光学课后题题库

1、第一章2 .在杨氏实验装置中，光源波长为640nm ,两狭缝间距为0.4mm ,光屏离狭缝的距离为0.1mm，问两束光在50cm .试求：（1）光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p点离中央亮条纹为p点的相位差是多少？ （3 ）求p点的光强度和中央点的强度之比解：（1）由公式-y - 10d，得50 6.410 5- 8.0 10 2 cm=0.4（2 ）由课本第20页图1-2的几何关系可知rod y _0.04 巴1 0.8 10 5 cm50I -农 12由公式机A9A22 2 A1 A2 cos - 4A12 cos22 得24 A12 cos2I P Ap2I 0A2A O

2、4 AiW°22 1駆cos2 4cos2 02_cos 82 _ 20.85363.把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度,光屏上原来第.已知光波长为 6 x 10-7 m.5级亮条纹所解：未加玻璃片时，SS2到P点的光程差，由公式 2.rX可知为I5- 25r2r1 一江现在S1发出的光束途中插入玻璃片时，P点的光程差为r2" ri 亠 h nh 二:-匸0 0L丄22所以玻璃片的厚度为h _ r2 _ri _ 5_ 10 6 104 cm 耳一严n 10.59.在两块玻璃片之间一边放一条厚纸，另一边相互压紧.玻璃片

3、I长10cm,纸厚为0.05mm,从60。的反射角进行观察，问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少？设单色光源波长为500nm.解：由课本 49页公式（1-35 ）可知斜面上每一条纹的宽度所对应的空气尖劈的厚度的Ah =hj 牛-h j =2 2.2.变化量为2 v n2n1 sin 11广厂¥32如果认为玻璃片的厚度可以忽略不记的情况下，则上式中n =n = 1i=6022'1。而厚度 h所对应的斜面上包含的条纹数为h h0.05N100h5000 10 7故玻璃片上单位长度的条纹数为,N100N10l10条/厘米10.在上题装置中，沿垂直于玻璃片表面的方向看去 ，看

4、到相邻两条暗纹间距为1.4mm。一已知玻璃片长17.9cm,纸厚0.036mm,求光波的波长。解:依题意,相对于空气劈的入射角i2 0,cosi 2-d tan1.si nn21.02n2A2dLecosi 22d0.0361791.4 5.631284916严 A10 4 mm563.13nm12.迈克耳孙干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时，看到条纹移过的数目为909个，设光为垂直入射，求所用光源的波长。解：根据课本59页公式可知，迈克耳孙干涉仪移动每一条条纹相当h的变化为：土（. +n >机Zj1 jh h2 h12 cosi 2 2 cosi 22 cosi 2现因i 2 -0

5、,N 二 909所对应的h为2h 勺 0.25 =5.5 >10 -mm 550nm故N90910.钠光通过宽 0.2mm的狭缝后，投射到与缝相距300cm的照相底片上.所得的第一最小值与第二最小值间的距离为0.885cm,问钠光的波长为多少 ？若改用X射线（入=0.1 nm）做此实验,问底片上这两个最小值之间的距离是多少解：如果近似按夫琅和费单缝衍射处理，则根据公式0.8S55 90nni30®2.15用每毫米内有 400条刻痕的平面透射光栅观察波长为589nm的钠光谱。试问： （1）光垂直入射时，最多能观察到几级光谱？（2）光以30角入射时，最多能观察到几级光谱？朗皆瞎I浸

6、:土值勻sin日=1的厝；三期铀咅血。菖正圣于不翌二丄足固4000=6A第三章3.15.有两块玻璃薄透镜的两表面均各为凸球面及凹球面，其曲率半径为上距离20cm处,若物和镜均浸在水中，分别用作图法和计算法求像点的位置10cm. 一物点在主轴.设玻璃的折射率为1.5,水的折射率为1.33.册于舸透堂“由藤兰至库亏二乂掌獰盒今煲勒 ., ./jj局1耳 心由透境成魁或栽/$ 戸TOcm：3.18 会聚透镜和发散透镜的焦距都是10cm,求(1)与主轴成30度的一束平行光入射到每个透 镜上，像点在何处？(2)在每个透镜左方的焦平面上离主轴1cm处各置一发光点，成像在何处？作出光路图.(1) 由 f&#

7、39; /s' +f/s=1,对于会聚透镜：x= f ' =10cm, y= xtan30=5.8cm 或者 y= xtan(-30。)=-5.8cm ，像点的坐标为(10,|5.8|)同理，对于发散透镜：像点的坐标为(-10,|5.8|)(2) 由f' /s ' +f/s=1 ， s =f ,对于会聚透镜：x=无穷大，即经透镜后为一平行光束。对于发散透镜：x=-5cm，又 y' /y=s ' /s,得 y=0.5cm，3.19 作图略3.23和3.24答案有误，自行整理第四章4.6 显微镜物镜焦距为0.5cm,目镜焦距为2cm,两镜间距为22c

8、m。观察者看到的象在无穷远处。试求物体到物镜的距离和显微镜的放大本领第五章5.4在两个理想的偏振片之间有一个偏振片以匀角速度3绕光的传播方向旋转（见题5.4图），若入射的自然光强为I0，试证明透射光强为Kb5 cot cos?cot -1-COS401=L ; l-cos4wt5.6没答案自己整理監為尸卿住瑯鳞懸瞬饰喘轴方向顾醐郊事把它切慮一块黄兰備了嚅谶背，啊鮭 菽灘曲國嫌履蕾躬盟强*盘舅窗4= 589mnni鯉懸瘵"Xc _机H盘锂删扇=韦= 曰瞩黔a新嵋锻澀护黑逾I*八鎮vfe z?JF 5 0 ”住八|用b斤& 、第八早6.4计算波长为253.6nm 和 546.1

9、nm的两谱线瑞利散射的强度比。解：由瑞利散射定律，散射光强度与波长的四次方成反比4 v (546»iy忑=讥莎审*第七章oomsI仝囱07A45K.614x1CTV7.15波长为320nm的紫外光入射到逸出功为2.2eV的金属表面上，求光电子从金属表面逸出时的最大速度。若入射光的波长为原来的一半，初涉光电子的最大动能是否增至两倍？解：由 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方1 -zvr =%Hl =6.626x10 >干涉现象：周期相同、相位差恒定、方向相同等倾干涉：由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差，也就是说， 凡入射角相同的就形成同一条纹，故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样是一些明暗相间的同心圆环.这种干涉称为等倾干涉。等厚干涉： 等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹.等厚干涉与等倾干涉的区别：等厚干涉与等倾干涉虽说都是薄膜干涉，但却有所不同。等厚干涉条纹是由同一方向的入射光在厚度不均匀的薄膜上产生的干涉条纹；而等倾干涉条纹则是扩展光源上的各个发光点沿各个方向入射在均匀厚度的薄膜上产生的条纹。第一暗环为范围的中央亮班占据入射光束光强的84%干涉与衍射区别与联系：都是波的相干叠加，干涉是几束光，衍射是无穷多的相干叠加；前者粗略后者精细。都是明暗相见的条纹，间距均匀