400sin30abnm；由2400nm的第三级缺级得：3aba8003abanm，1600bnm，由kN得到600600020.05N2.一半径很大的柱面凹透镜盖在一块平玻璃上形成空气薄膜，今用波长500nm的单色光垂直入射，中央空气膜的厚度为608.87510hm。求：（1）反射方向总共能看到几条亮纹？（2）若把柱面凹透镜向上作微小平移，干涉条纹有何变化？解：（1）022hk36k，可以看到的亮条纹数为：2171k（条）（2）条纹向外移动3.一平面简谐波沿x轴正向传播，振幅为A，频率为，传播速度为u，t=0时，在原点O处的质元由平衡位置向y轴正方向运动，求：（1）此波的波动式；（2）距离O点34处的P点的振动式；（3）若在P点放置一垂直于x轴的波密介质反射面，则反射波的波动式。解（1）cos[2()]2xyAtu（2）cos(2)pyAt（3）'cos[2()]2xyAtu4.（case）阳光明媚的夏天，当我们从屋子的窗玻璃外看向屋内时，由于镜面的反射，我们总是看到外面物体的镜面成像而看不清楚屋内景观。尝试利用我们所学的光学知识找到一个消除窗玻璃的反射光方法，从而使屋内景观变的清晰可见，并说明其原理。方法：在眼睛和窗户之间放上一个偏振片，然后调整偏振片的偏振方向，直到看到清晰可见的屋内景象。原理：由反射光与折射光的偏振特点我们知道，反射光中大部分光的偏振方向垂直于入射面，当我们转动偏振片使其偏振方向和入射面平行时，大部分的反射光被吸收，而从屋内发的光透过玻璃窗为折射光，可以透过偏振片，从而得到清晰可见的屋内景观。