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2010-2011学年A试题答案

(共100分)
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题2分,共20分)
三.(15分)
置于空气中的凸透镜1L 和凹透镜2L 的焦距均为10cm ,2L 在1L 的右方35cm 处,在1L 左方20cm 处放一
小物,试求其像的最后位置及性质,并作出光路图。

解:由题意知,201-=s cm ,101='
f cm ,102-='f cm 由公式
'
'
1
1
1
111s s f -
=,对1L 成像,得
10
1
20
111
=
--
's 得201
='s cm 对2L ,1s '作为物对2L 成像
'
'
2
2
2
111s s f -
=,15)2035(2-=--=s cm
10
115
112
-=
--
's 得62
-='s cm 所以像最后位于2L 左侧6cm 处。

横向放大率:
4.0)16()20()
6(20221121-=-⨯--⨯='⋅'==s s s s βββ
可见,成的是缩小、倒立的虚像。

利用牛顿公式计算:10111-=-=f s x cm 由牛顿公式,得:1010
10
)(2
1
2
11
=--=
'-='x f x cm
25)201035()](35[1122-=-+-='+-+-=f x f x cm 425
10
2
2
2
22
=--=
'
-='x f x cm
得横向放大率: 4.010
410
1021-=--
-
==))((βββ
四.(12分)
杨氏双缝实验装置中,双缝相距0.5mm 接受屏距双缝1m ,点光源距双缝30cm ,它发射λ=500nm 的单色光,试求:
(1) 屏上干涉条纹的宽度;
(2) 若点光源发出的光波为500±2.5nm 范围内的准单色光,求屏上能看到的干涉极大的最高级
次;
(3) 若光源具有一定的宽度,屏上干涉条纹消失时,它的临界宽度是多少?
五. (16分)
波长为600nm 的单色光正入射到一平面透射光栅上,有两个相邻的主最大分别出现在2.0sin 1=θ和
3.0sin 2=θ处,第四级缺级。

(1)试求光栅常量;
(2)试求光栅的缝可能的最小宽度;
(3)若光以︒30角斜入射时,求在光屏上能实际观察到的最高级次;
(4)为了用此光栅分辨第二级钠光谱的双线(589nm 、589.6nm ),光栅的长度至少应取多少? 解:(1) (4分)光栅方程为 λθj d =1sin λθ)1(sin 2+=j d

2
.03.01sin sin 1
2
=
+=
j
j θθ ,2=j
故 mm
nm j d 3
10
660002
.06002sin -⨯==⨯=
=
θ
λ
即光栅常量为6mm 3
10-⨯
(2) (4分) 由第四级缺级,得 mm d b 3
10
5.14
-⨯==
即光栅上缝的最小宽度为mm 3
105.1-⨯
(3) (4分)根据平行光倾斜入射时的光栅方程
)
,2,1,0()sin (sin 0 ±±==±j j d λθ,可

λ
θθ)
sin (sin 0+=
d j 0
θ=︒30
同样,取,1sin =θ 得 j=15
即能实际观测到第14级的光谱线.
(5) (4分)根据
jN
P =∆=
λ
λ
,得 光栅缝数
491
2
10
6.0103.5899
9
=⨯⨯⨯=
⋅∆=
--j
N λλ
故光栅长度至少应取:L=Nd=491×6×10-3=2.946 mm
六.(9分)
一束汞绿光以60o
角入射到磷酸二氢钾(KDP )晶体表面,晶体的n o =1.512, n e =1.470。

设光轴与晶面平行,并垂直于入射面,试求:
(1)晶体中o 光、e 光的折射角分别是多少?
(2)用惠更斯作图法画出晶体中o 光、e 光的传播方向并标出振动方向。

此种情况下,e 光也遵从折射定律。

用折射定律求出晶体中寻常光线和非常光线的折射角, 并用惠更斯作图法求o , e 光的出射方向, 标出振动方向 七.(8分).
一块厚度为0.025mm 的方解石晶体,若认为其(n o -n e ) 对各波长均为1.658-1.486=0.172,将这块晶片插
在两个透光方向平行的偏振片之间,晶片光轴与偏振片透光方向成45度角,在400nm-700nm 波长范围内,
有哪些波长的光被阻止?
写出相消干涉条件和位相差公式:
πλ
π
ϕK d n n e o 2)(2=-=
∆ (5分)
(K=0, 1,2,3,…..)
得: m K
K
d
n n e o μλ516.0)(=-=
第3页, 共3页。

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