教程物理作业

1、选择题填空题计算题作业九 光的物理与电子2015 年 6 月 9 日1 / 34选择题填空题计算题选择题2 / 34选择题填空题计算题选择题: 03 / 34题号12345678910111213141516DABABCBBBCBCBABC选择题填空题计算题选择题: 11. 在图示三种透明材料的环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到条纹，则在接触点 P 处形成的圆斑为：(A) 全明(B) 全暗右半部明，左半部暗右半部暗，左半部明解 根据光的入射方向，左半部分在介质膜（折射率 1.62）上下表面的反射光均有半波损失，在中心点附近两束反射光同相，相长，所以是亮斑。而右半部分只在上表面有半波损失

2、，上下表面反射光反相，相消，所以是暗斑。选项 D 正确。4 / 341.521.621.62P1.751.52选择题填空题计算题选择题: 22. 在迈仪的一条光路中，放入一折射率为 n，厚度为 d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了(A) 2 (n 1) d(B) 2nd(C) 2 (n 1) d + /2(D) nd(E) (n 1) d解 原来放置薄片位置的光程为 2d（迈仪的光路是双向的，故乘以 2），加入薄片后，光程变为 2nd，所以光程改变量为 2 (n 1) d。选项 A 正确。5 / 34选择题填空题计算题选择题: 33. 如图，S1 S2 是两个相干光源，它们到 P 点的

3、距离分别为 r1 和 r2。路径 S1P 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，这两条路径的光等于t1r1S1P(A) ( 2 +rn t ( 1 +rn t2 2)1 1)n1t2n2(B) r2 + (n2 1) t2 r1 + (n1 1) t1r(C) (r2 n2t2) (r1 n1t1)2(D) n2t2 n1t1S2解 S1P 的光程为1 = r1 t1 + n1t1 = r1 + (n1 1) t12 = r2 t2 + n2t2 = r2 + (n2 1) t2S2P 的光程为

4、两者的光为2 1 = r2 + (n2 1) t2 r1 + (n1 1) t1选项 B 正确。6 / 34选择题填空题计算题选择题: 44.，波长为 的平行单色光垂射在折射率为 n2 的薄膜上，经上下两个表面反。若薄膜厚度为 e，而且 n1 n2 n3，则两束反射光在相遇点的相位射的两束光发生差为(A) 4n2e/n(B) 2n2e/(D) (2n2e/) e(C) (4n2e/) + n3解 下表面反射光与上表面反射光的光为 2n2e，由于 n1 n2 n3，光在上下表面反为 2n2e，产生的相位差为4n2e射时均没有半波损失，所以，两束反射光的光2n2e2=选项 A 正确。7 / 341

5、n2选择题填空题计算题选择题: 55. 在玻璃（折射率 n3 = 1.60）表面镀一层 MgF2（折射率 n2 = 1.38）薄膜作为增透膜。为了使波长为 500 nm 的光从空气（n1 = 1.00）正入射时尽可能少反射，MgF2 薄膜的最小厚度应是(A) 78.1 nm(B) 90.6 nm(C) 125 nm(D) 181 nm(E) 250 nm解 当反射光发生相消时，反射光的强度最小。由于 n1 n2 n3，光在上下表面均有时两束光的光为 (2k + 1) /2，设 MgF2 薄膜厚度为 h，则2n2h = (2k + 1) /2半波损失，发生相消h = (2k + 1) 4n2最小

6、厚度对应 k = 0，则500 nmh = 90.58 nm4n24 1.38选项 B 正确。8 / 34选择题填空题计算题选择题: 6两块平玻璃空气劈形膜，左边为棱边，用单色光垂向棱边方向平移，条纹间隔变小。(C) 向棱边方向平移，条纹间隔不变。射。若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则(B) 向棱边方向平移，条纹间隔变大。条纹(D) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变。(E) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。解 此情形属于等厚，由于上玻璃板是平移向上，其倾斜度不变，所以条纹间隔不变，A B E 错。在上玻璃板上升时，空气膜厚度增加，原来在离棱边远端的厚度现在处在离棱边近端的地方了，根据等厚原

7、理，相同厚度的地方条件相同，或者说，其条纹的级别相同，所以条纹向棱边平移。选项 C 正确。9 / 34选择题填空题计算题选择题: 77.，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 n3。若用波长为 的单色平行光垂直照射到该薄膜上，则从薄膜上 下两表面反射的光束（用 1 与 2 示意）的光是(A) 2n2e(B) 2n2e /2(C) 2n2e 12(B) 2n2e / (2n2)n1en3解 光在上表面反射时有半波损失，在下表面反射时无半波损失，所以选项 B 正确。注意存在半波损失时，在光程上加上或减去半个波长效果是一样的，此题

8、2n2e + /2.也可写为10 / 34n2选择题填空题计算题选择题: 88. 在双缝实验中，为使屏上的条纹间隔变大，可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝。(C) 把两个缝的宽度稍微调窄。(B) 使两缝的间隔变小。 (D) 改用波长较小的单色光源。解 双缝的光在角 方向的光为 d sin ，明纹条件为d sin = k 很小时 sin = = tan = x/D，x 为屏上 对应点与屏中心的距离，D 为双缝到屏的距离，设第 k 级明纹的位置为 xk，则dxk= kDxk = Dkd条纹间隔为D dx = xk+1 xk =选项 B 正确。11 / 34选择题填空题计算题选择题: 99. 一束

9、波长为 的单色光由空气垂射到折射率为 n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到加强，则薄膜最小的厚度为(A) /4(B) / (4n)(C) /2(D) / (2n)解 考虑到上表面反射光有半波损失，只需令下表面反射光在薄膜中的光程等于 /2 便可，于是24n2ne =e =选项 B 正确。12 / 34选择题填空题计算题选择题: 1010. 若把中，则环装置（都是用折射率为 1.52 的玻璃制成的）由空气搬入折射率为 1.33 的水条纹(A) 中心暗斑变成亮斑。 (B) 变疏。 (C) 变密。 (D) 间距不变。解 由于折射率的相对大小关系没有改变，环中心仍为暗斑，但是由于膜的折

10、射率增大，使得同等厚度的地方光程增加了（环的级别也相应增加了），所以条纹向中心靠拢，变密。选项 C 正确。13 / 34选择题填空题计算题选择题: 1111. 在双缝实验中，光的波长为 600 nm，双缝间距为 2 mm，双缝与屏的距离为300 cm。在屏上形成图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm(B) 0.9 mm(C) 1.2 mm(D) 3.1 mm解 根据第 8 题，条纹间隔为D300 102 600 109x = 9 10(m) = 0.9 mm4d2 103选项 B 正确。14 / 34选择题填空题计算题选择题: 1212.环装置，全部浸入 n = 1.60 的液体中，凸透镜，

11、平板玻璃和凸透镜可沿 OO 移动，用波长 = 500 nm 的单色光垂斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是射，从上向下观察，看到中心是一个暗(A) 156.3 nm(B) 148.8 nm(C) 78.1 nm(D) 74.4 nm(E) 0O1.60O解 由各材料的折射率的相对大小可知，在膜的上下表面的反射光均无半波损失。在中心观察到暗斑，说明下表面的反射光与上表面反射光的光的距离为 e，则为 /2，设此时凸透镜顶点距平板玻璃22ne =500e = 78.125 (nm)4n4 1.60选项 C 正确。15 / 34n = 1.68n =n = 1.58选择题填空题计算题选择题: 13

12、13. 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 = 500 nm 的单色光垂直照射。看到的反射光的条纹如图 b 所示。有些条纹弯曲的顶点恰好与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.A Bab解 根据图 a，可知空气膜厚度左薄右厚，属同一级条纹的地方膜厚度相等，由图 b 判断，在条纹向右弯曲的地方，膜的厚度变小，所以工件表面是凸起纹。工件最大凸起的地方对

13、应条纹弯曲最大，根据题给条件，弯曲最大的条纹与下一级条纹的直线部分相切，而相邻条纹上下表面反射光的光为 ，故 2h = ，h = /2 = 250 nm. 选项 B 正确。16 / 34选择题填空题计算题选择题: 1414. 把双缝实验装置放在折射率为 n 的水中，两缝间距离为 d，双缝到屏的距离为 D（D d），所用单色光在真空中的波长为 ，则屏上条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) D/ (nd)(B) nD/d(C) d/ (nD)(D) D/ (2nd)解 双缝中，两缝的光到达屏上 P 点（设对应的出射角为 ，见为 d sin 。当装置处于折射率为 n 的水中时，这个距离产生的光图 9.

14、2）时的距离差为 nd sin . 设 P 点距离屏中心的距离为 x，在 D d 的条件下，sin = x/D。明纹条件为nd sin = kndxk = kDxk = kDnd相邻明纹的间距为D ndx = xk+1 xk =选项 A 正确。17 / 34选择题填空题计算题选择题: 1515. 在环的实验装置中，曲率半径为 R 的平凸透镜与平玻璃板在中心恰好接触，它们之间充满折射率为 n 的透明介质，垂射到环装置上的平行单色光在真空中的波长为 ，则反射光形成的条纹中暗环半径 rk 的表达式为(A) rk = kR(B) r =kR/n(C) rk = knR(D) r =k/ (nR)kk解

15、 由量纲直接判断 D 错。空气介质中的环的暗环半径为 rk = kR，介质的存在使下表面反射光的光变为原来的 n 倍，同级暗纹半径将变小，所以选项 B 正确。据课件例题（第 38 页），两束反射光的光 = 2nh +为2暗环条件为22nh += (2k + 1)22nhk = khk = k2n因为 r2 = 2hR，所以 rk = 2hkR =2 k R =kR n2n18 / 34选择题填空题计算题选择题: 1616. 两块平玻璃空气劈形膜，左边为棱边，用单色光平行垂射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向做微小转动，则条纹的间隔变小，并向棱边方向平移。间隔变大，并向远离棱边方向平移。间

16、隔不变，向棱边方向平移。间隔变小，并向远离棱边的方向平移。解 由于在平移过程中，平板玻璃的倾角没有改变，条纹间隔不变，备选个。随着玻璃的上升，空气膜厚度增加，因为膜的厚度相等对应同一奖项棱边移动。选项 C 正确。只有 C D 两条件，所以条而我呢19 / 34选择题填空题计算题选择题: 1717. 两块平玻璃空气劈形膜，左边为棱边，用单色光垂射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则 条纹的(A) 间隔变小，并向棱边方向平移。 (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移。(C) 间隔不变，并向棱边方向平移。 (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移。解 当上面的平玻璃沿逆时针方向转动时

17、，玻璃板的倾角增大，横向距离上一定距离的两个点对应的空气膜厚度差变大，因而条纹将变密，间隔变小。由于棱边是不动的，所以条纹向棱边靠拢。选项 A 正确。20 / 34选择题填空题计算题填空题21 / 34选择题填空题计算题填空题: 11.，假设两个同相的相干电光源 S1 和 S2，发出波长为 的光。A 是它们连线的中垂线上的一点。若在 S1 与 A 之间厚度为 e 折射率为 n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在 A 点的相位差 =2 (n1)e 。若已知 = 500 nm，n = 1.5，A 点恰为第四级明纹中心，则 e =4000nm.eS1nAS2解 玻璃片导致的光为 (n 1) e，相应相位

18、差为2(n e 1) =(n 1) e = 2A 点为第四级明纹，说明两束光的光为 4，即 (n 1) e = 444 500= 4000 (nm)e =n 11.5 122 / 34选择题填空题计算题填空题: 22.，在双缝实验中 SS1 = SS2，用波长为 的光照射双缝 S1 和 S2，通过空气后在屏幕 E 上形成条纹。已知 P 点处为第三级明条纹，则 S1 和 S2 到 P 点的光为3。若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率n =4/3.SE解 三级明纹，相应光 = 3，若整个装置置于折射率为 n 的液体中，光此时 P 点为四级明纹，则有n = 4n3

19、= 4n = 43变为 n，23 / 34S1PS2选择题填空题计算题填空题: 33. 波长为 的平行单色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角为 ，劈形膜的折射率为 n，第三条暗纹与第六条暗纹之间的距离是 3 . 2n sin 解h如图，第三条暗纹与第六条暗纹的光为 3，即2nh = 33h =2nh3l = sin = 2n sin 24 / 34选择题填空题计算题填空题: 44. 空气中一玻璃劈形膜其一端厚度为 0，另一端厚度为 0.005 cm，折射率为 1.5. 现用波长为 600 nm 的单色平行光，沿入射角为 30 角的方向射到劈的上表面，则在劈形膜上形成的条纹数目为236.解 设膜的某

20、处厚度为 e。如图e该处两束反射光的光为（考虑上表面反射光半波损失）() e e sin r cos r2 = 2n (2e tan r) sin i += 2n 2en sin r +cos rcos r21 sin2 r= 2ne= 2ne cos r +2cos r最薄处厚度为 0，光为 /2，最厚处 e = 0.005 cm，相应光为 2 = 2ne cos r +25 / 34ir选择题填空题计算题填空题: 4两者之差除以波长为2ne cos r +2e2eNn 1 sin r =n2 (n sin r= 22 =)222e22 0.005 10=nsin2 i =1.52 (sin

21、 30 ) = 235.722 600 109共有 235 个波长间隔，总条纹数目为 235 + 1 = 236.注意此题属于等倾。26 / 34选择题填空题计算题填空题: 55. 波长为 的单色光垂直照射 =2.60e.的透明薄膜。膜厚度为 e，两束反射光的光n1 = 1.00en3 = 1.50解 上下表面的反射光均没有半波损失，所以 = 2n2e = 2.60e.27 / 34n2 = 1.30选择题填空题计算题计算题28 / 34选择题填空题计算题计算题: 11. 在 环装置的平凸透镜和平玻璃板之间充以折射率 n = 1.33 的液体（透镜和玻璃板的折射率都大于 1.33）。凸透镜曲率

22、半径为 300 cm，用波长 = 650 nm 的光垂直照射，求第 10 个暗环的半径（设凸透镜中心刚好与平板接触，中心暗斑不计入环数）。解 在膜厚度为 h 的地方，两束反射光的光为（下表面反射光有半波损失）2 = 2nh +暗纹条件22 = (2k + 1)2nh += (2k + 1)22nh = khk = k2n29 / 34选择题填空题计算题计算题: 1h从图中可以得出r = R (R h) = 2Rh h 2Rh2222k RkRk300 102 10 650 109rk =2Rhk =22n =n=1.33= 3.8 103 (m) = 0.38 cm30 / 34Rr选择题填空题计算题计算题: 22. 图示一环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是R = 400 cm。用某单色平行光垂直照射，观察反射光形成的环，测得第 5 个明环的半径是 0.3 cm。12求入射光的波长。设图中 OA = 1.00 cm，求在半径为 OA 的范围内可观察