波动光学精彩试题-问题详解版3

1、波动光学一、概念选择题1. 如图所示，点光源S置于空气中，S到P点的距离为r，若在S与P点之间置 一个折射率为n(n>1),长度为I的介质，此时光由S传到P点的光程为(D )(A) r(C) r -nl(B) r -I(D) r l(n _1)SVPnI2. 在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中(C ) (A )传播的路程相等，走过的光程相等；(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等；(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等；(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等。3. 来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产 生干涉图样的，这是由于(C )

2、(A )白光是由不同波长的光构成的(B)两光源发出不同强度的光(C)两个光源是独立的，不是相干光源(D)不同波长，光速不同4. 真空中波长为的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路 径传播到B点，路径的长度为I,则A、B两点光振动位相差记为厂，则(C )(A) 当 I = 3 / 2，有: : = 3 二(B)(C)(D)I = 3 / (2n),有：=3 n 二.I = 3 /(2 n)，有：=3I = 3 n / 2 ,有：=3 n 二5. 用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是(A )(A )相邻干涉条纹之间的距离相等(B) 中央明条纹最宽，两边明条纹宽度变窄(C) 屏

3、与缝之间的距离减小，则屏上条纹宽度变窄(D) 在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，下列说法正确的是( C )(A) 减小缝屏距离，干涉条纹间距不变(B) 减小双缝间距，干涉条纹间距变小(C) 减小入射光强度，则条纹间距不变(D) 减小入射波长，则条纹间距不变7. 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，要使透射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为(D )(A) / 4(B) / (4 n)(C)- / 2(D)/ (2 n)8. 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中 的空气

4、形成。当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉 条纹间距(B )(A) 玻璃劈尖干涉条纹间距较大(B)空气劈尖干涉条纹间距较大(C)两劈尖干涉条纹间距相同(D)已知条件不够，难以判断9. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a= 4的单 缝上，对应于衍射角为30°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10. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，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(B )(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

5、。(D)光强也不变。11. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(B )(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，但中心强度变小。12. 束光强为Io的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成 45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为(B )(A) 10/4、2(B) Io / 4(C) I o / 2 ( D) , 2 Io / 2二、计算填空题1. 真空中波长为500nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时，相位改变了 5n,则光从A点传到B点经过的光程为。答案:1250nm。2. 波

6、长为入的单色光在折射率为n的媒质中，由a点传到b点相位改变了 n则对应的光程差(光程)为 。答案：入/2。3. 在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e，波长为的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位 差也申= 。答案：2兀(n1-n2)e/扎。4. 一束波长为的光线，投射到一双缝上，在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹，那么对应于第一级暗纹的光程差为 。答案：1/2入。5. 用白光(波长为400nm760nm)垂直照射间距为a=0.25mm的双缝，距缝50cm处放屏幕，则观察 到的第一级彩色条 纹和第五级 彩色条 纹的宽度分 别是 和。答案

7、：7.2X 10 Am，3.6 x 10m6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，减小双缝间距，则条纹间距 。答案：变大。7. $、为双缝，S是单色缝光源，若S不动，而在上缝S1后加一很薄的云母片，中央明条纹将向移动。答案：上。8. 用白光做双缝实验中的光源，两缝间距为0.25mm,屏幕与双缝间的距离为50cm,在屏上观察到的第二级的彩色带宽度是。答案：1.44 x 10-3m。9. 氟化镁增透膜的折射率为n2，当光垂直入射时，其透射光的光程差为。答案：2n2d 210. 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 0答

8、案：. / (4 n)11. 用 = 6000 ?的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环仲央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 5。答案：0.9o12. 牛顿环装置中透镜与平板玻璃之间充以某种液体时，观察到第10级暗环的直径由1.42cm变成1.27cm,由此得该液体的折射率n = 。答案：1.25。13. 波长=600 n m的单色光垂直照射到牛顿环的装置上，第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚度之差为 nm。答案：900。14. 在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角-1.0 10 rad，在波长=700nm的单色光垂直照射下，测得干涉相邻明条纹间距l= 0.25cm，此透明

9、材料的折射率n=。答案：1.4o15. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的间隔 (填变小或变大)，并且条纹向(填左或右)平移。 答案：变小；左。16. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为4的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目 为。答案：8个。17. 在白光垂直照射单缝而产生的衍射图样中， 波长为1的光的第3级明纹与波长为-2的光的第4级明纹相重合，则这两种光的波长之比'1 1'2为。答案：9/7。18. 在夫琅和费单缝衍射试验中

10、，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光(1=589nm)中央明纹宽度为 4.0mm，贝U '2=442nm的蓝紫色光的中央明纹宽度为。答案：3mm。19. 在白色光形成的单缝衍射条纹中，波长为 的光第3级明纹，和波长为打=630nm的红光的第2级明纹相重合，则该光的波长为 。答案：450nm。20. 波长=550 nm(1 nm=10-9m)的单色光垂直入射于光栅常数 d=2X10-4 cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 。答案：321. 如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 。答案：Io

11、/ 822. 自然光的光强为|0,连续通过P1、P2和P3三个偏振片后，透出的光强为I，其中P1和P3的偏振化方向正交，而P2与P1和P3的偏振化方向均成45角，则 光强1/10之比为。答案：1/823. 两个偏振片P1、P2叠在一起，一束单色线偏振光垂直入射到 P1上，其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为 30°.当连续穿过P1、P2后的 出射光强为最大出射光强的1/4时，P1、P2的偏振化方向夹角 是。答案：60°24. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°至少需要让这束光通过 理想偏振片。答案：2.二、选择题1. 真空中波长为500

12、nm绿光在折射率为1.5的介质中从A点传播到B点时，相 位改变了 5n,则光从A点传到B点经过的实际路程为( C )(A) 1350nm(B) 1250nm(C) 833nm(D) 853nm2. 用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将( B )(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移，且条纹间距不变(C)不移动，但条纹间距改变(D )向上平移，且间距改变3. 在双缝干涉实验中，用白光照射时，明纹会出现彩色条纹，明纹内侧呈(D )(A)黄色(B)绿色(C)红色(D)紫色4. 双缝干涉实验中，若双缝间距由d变为d ，使屏上原第十级明纹中心

13、变为第 五级明纹中心，贝U d : d为(B )(A) 3 : 2( B) 1 : 2(C) 1 : 3( D) 2 : 15. 严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将(C )(A)变小(B)不变(C)变大(D)消失6. 波长为500nm的单色光从空气中垂直地入射到镀在玻璃(折射率为1.50)上折 射率为1.375、厚度为1.0 X0- 4cm的薄膜上。入射光的一部分进入薄膜，并在下 表面反射，则这条光线在薄膜内的光程上有多少个波长？反射光线离开薄膜时 与进入时的相位差是(D )(A)2.75，5.5 n(B)2.75，6.5 n(C

14、)5.50，11 n(D)5.50, 12n7. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为(D )(A) /n (B) /2n(C) /3n(D) /4n8. 由两块玻璃片(n1= 1.75)所形成的空气劈尖，其一端厚度为零，另一端厚度为0.002cm,现用波长为7000 ?的单色平行光，从入射角为30角的方向射在劈 尖的表面，则形成的干涉条纹数为(A )(A)27(B)56(C)40(D)1009. 若把牛顿环装置，由空气搬入水中，则干涉条纹( C )(A)中心暗斑变成亮斑(B)变疏(C)变密(D)间距

15、不变10. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从 反射光方向观察肥皂膜为(C )(A)无色(B)红色(C)黑色(D) 彩色11. 在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向劈尖棱方向移动，相邻条纹间的距离将(B )(A)变大(B) 变小(C)不确定(D) 不变12. 用 = 6000 ?的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环仲 央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为(A )(A)0.9m( B)0.75( C)0.8.二m( D)0.85513. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，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

16、变外，各级衍射条纹(B )(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。14. 在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为B个半波带。(A) 2( B)6( C)3( D)415. 波长为 的单色光垂直入射在缝宽 a=4的单缝上.对应于衍射角=30°单缝处的波面可划分为D半波带。(A) 2(B)6(C)3(D)416. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上.对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角为(B )(A)60°(B) 30°(C)45

17、°(D) 150°17. 波长为 的单色光垂直入射于光栅常数为 d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上.取k=0, ±，址.，则决定出现主极大的衍射角的公式可写成(D )(A) Na si(B) a sinr=k (C) N d sin 于k (D) d sin=k 18. 波长为400nm的光垂直投射到每厘米6000条刻线的光栅上，则最多能观察 到级数为(D )(A) 3 级 (B) 2 级(C) 5级 (D) 4 级19. 波长为500 nm(1 nm=10-9m)的单色光垂直入射到光栅常数为 1.0 X0-4 cm的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角;

18、：(A )(A) 30°(B) 60°(C) 45°(D) 120°20. 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(B )(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21. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的 5倍，那么入射光束中 自然光与线偏振光的光强比值(A )(A) 1 / 2(B) 1 / 3(C) 1 / 4(D) 1

19、 / 522. 振幅为A的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片的偏振化方向 与入射偏振光的振动方向夹角为 60 ,则透过偏振片的振幅为(A )(A) A /2(B)3A/2(C) A/4(D) 3A/423. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°至少需要让这束光通过 A块理想偏振片.(A)2(B)1(C)4(D)324. 束光强为Io的自然光，相继通过三个偏振片 Pi、P2、P3后，出射光的光强 为I = Io / 8已知Pi和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转 P2, 要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度( B )(A) 30°(B

20、) 45°(C) 60°(D) 90°四、判断题(对的打V,错的打X)1. 对于普通光源，可以获得相干光.(V )2. 光波的相干叠加服从波的叠加原理，不相干叠加不服从波的叠加原理。(X )3. 洛埃德镜和双镜等光的干涉实验都是用波阵面分割的方法来实现的。(V4. 若将在双缝干涉实验放在水中进行，和空气中相比，相邻条纹间距将减小。(V )5. 白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从透射光方向观察肥皂膜为透明无色。(V )6. 当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为垂直入射面的完全偏振光，折射光为平行入射面的完全偏振光。(X )五、计算题1

21、. 在双缝干涉实验中，波长，"nm的单色平行光垂直入射到缝间距 d=2X idm 的双缝上，屏到双缝的距离 D=2m。求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(4')(2) 若用一厚度e =6.6 X0-6m、折射率n =1.58的云母片覆盖一缝后，零级明纹 将移到原来的第几级明纹处？ (6')'X = 2X102 102 550 10 亠2W4=0.11 m(4')(2) r2 -(r1 ' ne -e) =0(2')r2 -re(n-1) =6.6 101.58-11=3.828 10“ m (2')_6r2

22、一口 3.828 10-k 21. 厂* 7，零级明纹将移到原来第7级明纹处。(2')人 550汉102. 用复色光垂直照射一薄膜，此薄膜处于空气中，其厚度e =4X10-7m，折射率为n2 =1.4。试问在可见光范围内，哪些波长的光在反射时干涉加强？(10')4n?e解：由2n 2ek 得-(22k -1k=1,2,3,4的波长为： 4= 320 nm(4')(2') 1 = 2240nm; 2= 746.7 nm; 3= 448nm;可见光范围：400nm-760nm故波长为746.7nm和448nm的两种光在反射时加强3. 空气中有一劈形透明膜，其劈尖角-

23、1.0 XO-4 rad,在波长，=700 nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距I = 0.25 cm,求(1) 此透明材料的折射率；(5')(2) 第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差.(5')解(1) l sinn1.4(5')2n2l0(2) ,：e52 = 7.5 10-m(5')2n4. 平行光垂直入射到一宽度a=0.5mm的单缝上。单缝后面放置一焦距f=0.40m的透镜，使衍射条纹呈现在位于透镜焦平面的屏幕上。若在距离中央明条纹中心为x=1.20mm处观察，看到的是第3级明条纹。求(1) 入射光波长 ; (5')(2) 从该方向望去，单缝处的波前被分为几个半波