波动光学复习题1(必看)

1、波动光学复习题1#.选择题#1 .双缝间距为2mm，双缝与屏幕相距o300cm，用波长为6000 A的光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻#3.12mmD 4.15mm两明纹的距离是（B ）°A 4.5mm B 0.9mm C#2.在同一媒质中两列相干光的强度之比=4是，则两列相干光的振幅之比是：（B ）A =4 B 已=2 CA2a2A =16A2A _ 1A2 一 4#3.束光强为Io的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为 I =|0/8，已知P,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 ）

2、A 30B 4560D 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n1< n2> n3,为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程差为（ C2n2e/. 12n2e2mc1'2n2em 為2C1.2n2e -一 n2扎i2ni入射光反射光2直反射光i 八八5.在上题中，若 n1< n2< n3 , k=0,1,2,3 ,门3则（B满足2n2ek '的条件。2反射光消失满足2n2ek'的条件。2反射光消失满足2n2ek，的条件。2透射光消失满足2n2ek，的条件。2透射光消失#6劈尖干涉中干涉条

3、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（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（#A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&在相等的时间内，一束波长为入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

4、不相等，走过的光程相等2#亠 n一石，则缝宽C振动振幅之和的平方振动的相干叠加9 波长为入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 的大小为：（C ）。A入12B 入 C 2 入 D 3 入10根据惠更斯一菲涅耳原理，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 ）。光强之和A振动振幅之和#11 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为入的单色光垂直入射在宽度为a=4入的单缝上，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 ）。A 2个 B 4 个 C 6 个 D 8 个12 .一束自然光照射到

5、某种介质表面，当折射角为一时，反射光为完全偏振光，则此介质的折射率为（B ）。A 1.832 B 1.732 C 1.632 D 1.53213.有折射率分别为n1、n 2两种介质，当自然光从第一种介质m入射到第二种介质 氐时，起偏角为i0 ；而自然光从第二种介质入射到第一种介质时，起偏角为i0 ；若i0 i0，则两种介质折射率的大小间的关系为：（C ）A n1 > n2 B n 1 = n2 C n 1 < n2 D 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ABC D22nn量为一个波长，则薄膜的厚度是（ D ）。2(

6、n -1)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:使屏靠近双缝;使两缝的间距变小;把两个缝的宽度稍微调窄;D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

7、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o的波长应有/1600（mm）=6250 A。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

8、标明是线偏振光还是部分偏振光图中i =i0，i0二arctann.36.解：见图.7在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角-1.0 104弧度，在波长 =7000 A的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距I = 0.25cm，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幕上原中央极大所在处的两束光的光程差= _(n i-n 2)e或(n 2-n i)e均可 _。9波长为600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a = 0.60mm的单缝上，缝后有一焦距f = 60cm的透镜， 在透镜焦平面上观察衍射图样

9、。贝U：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 I0与线偏振光强|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

10、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，条纹向图14题图15题5#15用波长为入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-一框内画出相应的干涉条纹，只画暗纹，表i 示出它们的形状，条数和疏密。I三计算题LJJj1.在杨氏双缝实验中，双缝间距d = 0.20mm，缝屏间距 D = 1.0m，试求：(1) 若第二级

11、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)由乂明=D k知，d6.01 1030.2o_3 = 0.6 10 mm =6000A31 1030.6 100.2mm2. 用波长550nm的单色光垂直照射到相距为1mmB勺双缝上，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9D 扎2：<550>d0 x=2Xk =2k2 830.0176md1x10-3. 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n = 1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕

12、上的第七级明条纹恰好移o到屏幕中央原零级明纹的位置若入射光的波长为5500A，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、=ne -e = (n - 1)e按题意 :.=7 -7 丸 7x5500x10“_6c e6.6 10 m = 6.6 Jmn 11.58-1o4. 如题4图，波长为6800 A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 V -?(2) 相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少 相邻两暗条纹的间距是多少 ？ 在这0.12 m内呈现多少条明条纹

13、？4.解:(1)由图知，Lsin v - d，即 L v - d故 J _ -0.048 3 = 4.0 10*(弧度)L 0.12 00相邻两明条纹空气膜厚度差为-e3.4 10 m2 相邻两暗纹间距|6800 10= 850 10 m =0.85 mm2日2汉4.0汉105.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 x 10-5 rad，用单色光正入射，测得干涉条纹中相邻暗纹间的距离为3.64 X 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I =入 /(2nsin 0 ) 入 /2n 0可得入射光的波长为入=I 2n 0代入数据入=2 I

14、n 0 =2X 3.64 X 10-3 X 1.50 X 5.0 X 10-5=5460X 10-1°m6利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长当Mi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：6 = N -2、 Ad 0.322 X10”=2 2 -AN1024o= 6.289 10” m = 6289 Ao7. 单缝宽0.10mm，透镜焦距为50cm，用，=5000 A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x = 2 f a半角宽度为v - sin' a= 5.0 1

15、0m：x=2 0.5 5000 10 0.10 汉 10=sin4 5000 1000.10 10"= 5.0 10”rad8#8. 有一单缝，逢宽 0.30mm，缝后透镜焦距为 0.80m，用平行橙光6100 A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l0边 0.8 6100 苗00.10= 3.25 10“m(2)对于第三级明纹a si nB = (2 乂 3+1)丸/ 2 = 7 九/ 2 所以sin j - 7 / 2a故第三级明纹到中央明纹中心的距离为代入数据，得LX7

16、 0.8 6100 10“2 0.3 10= 5.69 10_3m10#o9. 用=5900 A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:1丄°a bmm =2.0 10 mm =2.0 10一 A500由(a b)sin二k'知，最多见到的条纹级数kmax对应的=,所以有kmax4a b 2.0 10丸-59003.39，即实际见到的最高级次为kmax = 3 .#10. 已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为4.84 10# rad，它们都发出波长为 5500 A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

17、小分辨角公式V -1.22DZ5 5 汉 10D =1.221.22°5 10 占=13.86 cm日4.84汇1011. 使自然光通过两个偏振化方向夹角为60°的偏振片时，透射光强为I1，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30°，问此时透射光I与11之比为多少？11.解：由马吕斯定律打cos260I1I 08111 02o2ocos 30 cos 30291329=. 9 =2.25Ii 412. 一束自然光从空气入射到平面玻璃上，入射角为58°，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

18、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=tg 58°=1.6反射光与折射光垂直，所以折射角为900-580=320标准答案:一.选择题1B 2B 3B 4C 5B 6D 7B 8D 9C 10D11B12B 13C 14D 15B 16A17A18C二.填空题1. 分波面的方法，分振幅的方法2. 相位变化3. 单缝衍射，多缝干涉4. 光波的振动方向相对传播方向的不对称性o5. 1/1600(mm)=6250 A136.解：见图.i oi o7. 1.408. (n i-n 2)e 或(n 2-n i)e 均可9.

19、 1.2mm; 3.6mm10. 1/211. 波动性；横波；零； 暗 劈棱；增多12. 光程差；光程差；增加或减小13. 最高；“吞”“吐”环；14. 不变； 劈棱； 变小；15.i oi oi o三.计算题1.解：(1)由乂明=D k知，d6.031 1030.22、i oi oo = 0.6 10 ° mm 二 6000A30.6 10mm1 100.22. 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:._QD人 C.C.2X550X10=x =2xk =2k2 830.0176mkd1勺0丿i o3. 解：设云母片厚度为e，则由云母片引起的光程

20、差为、=ne-e = (n - 1)e按题意=77 e =n 1107 5500 101.581= 6.6 51 11 #4. 解:(1)由图知，Lsin v - d，即 Lt - d故-_ 0083 _ 4.0 10*(弧度)L 0.12x10(2) 相邻两明条纹空气膜厚度差为：e3.4 10 ° m2_0(3) 相邻两暗纹间距 |6800_10_- = 850 10 » m =0.85 mm2 日2x4.0x10(4) .= L 141 条l5. 解根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式l =入 /(2nsin 0 ) 入 /2n 0可得入射光的波长为入=I 2n 0代入数据入=2 I n 0 =2X 3.64 X 10-3 X 1.50 X 5.0 X 10-5=5460X 10-10m2亠2 °.