2022-2023学年高二物理竞赛课件：光学习题 1

光学习题课件17-1一直径为2mm的氦氖激光束射向月球表面，其波长为632.8nm。已知月球和地面的距离为3.84×108m。试求:(1)在月球上得到的光斑的直径有多大?(2)如果这激光束经扩束器扩展成直径为2m，则在月球表面上得到的光斑直径将为多大?在激光测距仪中，通常采用激光扩束器，这是为什么?返回结束解：=1.48×105(m)

dljd1.22=xfΔ=dl1.22xfΔ=×632.8×10-9=1.22×3.84×1082×10-3=d2Δx=2.96×105(m)

=d2m´2Δx´×632.8×10-9=1.22×3.84×10822×=2.96

(m)

激光束经扩束后返回结束17-2用方解石分析X射线谱，已知方解石的晶格常量为3.029×10-10m，今在43020’和40042’的掠射方向上观察到两条主最大谱线，求这两条谱线的波长。返回结束解：由题意，两条谱线均为主极大,即k=12dsinq1l1==0.415

(nm)

=2×3.029×10-10×

sin3020’2dsinq2l2==2×3.029×10-10×

sin40042’=0.393(nm)

返回结束17-3如果图中入射X射线束不是单色的，而是含有由0.095nm到0.130nm这一波带中的各种波长，晶体的晶格常量a0=0.275nm，问与图中所示晶面族相联系的衍射的X射线束是否会产生?..................450返回结束解：l1=0.13nm2ka0lsinj===0.388

(nm)

kl2×0.275×sin450k=3k=4l2=0.097nmj450=当时返回结束17-4我们比较两条单色的X射线的谱线时注意到，谱线A在与一个晶体的光滑面成300的掠射角处给出第一级反射极大，已知谱线B的波长为0.97Å，这谱线B在与同一晶体的同一光滑面成600的掠射角处，给出第三级的反射极大。试求谱线A的波长。返回结束解：=0.168

(nm)

2kdlsinj=sinj1l1k1=l2k2sinj2sinj1l1k1=l2k2sinj210.973×=sin300sin600×返回结束17-5使自然光通过两个偏振化方向成600角的偏振片，透射光强为I1。今在这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成300角，则透射光强为多少?返回结束解：设自然光光强为I0，通过第一偏振片后的光强为´cos2aI=I121=cos2600I0=I´21I0=81I0=I´21I0×=21I18=I14=cos2300I´I´´322=I14=I13=cos2300I´I´322=I13=I12.25透射光光强为：另一偏振片与前两偏振片的夹角都为300由马吕斯定律返回结束17-6如果起偏振器和检偏振器的偏振化方向之间的夹角为300

(1)假定偏振片是理想的，则非偏振光通过起偏振器和检偏振器后，其出射光强与原来光强之比是多少?(2)如果起偏振器和检偏振器分别吸收了10%的可通过光线，则出射光强与原来光强之比是多少?返回结束解：(1)设自然光光强为I0，通过第一偏振片后的光强为´cos2aI=I21=cos2300I0=I´21I0×=21322=0.375II021=cos2300=0.304=cos2300I´I(110)121=cos230