几何光学波动光学一

1、几何光学、波动光学（一）作业班级:_ 姓名:_ 学号:_日期:_年_月_日 成绩:_一、 选择题1. 如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1< n2> n3若用波长为l的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用与示意)的光程差是 (A) 2n2 e (B) 2n2 el / 2.(C) 2n2 el (D) 2n2 el / (2n2) 2. 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，l1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则

2、两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 2pn2e / ( n1 l1) (B)4pn1e / ( n2 l1) + p (C) 4pn2e / ( n1 l1) + p (D) 4pn2e / ( n1 l1) 3. 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，若薄膜的厚度为e，且n1n2n3，l1为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程差为 (A) 2n2e (B) 2n2 e - l1 / (2n1) (C) 2n2 e - n1 l1 / 2 (D) 2n2 e - n2 l1 / 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S1

3、P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) 5. 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S1 S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，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 6. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则 (A) 干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的

4、间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象 7. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则 (A) 干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象 8. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P处形成的圆斑为 (A) 全明(B) 全暗 (C) 右半部明，左半部暗 (D) 右半部暗，左半部明 9. 如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长l500 nm (1 nm=10-9 m)

5、的单色光垂直照射看到的反射光的干涉条纹如图b所示有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm 10. 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 (A) 向中心收缩，条纹间隔变小 (B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 (C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化 (D) 向外扩张，条纹间隔变大 二、填空题11.单色平行光垂直入射到双缝上

6、观察屏上P点到两缝的距离分别为r1和r2设双缝和屏之间充满折射率为n的媒质，则P点处二相干光线的光程差为_ 12. 在双缝干涉实验中，所用光波波长l5.461×104 mm，双缝与屏间的距离D300 mm，双缝间距为d0.134 mm，则中央明条纹两侧的两个第三级明条纹之间的距离为_ 13. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为_mm(设水的折射率为4/3)14. 波长为l的平行单色光垂直地照射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n，第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是_15. 已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为l的单色光在干涉

7、仪的可动反射镜移动距离d的过程中，干涉条纹将移动_条16.有一凹球面镜，曲率半径为20 cm，如果把小物体放在离镜面顶点6 cm处，则像在镜_cm处，是_像（正或倒） 17.有一凸球面镜，曲率半径为20 cm如果将一点光源放在离镜面顶点14 cm远处，则像点在镜_cm处，是_像（实或虚）18.有一凸球面镜，曲率半径为40 cm，物体放在离镜面顶点20 cm处，物高是4 cm，则像高为_cm，是_像（正或倒） 19.一薄透镜对物体的横向放大率m = _，m值的正或负表示像的_ 20.一薄透镜的焦距f = -20 cm一物体放在p = 30 cm处，物高h0 = 5 cm则像距q = _cm，像高

8、hi = _cm 三、 计算题21. 在双缝干涉实验中，波长l550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距a2×10-4 m的双缝上，屏到双缝的距离D2 m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e6.6×10-5 m、折射率为n1.58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？(1 nm = 10-9 m) 22. 在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的距离分别为l1和l2，并且l1l23l，l为入射光的波长，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D>>d)，如图求： (1) 零级明纹到屏幕中央O点的距

9、离 (2) 相邻明条纹间的距离 23.双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离D120 cm，两缝之间的距离d0.50 mm，用波长l500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射双缝(1) 求原点O (零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标x (2) 如果用厚度l1.0×10-2 mm， 折射率n1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标x¢24. 用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四

10、条暗条纹中心 (1) 求此空气劈形膜的劈尖角q； (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？参考答案1.B 2.C 3.C 4.B 5.B 6.C 7.C 8.D 9.B 10.B11. n(r2 r1 ) 3分12. 7.32 mm 3分13. 0.75 3分14. 3l / (2n) 3分15. 2d /l 3分16. 后15（或-15） 2分 正 1分17.后5.8(或-5.8) 2分 虚 1分18. 2 2分 正 1分19. -( q / p ) 2分 正或倒

11、 1分20. -12 2分 2 1分21.解：(1) Dx20 Dl / a 2分 0.11 m 2分 (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n1)er1r2 2分设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有 r2r1kl 2分所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零级明纹移到原第7级明纹处 2分22.解：(1) 如图，设P0为零级明纹中心 则 3分(l2 +r2) - (l1 +r1) = 0 r2 r1 = l1 l2 = 3l 3分 (2) 在屏上距O点为x处, 光程差 2分明纹条件 (k1，2，.) 在此处令k0，即为(1)的结果相邻明条纹间距 2分23.解：(1) dx / D kl xDkl / d = (1200×5×500×10-6 / 0.50)mm= 6.0 mm 4分 (2) 从几何关系，近似有 r2r1 有透明薄膜时，两相干光线的光程差 d = r2 ( r1 l +nl) = r2 r1 (n-1)l 对零级明条纹上方的第k级明纹有 零级上方的第五级明条纹坐标 3分 =1200(1.581)×0.01±5×5×10-4 / 0.50mm =19.9 mm 3分24.解：(1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度