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0.1mm，问两束光在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.r°，得解：（1）由公式,y=色竺6.410=8.010，cmd=0.4(2)由课本第20页图1-2的几何关系可知r2-ndsinvdtanv-d=0.04001=0.810占cmr°50A®r1)=2二6.4100.810由公式由公式I二A2A；2AAcos二4A2cos2-24A2cos24A2cos2p

2、2p21JIcos-*242cos224A|coscos08ji2.242.24-0.85361cos423.把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中，光屏上原来第5级亮条纹所在的位置为中央亮条纹，试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6X10-7m.丄丨cr解：未加玻璃片时，$、S2到P点的光程差，由公式2二'可知为r2_口52二=5，r=2山现在$发出的光束途中插入玻璃片时，P点的光程差为r2_hnh0=0-2二2:所以玻璃片的厚度为r215九h=r215九h=410，=610cmn-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I长10cm,纸厚为0.0

3、5mm,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Lh=hj1-hj222变化量为2.、n2-n1sini1如果认为玻璃片的厚度可以忽略不记的情况下，则上式中n2二n2二11=60。而厚度h所对应的斜面上包含的条纹数为叫=100500010故玻璃片上单位长度的条纹数为N耳10l10条/厘米10.在上题装置中，沿垂直于玻璃片表面的方向看去，看到相邻两条暗纹间距为1.4mm=已知玻璃片长17.9cm,纸厚0.036mm,求光波的波长。n2二1.0解：依

4、题意，相对于空气劈的入射角i2=0,cosi1.sin二tanl丄二一丄2n2Bcosi22日2dLL179=5.63128491610*mm=563.13nm12.迈克耳孙干涉仪的反射镜为垂直入射，求所用光源的波长。解：根据课本59页公式可知,M移动0.25mm时，看到条纹移过的数目为909个，设光迈克耳孙干涉仪移动每一条条纹相当h的变化为:n.j2cosi22cosi22cosi2现因i2=0,Ah=-故2N=909所对应的h为2hN20.25909=5.510*mm=550nm第二章7.平面光的波长为480nmP乖育照射到宽度为0.Imm的秋缝.1'.,会聚透镜的焦距为50cm.

5、分别计算蔦缝的两边到P点的相位为“怠和n用叭p点离為点的距离.解主谁P点离隹点的卅离为朴透镜的焦師为产亠縫宽为#*则位相差利光科幷斷天977?；T2?r2?r】"瘓式为几几AAf故2就当缝的两边到P的位相差为2时.p点离隹点的距离为X竺旳二竺上更一0曲迪2兀力2-x0.42当缝的两边到卩点的位相訖为&时，P点离値点的距离肯4.8x10x6002jtx0.4一=O.OCmni610.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=0.1nm）做此实验,问底片上这两个最小

6、值之间的距离是多少Q矶+1入sine-+解：如果近似按夫琅和费单缝衍射处理，则根据公式一得第二量小值与第一最4值之间的距离近似地为a奔_那么/=0-02x0865590nm300v=300x0+1x100.02如果改电兀=0.1s时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？禅根据光樹方程旳11日得入可见丿的最大值与sin9=1的情况相对应（sin6克正等于1时，光就不醴到达旱二&=inna=cm.iXsiiiQ+sin6c)根据已知条件4004000=L则得1

7、400014000x(sin30°+1)5&90xl03=6.41_4000一彳5890xlO"B1.2（就处*只能宏整数;分数无实际意文）即能禱到貝大为第卫级的光谱叢-U）扭据平行光倾斜入射时的光楼方程减5111二步亠以八山二匕二乙）：可煨第三章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10cm一物点在主轴上距离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.设玻璃的折射率为1.5，水的折射率为1.33.解：(!)对于凸透镜：由薄透翁焦距公式樓/=-39.12;/_!+1由透镜成療公式：ys,s=20c叫得川=4092萄

8、对于凹透镜：由薄透镜焦距公式得二-f'=39.12由淳養成像公式：s=20cni得川二13.3.18 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'/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|)由f'/s'+f/s=1,s=f,对于会聚

9、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=s7s,得y=0.5cm,作图略3.23和3.24答案有误，自行整理27.取凸透泣的折射率为15|n|=10cin,|r£|=15ctii»r2沁血P在透镜的前丄轴上EOce处.求局肝像前位评片作岀朮席图/flti-Ji二解：经弟一界血析肘成像：彳尸，./?=1RlOcui.Si=-20cni所以阶一比即折射光为平行光束1J2+经第二界血反射成傑：'厂=2=-15cm,所以卅尸九女皿/'n_ti'-ji-1,?/15.i=10cm,s3=*z=-7.Sen再经第

10、一界血折射成像：7才一尸J?fUs'3=-1ctn，即皿后成像第一界jfd左方lcm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22cm。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已知；显按镜戻=Qgn、点=2和£=22羽g季S/抽g*了嘉=°-右C"=550=5502启2：_25x22九/I_-0.52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10,试证明透射光强为71I=1$I(l-cos4at).171:11l-cos4oot訴：I=-

11、Icg站凹tcos2(2=Intl-CO94®t)-wt)=2cowtsin2wt=®Io25.6没答案自己整理8-有一块平行石英片是沿平行于光轴方向切出的.要把它切成一块黄光射力波片，问这块石英片应切成多厚?石英的站=1.552,11=1.543,1=5893nm(21)4y=Q#-1)x1.64x10-3cmUc-%)9”线偏扼光垂Fl入帖到吓農刑'和光轴平行的波片,透射出来后，脈来在微片中的寻常壯股非常光产土了大小为相位差问波片的谆度曲塞少扌Lii|n-=J=1.5442,k=5001皿(2)何这块波片应怎拝肢诧才陡悝透射出来的尢址线馆掾光血且它的摭动lill

12、fll人射比的振动曲成卿的？2(2+1)-典-叫、壬=(2X-十1斤=>方=(2X-+l)x2.75xlO-J,cin解；入(A-Q由可却谏波片为1/2Hi片”耍透过1/2波片的线倫振光的振动面和入射光的振动面垂ff2B=90=>19=-即:第六章6.4计算波长为253.6nm和546.1nm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£X?(546.1)44=入J=(*-3.6)4=21§第七章13.12知钝的逸出功为188e现川波K为300nm的紫外比照射,试求比了的初动能卫I初速解：山矍因斯坦光电效应方程29079481冷=

13、A-=(>626x10xx1.88=2258莎=£6134xl(I19丿2300Iff9L亦1严=8.9xl05m/sp爲_/2心6134"0亠V7/_v9.1xl0_,17.15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程加=加=7.69x10-in/e若入肘光渋长咸半.则、3x10一用©-hv-ZF=6.626xlO-34xx-22="6§莎2160x10-济1产(1628eV)所以最大动能不会

14、缗至育涪=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8