第八章波动光学(一) 光的干涉答案在最后一. 选择题1. 波长为λ的单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且，则两束反射光的光程差为(A)(B)(C)(D)2. 如图示，波长为λ的单色光，垂直入射到双缝，若P点是在中央明纹上方第二次出现的明纹，则光程差为(A) 0 (B) λ(C) 3λ/2 (D) 2 λ3. 在双缝干涉实验中，屏幕上的P点处是明条纹，若将缝盖住，并在连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图示，则此时(A) P点处仍为明条纹(B) P点处为暗条纹(C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹(D) 无干涉条纹4. 双缝干涉中，若使屏上干涉条纹间距变大，可以采取(A) 使屏更靠近双缝(B) 使两缝间距变小(C) 把两个缝的宽度稍稍调窄(D) 用波长更短的单色光入射5. 波长为λ的单色光垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，薄膜放在空气中，要使反射光干涉加强，薄膜厚度至少为(A) λ /2 (B) λ /2n(C) λ /4 (D) λ /4n6. 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，若上面的平玻璃慢慢向上平移，则干涉条纹(A) 向棱边方向平移，条纹间距变小(B) 向棱边方向平移，条纹间距变大(C) 向棱边方向平移，条纹间距不变(D) 向远离棱边方向平移，条纹间距不变(E) 向远离棱边方向平移，条纹间距变小7. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，再反射光中看到干涉条纹，则在接触点处形成的圆斑为(A) 全明(B) 全暗(C) 右半边明，左半边暗(D) 右半边暗，左半边明8. 在迈克耳逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n的透明薄膜后，观察到条纹移动6条，则薄膜的厚度是(A) 3λ (B) 3λ /n(C) 3λ /(n-1) (D) 6λ /n二. 填空题9. 有两种获得相干光的基本方法，它们是__________________和___________________.10. 两同相位相干点光源、，发出波长为λ的光，A是它们连线中垂线上的一点，在与A间插入厚度为e折射率为n的薄玻璃片，两光源发出的光到达A点时光程差为______________，相位差为____________________.11. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为d，屏距双缝的间距为D（D >>d），测得中央明条纹与第三级明条纹间距为x，则入射光的波长为_____________________.12. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm，若将整个装置放入水中，干涉条纹的间距变为_________________mm.（设水的折射率为4/3）13. 波长为λ的单色光垂直照射到两块平玻璃片构成的劈尖上，测得相邻明条纹间距为l，若将劈尖夹角增大至原来的2倍，间距变为__________________.14. 用λ=600nm 的平行单色光垂直照射空气牛顿环装置时，第四级暗环对应的空气膜厚度为______________µm .三. 计算题15. 在双缝干涉实验中，两个缝分别用和的厚度相同的薄玻璃片遮着，在观察屏上原来的中央明纹处，现在为第5级明纹，若入射光的波长为nm 600，求玻璃片的厚度.16. 用白光入射到mm 25.0 d 的双缝，距缝50cm 处放置屏幕，问观察到第一级明纹彩色带有多宽？17. 一薄玻璃片，厚度为μm4.0，折射率为1.50，用白光垂直照射，问在可见光范围内，哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？18. 波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm的纸片隔开. 试问在这12cm内呈现多少条明条纹?(二) 光的衍射、偏振一. 选择题1. 光的衍射现象可以用(A) 波传播的独立性原理解释(B) 惠更斯原理解释(C) 惠更斯-菲涅耳原理解释(D) 半波带法解释2. 在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到宽为a =4 λ的单缝上，对应衍射角为30o的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为(A) 2个 (B) 4个(C) 6个 (D) 8个3. 单缝衍射中，若屏上P点满足，则该点为(A) 第二级暗纹(B) 第三级暗纹(C) 第二级明纹(D) 第三级明纹4. 利用波动光学试验可测细丝的直径，通常采用下述实验的哪种(A) 牛顿环 (B) 劈尖干涉(C) 劈尖干涉和杨氏双缝干涉 (D) 单缝衍射或衍射光栅5. 某元素的特征光谱中含有波长和的谱线，在光栅光谱中两种谱线有重叠现象，重叠处谱线的级次是(A) 2、3、4、5…(B) 2、5、8、11…(C) 2、4、6、8…(D) 3、6、9、12…6. 波长的单色光垂直入射于光栅常数的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2 (B) 3(C) 4 (D) 57. 一束光强为的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向成45o角，则穿过两个偏振片后的光强I为(A)(B)(C)(D)8. 一束光自空气斜入射至的玻璃表面时，发现没有反射光，由此可以判断(A) 入射光为完全线偏振光，入射角为(B) 入射光为完全线偏振光，入射角为(C) 入射光为任意光，入射角为(D) 入射光为任意光，入射角为二. 填空题9. 单缝衍射图样可以用非常简单的近似方法_____________________来分析，明纹最亮的是____________________.10. 在单缝衍射中，屏上第二级暗纹对应的单缝处波面可分为_________个半波带，若缝宽缩小一半，原来第二级暗纹处将是第______级_______纹.11. 在单缝夫琅和费衍射实验中，第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（）中央明纹宽度为，则蓝紫色光（）的中央明纹宽度为______________.12. 复色光中含有波长和的两种波长，在光栅衍射实验中观察到第一级主明纹更靠近中央明纹，则_______.（填“﹥”“﹤”“＝”）13. 单色光垂直入射到每毫米有1000条刻痕的光栅上，若第一级主明纹对应的衍射角为，则入射光波长为_______________.14. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向夹角由转到，转动前后透射光强度之比为________________________.15．一束平行的自然光，以60o角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振光，则透射光束的折射角为___________；玻璃的折射率为_________________.三. 计算题16. 在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长λ=600nm的单色光的第2级明纹位置重合，求这光波的波长.17．某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上，如果第一级谱线的偏角为20︒，试问入射光的波长如何？它的第二级谱线将在何处？18. 已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅，利用这个光栅可以产生多少级完整不重叠的可见光谱( ＝400～760nm)?19. 一束自然光和线偏振光的混合光，垂直通过一偏振片，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. 求入射光束中自然光和线偏振光的光强比值.第八章波动光学参考答案(一) 光的干涉一. 选择题1. ( C )2. ( D )3. ( B )4. ( B )5. ( D )6. ( C )7. ( D )8. ( C )二. 填空题9. （分波面法；分振幅法）10. （；）11. （ ）12. （ 0.75mm ） 13. （ ）14.（ 1.2 ）三. 计算题15. 在双缝干涉实验中，两个缝分别用和的厚度相同的薄玻璃片遮着，在观察屏上原来的中央明纹处，现在为第5级明纹.若入射光的波长为nm 600，求玻璃片的厚度.解: 放上玻璃后原中央明纹处的光程为对应第5级明纹16. 取白光波长范围400nm ～760nm ，用白光入射到mm 25.0 d 的双缝，距缝50cm 处放置屏幕，问观察到第一级明纹彩色带有多宽？解: 取白光波长范围400nm ～760nm ，对于波长的光波，第一级干涉明纹中心的位置为波长和的光波，第一级明纹间距为17. 一薄玻璃片，厚度为μm 4.0，折射率为1.50，用白光垂直照射，问在可见光范围内，哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？ 解：从玻璃片两表面反射的光的光程差光在反射中加强有可解得在可见光范围内，只有，相应波长为透射光的光程差光在透射中加强有可解得在可见光范围内，有和，相应波长为18. 波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm的纸片隔开. 试问在这12cm内呈现多少条明条纹?解：两玻璃片之间是一空气劈尖，相邻明纹间距为l设玻璃片长为L、纸片厚度为d则呈现明纹条数为(二) 光的衍射、偏振一. 选择题1. （ C ）2. （ B ）3. （ D ）4. （ B ）5. （ D ）6. （ B ）7. （ B ）8. （ A ）二. 填空题9. （菲涅耳半波带法；中央明纹）10. （ 4 ；第一级暗纹）11. （ 3 mm）12. （﹤）13. （ 500 nm）14. （）15．（ 30o； 1.73 ）三. 计算题16. 在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长λ=600nm的单色光的第2级明纹位置重合，求这光波的波长.解：设未知波长为，则对波长λ为的单色光有由于明纹位置重合，17．某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上，如果第一级谱线的偏角为20︒，试问入射光的波长如何？它的第二级谱线将在何处？解：光栅常数为k =1时，，由光栅方程得第二级谱线偏角，由光栅方程得18. 已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅，利用这个光栅可以产生多少级完整不重叠的可见光谱( ＝400～760nm)?解：光栅常数为设，，完整不重叠光谱条件是的k+1级主明纹对应角度大于的k级主明纹对应角度由光栅方程满足条件的，所以此光栅可产生一级完整不重叠谱线.19. 一束自然光和线偏振光的混合光，垂直通过一偏振片，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. 求入射光束中自然光和线偏振光的光强比值.解：设入射光中自然光强为，线偏光强为，通过偏振片后光强为由题意可得。