大学光学习题.doc

第十六章习题作业16-1图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 作业16-2图2如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2.路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 （A） （B） （C）（D） 3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 （A）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（D）改用波长较小的单色光源 作业16-4图4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 5在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕之间的距离为D（Dd）波长为的平行单色光垂直照射到双缝上屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 （A） （B）（C）. （D） 6一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）/4 （B）/（4n）（C）/2 （D）/（2n） 7如图所示，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n1 n2 n3,则两束反射光在相遇点的位相差为作业16-7图(A).(B).(C).(D) 8如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为（A） . （B）.（C）. （D） 9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，则薄膜的厚度是 （A）2 （B）/（2n）（C）n （D）/2（n-1） 作业16-10图10一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图，在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则的长度为 （A）（B）2.（C）32（D）2 11若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？ （A） 1.O10-1mm （B） 5.O10-1mm.（C） 1.O10-2mm （D） l.O10-3mm. 12一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），k3、6、9等级次的主极大均不出现？ （A） a+b2a（B） a+b3a（C） a+b4a（D） a+b6a. 13波长的单色光垂直入射于光栅常数d210-4cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（A）2 （B）3 （C）4 （D）5 14一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0mm的单缝上，在缝后放一焦距为2.0m 的会聚透镜已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0mm，则入射光波长约为（A）10000埃 （B）4000埃 （C） 5000埃 （D） 6000埃 15在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹（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 16一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远是 （A）紫光 （B）绿光 （C）黄光 （D）红光 17在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹若在两缝后放一个偏振片，则 （A）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 （B）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 （C）干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱（D）无干涉条纹 18如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为600，假设二者对光无吸收，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 （A）I0/8（B）3I08（C）I0/4（D）3I04 19两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生的变化为：（A）光强单调增加（B）光强先增加，后又减小至零（C）光强先增加，后减小，再增加（D）光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零 20三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为30O强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为 （A）I04（B）3I08（C）3I032（D）I016 21自然光以600的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知 （A）折射光为线偏振光，折射角为300 （B）折射光为部分偏振光，折射角为300 （C）折射光为线偏振光，折射角不能确定（D）折射光为部分偏振光，折射角不能确定 22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 （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 23若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2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上原中央极大所在处的两束光的光程差 .24. 光强均为的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是 25用波长为的单色光垂直照射折射率为n的劈尖薄膜形成等厚干涉条纹，若测得相邻明条纹的间距为，则劈尖角 26用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e的折射率为1.5的透明薄膜，两束反射光的光程差 27在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角弧度，在波长=7000埃的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距，此透明材料的折射率n= .28用迈克尔孙干涉仪测微小的位移若入射光波波长=6289埃，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 作业16-30图29波长的单色光垂直照射透明薄膜膜厚为e，两束反射光的光程差 .作业16-29图30双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向 移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为 31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300，则入射光的波长应为 32一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等，则可能看到的衍射光谱的级次为 33平行单色光垂直入射在缝宽为 a0.15mm的单缝上缝后有焦距为f400mm的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕观测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为 .34在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那么光线1与3在幕上P点上相遇时的位相差为 ，P点应为 点作业16-34图35波长为的单色光垂直入射在缝宽的单缝上，对应于衍射角，单缝处的波面可划分为 个半波带36HeNe激光器发出6328埃的平行光束，垂直照射到一单缝上，在距单缝3m远的屏上观察夫琅和费衍射图样，测得两个第二级暗纹间的距离是10cm，则单缝的宽度 a 37平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 个半波带若将单缝宽度缩小一半，P点将是 级 纹38在单缝夫琅和费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射光波长的2倍，则中央明条纹边缘对应的衍射角 39当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光为 光，其振动方向 于入射面40应用布儒斯特定律可以测介质的折射率今测得此介质的起偏振角，这种物质的折射率为 41一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转到,则转动前后透射光强度之比为 42使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1，P2和P3.P1与P2的偏振化方向成450角，P2与P3的偏振化方向成450角则透过三块偏振片的光强I为 43两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直若一束强度为I0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为4，则穿过第一偏振片后的光强为 ，穿过两个偏振片后的光强为 44一束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为1），当折射角为30O时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于 45一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 定律；另一束光线称为非常光，它 定律46薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长 5461埃的平面光波正入射到钢片上屏幕距双缝的距离为 D2.00 m，测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为. （l）求两缝间的距离 （2）从任一明条纹（记作0）向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离？ （3）如果使光波斜入射到钢片上，条纹间距将如何改变？47在双缝干涉实验装置中，幕到双缝的距离D远大于双缝之间的距离d整个双缝装置放在空气中对于钠黄光（），产生的干涉条纹相邻两明条纹的角距离（即相邻两明条纹对双缝中心处的张角）为0.20O（1）对于什么波长的光，这个双缝装置所得相邻两明条纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10？ （2）假想将此整个装置浸入水中（水的折射率n1.33），相邻两明条纹的角距离有多大？48折射率为160的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈尖（角很小）用波长=600 nm（1nm10-9m）的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹假如在劈尖内充满n1.40的液体时的相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小，那么劈尖角应是多少？49用波长为500nm（1nm10-9m）的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心 （l）求此空气劈尖的劈尖角； （2）改用600 nm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？50用钠光（）垂直照射到某光栅上，测得第三级光谱的衍射角为60O （l）若换用另一光源测得第二级光谱的衍射角为30O，求后一光源发光的波长 （2）若以白光（40007600埃）照射在该光栅上，求第二级光谱的张角51一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，4400埃，6600埃实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角中的方向上求此光栅的光栅常数d52用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上，1 6000埃，2 4000埃，发现距中央明纹5cm处1光的第 k级主极大和2光的第（k+l）级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f= 50cm, 试问： (1)上述k？(2)光栅常数d？53波长6000埃的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为300，且第三级是缺级 （1）光栅常数（a+b）等于多少？ （2）透光缝可能的最小宽度a等于多少？ （3）在选定了上述（a+b）和a之后，求在衍射角范围内可能观察到的全部主极大的级次54一衍射光栅，每厘米有200条透光缝，每条透光缝宽为 a210-3cm，在光栅后放一焦距f1m的凸透镜，现以的单色平行光垂直照射光栅，求: （l）透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？（2）在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？第十七章习题 1已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是5400 埃，那么入射光的波长是（A）5350 埃（B）5000 埃（C）4350埃（D）3550埃 2当照射光的波长从4000埃变到3000埃时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将： （A）减小0.56V（B）增大0.165V （C）减小0.34V（D）增大1.035V （普朗克常量h6.6310-34Js，基本电荷e1.60210-19C）3已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是5400埃，那么入射光的波长是 （A）5350埃（ B）5000埃 （C）4350埃（D）3550埃 4已知某单色光照射到一金属表面发生了光电效应，若此金属的逸出电势是U0（使电子从金属逸出需作功eU0），则此单色光的波长必须满足： （A）（B）（C）（D） 5设用频率为和的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应已知金属的红限频率为，测得两次照射时的遏止电压，则这两种单色光的频率有如下关系： （A）.（B）（C）.（D）. 6已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U0（使电子从金属逸出需作功 eU0），则此单色光的波长必须满足： （A）（B）（C）（D） 7保持光电管上电势差不变，若入射的单色光光强增大，则从阴极逸出的光电子的最大初动能E0和飞到阳极的电子的最大动能Ek的变化分别是 （A）E0增大， Ek增大 （B） E0不变， Ek变小(C)E0增大， Ek不变 （D） E0不变， Ek不变 8已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 12e V，而钠的红限波长是5400埃，那么入射光的波长是 （A） 5350埃 （B） 5000埃 （C） 4350埃（D）3550埃 9.当照射光的波长从4000埃变到3000埃时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将：（A）减小0.56V（B）增大0.165V（C）减小0.34V（D）增大1.035V(普朗克常量h6.6310-34Js,基本电荷 e1.60210-19 C) 10具有下列哪一能量的光子，能被处在n2的能级的氢原子吸收？ （A）1.51eV（B）1.89eV（C）2.16eV（D）2.40eV 11由氢原子理论知，当大量氢原子处于n3的激发态时，原子跃迁将发出： （A）一种波长的光（B）两种波长的光（C）三种波长的光（D）连续光谱 12氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用表示，其次波长用表示，则它们的比值为： （A）98（B）169（C）2720（D）20/27 13.按照玻尔理论，电子绕核作圆周运动时，电子的动量矩L的可能值为（A）任意值（B）nh， n1， 2， 3，（C）2nh， nl， 2， 3，（D）nh/(2), n 1， 2， 3， 14在光电效应中，当频率为的单色光照射在逸出功为4.0eV的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为 m/s（普朗克常量h6.6310-34Js，电子质量me=9.1110-31kg）15频率为 100MHz的一个光子的能量是 ，动量的大小是 16.氢原子的部分能级跃迁示意如图在这些能级