化工工程师-公共基础-普通物理-光学

化工工程师-公共基础-普通物理-光学[单选题]1.双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用透明玻璃纸遮住双缝中的一条缝（靠近屏一侧），若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5λ，（江南博哥）则屏上原来的明纹处()。[2017、2011年真题]A.仍为明条纹B.变为暗条纹C.既非明条纹也非暗条纹D.无法确定是明纹还是暗纹正确答案：B参考解析：双缝干涉，当单色光从光源发出的光波波阵面到达离光源等距的双缝时，双缝为同一波阵面上的两点，可视为两相干波源，从双缝发出的两列波传到屏上P点，产生干涉条纹的明暗条件由光程差δ决定。两束相干光在干涉场中任一点P的光程差为：δ＝n（r2－r1），当本题中，原来的明条纹处满足光程差δ1＝k1λ，插入玻璃纸后该处光程差改变，改变量大小为δ＝2.5λ＝（2k＋1）λ/2，k＝2，所以出现暗条纹。[单选题]2.在双缝干涉实验中，光的波长600nm，双缝间距2mm，双缝与屏的间距为300cm，则屏上形成的干涉图样的相邻明条纹间距为()。[2017年真题]A.0.45mmB.0.9mmC.9mmD.4.5mm正确答案：B参考解析：相邻明（或暗）纹的间距为：Δx＝Dλ/d。式中，D为双缝与屏的间距；d为双缝间距；λ为波长。代入数据得：Δx＝Dλ/d＝（3000/2）×600×10－6mm＝0.9mm。[单选题]3.双缝干涉实验中，若在两缝后（靠近屏一侧）各覆盖一块厚度均为d，但折射率分别为n1和n2（n2＞n1）的透明薄片，则从两缝发出的光在原来中央明纹处相遇时，光程差为()。[2018年真题]A.d（n2－n1）B.2d（n2－n1）C.d（n2－1）D.d（n1－1）正确答案：A参考解析：在均匀介质中，光程可认为是在相等时间内光在真空中的路程，光程差是指光线在通过不同介质后，两段光程之间的差值。光程等于nx，x为光在介质中所经历的几何路程，故两光线的光程差δ＝n2x2－n1x1＝d（n2－n1）。[单选题]4.在单缝衍射实验中，若单缝处波面恰好被分成奇数个半波带，在相邻半波带上，任何两个对应点所发出的光在明条纹处的光程差为()。[2019年真题]A.λB.2λC.λ/2D.λ/4正确答案：C参考解析：单缝处波面半波带的数目N为N＝2asinφ/λ。无论半波带数N为奇数还是偶数，相邻任何两个对应点所发出的光的光程差均为λ/2。当N恰好为偶数时，两相邻半波带的光线在同一点处都干涉相消，该点的光强为零，是暗条纹；当N为奇数时，因相邻半波带发出的光两两干涉相消后，剩下一个半波带发出的光未被抵消，故为明条纹。[单选题]5.在双缝干涉实验中，波长为λ的单色光垂直入射到缝间距为a的双缝上，屏到双缝的距离是D，则某一条明纹与其相邻的一条暗纹的间距为()。[2012年真题]A.Dλ/aB.Dλ/（2a）C.2Dλ/aD.Dλ/（4a）正确答案：B参考解析：由双缝干涉相邻明纹（暗纹）的间距公式Δx＝Dλ/a可知，明纹与其相邻的暗纹的间距为Dλ/2a。[单选题]6.空气中用白光垂直照射一块折射率为1.50、厚度为0.4×10－6m的薄玻璃片，在可见光范围内，光在反射中被加强的光波波长是（1nm＝1×10－9m）()。[2018年真题]A.480nmB.600nmC.2400nmD.800nm正确答案：A参考解析：等倾干涉中，明纹条件为：δ＝2ndcosθ＋λ/2＝kλ，k＝1，2，……。垂直入射时，θ＝0°。可见光波长范围是400～760nm，只有k＝3时波长满足可见光范围要求，由2ndcosθ＋λ/2＝3λ，可得被加强的光波波长为480nm。[单选题]7.波长为λ的单色光垂直照射在折射率为n的劈尖薄膜上，在由反射光形成的干涉条纹中，第五级明条纹与第三级明条纹所对应的薄膜厚度差为()。[2013年真题]A.λ/（2n）B.λ/nC.λ/（5n）D.λ/（3n）正确答案：B参考解析：劈尖干涉光程差计算公式为：δ＝2necosγ＋λ/2。当光垂直入射时，γ＝0。产生明条纹条件是δ＝2kλ/2＝2ne＋λ/2，则第三级明纹3λ＝2ne1＋λ/2，第五级明纹5λ＝2ne2＋λ/2，则Δe＝λ/n。[单选题]8.有一玻璃劈尖，置于空气中，劈尖角为θ，用波长为λ的单色光垂直照射时，测得相邻明纹间距为1，若玻璃的折射率为n，则θ、λ、l与n之间的关系为()。[2011年真题]A.θ＝λn/（2l）B.θ＝l/（2nλ）C.θ＝lλ/（2n）D.θ＝λ/（2nl）正确答案：D参考解析：根据劈尖条纹公式l＝λ/（2nθ），劈尖角θ＝λ/（2nl）。[单选题]9.有一玻璃劈尖，置于空气中，劈尖角θ＝8×10－5rad（弧度），用波长λ＝589nm的单色光垂直照射此劈尖，测得相邻干涉条纹间距l＝2.4mm，此玻璃的折射率为()。[2018年真题]A.2.86B.1.53C.15.3D.28.6正确答案：B参考解析：玻璃劈尖相邻明暗条纹间距公式为：l＝λ/（2nθ）。当λ＝589nm，θ＝8×10－5rad，l＝2.4mm时，解得：n＝1.53。[单选题]10.波长为λ的单色光垂直照射到置于空气中的玻璃劈尖上，玻璃的折射率为n，观察反射光的干涉，则第三级暗条纹处的玻璃厚度为()。[2009年真题]A.3λ/（2n）B.λ/（2n）C.3λ/2D.2n/（3λ）正确答案：A参考解析：暗条纹出现的条件为：δ＝2ne＋λ/2＝（2k＋1）λ/2，k＝0，1，2，…。式中，e为玻璃厚度。第三级暗条纹，即k＝3，则2ne＋λ/2＝7λ/2，得到e＝3λ/（2n）。[单选题]11.在空气中做牛顿环实验，如图2-3-1所示，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹()。[2018、2010年真题]图2-3-1A.向右平移B.静止不动C.向外扩张D.向中心收缩正确答案：D参考解析：牛顿环的明环和暗环的半径分别为：随着平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，R逐渐减小，故明环和暗环的半径逐渐减小，可以观察到这些环状干涉条纹逐渐向中心收缩。[单选题]12.若在迈克尔逊干涉仪的可动反射镜M移动了0.620mm过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为()。[2013年真题]A.269nmB.539nmC.2690nmD.5390nm正确答案：B参考解析：由迈克尔逊干涉原理可知，当可动反射镜M移动λ/2的距离，视场中看到干涉条纹移动1条，则有公式：Δd＝ΔNλ/2。故波长为λ＝2Δd/ΔN＝2×0.620×106/2300＝539.1nm。[单选题]13.在单缝夫琅禾费衍射实验中，单缝宽度为a，所用单色光波长为λ，透镜焦距为f，则中央明条纹的半宽度为()。[2016年真题]A.fλ/aB.2fλ/aC.a/（fλ）D.2a/（fλ）正确答案：A参考解析：在单缝夫琅禾费衍射实验中若单缝宽度为a，单缝后面所加凸透镜的焦距为f，焦平面上的光波会聚点距中心位置为x时，计算中常用近似关系sinφ≈x/f，即单缝衍射明、暗条纹位置的计算公式为：在单缝衍射条纹中，相邻明（或暗）条纹的间距为：Δx＝fλ/a，通常以±1级暗纹之间所夹的宽度作为中央明条纹的宽度，故其半宽度为：Δx＝fλ/a。[单选题]14.在单缝夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可分成的半波带的数目为()。[2013年真题]A.3B.4C.5D.6正确答案：D参考解析：在单缝衍射中，光程差δ＝αsinφ＝±kλ，k＝1，2，…。若光程差为半波长的偶数倍，所有光波带的作用将成对地相互抵消，即会形成暗纹。现在k＝3，则可分成6个半波带。[单选题]15.在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到单缝上，对应衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度α等于()。[2012年真题]A.λB.1.5λC.2λD.3λ正确答案：D参考解析：根据单缝夫琅禾费衍射明纹条件αsinφ＝±（2k＋1）λ/2，k＝1，2，…。对应衍射角为30°的方向上，单缝处波面可分成3个半波带，即2k＋1＝3。由δ＝αsin30°＝±3×（λ/2），可得α＝3λ。[单选题]16.一单缝宽度a＝1×10－4m，透镜焦距f＝0.5m，若用λ＝400nm的单色平行光垂直入射，中央明纹的宽度为()。[2014、2011年真题]A.2×10－3mB.2×10－4mC.4×10－4mD.4×10－3m正确答案：D参考解析：根据单缝衍射中央明纹公式，得l0＝2fλ/a＝2×0.5×400×10－9/（1×10－4）＝4×10－3m。[单选题]17.若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数中，最好选用()。[2017年真题]A.1.0×10－1mmB.5.0×10－1mmC.1.0×10－2mmD.1.0×10－3mm正确答案：D参考解析：由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成的光学元件称为衍射光栅。一束平行单色光垂直照射在光栅上，光线经过透镜L后将在屏幕E上呈现各级衍射条纹。由光栅的衍射方程dsinθ＝mλ，要达到精确测量，必须使衍射角尽量便于观察，可见光波长范围约在0.38～0.76μm之间，1μm＝0.001mm，故应选用1.0×10－3mm。[单选题]18.波长为λ＝550nm（1nm＝10－9m）的单色光垂直入射到光栅常数d＝2×10－4cm的平面衍射光栅上，可观察到的光谱线的最大级次为()。[2012年真题]A.2B.3C.4D.5正确答案：B参考解析：由光栅公式dsinθ＝±kλ（k＝0，1，2，3，…）可知，在波长、光栅常数不变的情况下，要使k最大，sinθ必取最大，即取sinθ＝1。此时，d＝±kλ，k＝±d/λ＝2×10－4×10－2/（550×10－9）＝3.636，取整后可得最大级次为3。[单选题]19.一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角i0，则光的折射角为()。[2016年真题]A.π＋i0B.π－i0C.π/2＋i0D.π/2－i0正确答案：D参考解析：根据布儒斯特数学表达式可知，入射角i0与折射角γ的关系为：i0＋γ＝π/2。因此，光的折射角为：γ＝π/2－i0。[单选题]20.光的干涉和衍射现象反映了光的()。[2013年真题]A.偏振性质B.波动性质C.横波性质D.纵波性质正确答案：B参考解析：光具有波粒二象性，即光既具有波动特性，又具有粒子特性。光的干涉和衍射现象反映了光的波动性质。[单选题]21.一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角，则反射光为()。[2012年真题]A.自然光B.部分偏振光C.完全偏振光D.圆偏振光正确答案：C参考解析：光线以布儒斯特角入射到介质界面时，反射光为垂直入射面振动的线偏振光，也称平面偏振光或完全偏振光，折射光仍为部分偏振光。[单选题]22.一束自然光从空气投射到玻璃表面上，当折射角为30°时，反射光为完全偏振光，则此玻璃板的折射率为()。[2017年真题]A.2B.3C.D.正确答案：D参考解析：由布儒斯特定律得：tani0＝n2/n1＝n21。入射角i0与折射角γ的关系为：i0＋γ＝90°。因此，折射率为：[单选题]23.一束自然光垂直通过两块叠放在一起的偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由α1转到α2，则转动前后透射光强度之比为()。[2017年真题]A.cos2α2/cos2α1B.cosα2/cosα1C.cos2α1/cos2α2D.cosα1/cosα2正确答案：C参考解析：马吕斯定律为：I＝I0cos2α。式中，I0为入射光强；α为偏振化方向夹角。所以，转动前后透射光强度之比I1/I2＝I0cos2α1/（I0cos2α2）＝cos2α1/cos2α2。[单选题]24.两偏振片叠放在一起，欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片后振动方向转过90°，且使出射光强尽可能大，则入射光的振动方向与前后两偏振片的偏振化方向夹角分别为()。[2013年真题]A.45°和90°B.0°和90°C.30°和90°D.60°和90°正确答案：A参考解析：马吕斯定律为：若入射线偏振光的光强为I0，透过检偏器后，透射光强（不计检偏器对光的吸收）为I，则I＝I0cos2α。式中，α是线偏振光振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。由于出射光强I＝I0cos2α1cos2α2最大，则α1＝α2＝45°，I＝I0cos2α1cos2α2＝I0/4。[单选题]25.P1和P2为偏振化方向相互垂直的两个平行放置的偏振片，光强为I0的自然光垂直入射在第一个偏振片P1上，则透过P1和P2的光强分别为()。[2012年真题]A.I0/2和0B.0和I0/2C.I0和I0D.I0/2和I0/2正确答案：A参考解析：光强为I0的自然光通过第一个偏振片，变为线偏振光，而且光强为入射光强的一半I0/2；通过第二个偏振片的光强，由马吕斯定律可得：I＝（I0/2）cos2（π/2）＝0。[单选题]26.两块偏振片平行放置，光强为I0的自然光垂直入射在第一块偏振片上，若两偏振片的偏振化方向夹角为45°，则从第二块偏振片透出的光强为()。[2016年真题]A.I0/2B.I0/4C.I0/8D.正确答案：B参考解析：马吕斯定律为：I＝I0cos2α。式中，I0为入射光强；α为偏振化方向夹角。光强为I0的自然光垂直入射通过第一个偏振片，变为线偏振光，光强为入射光强的一半I0/2；通过第二个偏振片后的光强，由马吕斯定律可得：I2＝I0cos2α/2＝I0/4。[单选题]27.真空中波长为λ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（如图2-3-2所示），路径的长度为l，A、B两点光振动的相位差为Δϕ，则()。[2018年真题]图2-3-2A.l＝3λ/2，Δϕ＝3πB.l＝3λ/（2n），Δϕ＝3nπC.l＝3λ/（2n），Δϕ＝3πD.l＝3nλ/2，Δϕ＝3nπ正确答案：C参考解析：同一频率的光在折射率为n的介质中通过l的距离时引起的相位差为：∆ϕ＝（2π/λ）nl。式中，λ为该光在真空中的波长。将四个选项中A、B两点路径的长度代入可得C项正确。[单选题]28.在双缝干涉实验中，若在两缝