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波动光学答案2011

波动光学填空题56、杨氏双缝的间距为0.3mm ,双缝距离屏幕1500mm ,若第四到第七明纹距离为7.5 ,则入射光波长 =___500nm____ ;若入射光的波长 =639nm ,则相邻两明纹的间距x k+1-x k =____3.195___mm 。

57、用单色光做单缝衍射实验,若缝宽变为原来的6倍,则中央明纹区宽度是原来的____1/6____倍。

58、波长为750nm 的单色平行光,垂直照射到宽度为d 的单缝上,若衍射角为3π/12时,对应的衍射图样为第一极小,则缝宽为_____1.06µm______。

59、单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射,若屏上P 点处为第3级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为 __6___个半波带,若将单缝宽度缩小一半,P 点将是第__1__级__明__纹。

60、单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射,若屏上P 点处为第3级明纹,则单缝处波面相应地可划分为 _____个半波带,若将单缝宽度缩小一半,P 点将是第____级____纹。

61、一束强度为I 0的自然光垂直穿过两个叠合在一起、偏振化方向成45゜角的理想偏振片,则透射光强为____1/4____I 062、光的干涉和衍射现象反映了光的___波动_____性质.光的偏振现象说明光波是______横___波.63、单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射,若屏上P 点处为第2级明纹,则单缝处波面相应地可划分为 _____个半波带,若将单缝宽度缩小一半,P 点将是第____级____纹。

64、单色光在折射率为n=1.4的介质中传播的几何路程长度为30m ,则相当于该光在真空中传播的路程长度为____42m_____。

65、波长为λ=532nm 的单色光垂直照射到宽度为d 的单缝上,若对应第二级暗纹的衍射角θ=30°。

则缝宽d __2128______nm 。

66、光的_ 干涉____和_ 衍射____现象表明光具有波动性质,光的__偏振_____现象说明光波是横波。

67、一束自然光由空气斜入射到折射率为n 的均匀平板玻璃表面,当入射角i 满足_i tan _____=n 时,反射光将具有完全偏振性。

68、光从光疏媒质射向光密媒质时,反射光的半波损失对应的附加光程为__λ/2__,对应的附加位相为____π__.69、一束自然光通过两个偏振片,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___2212cos cos αα______。

70、已知玻璃的折射率为 ,在其上面镀一层氟化镁(MgF 2)薄膜(n =1.38),放在空气中,白光垂直照射到膜的表面,欲使反射光中波长为550nm 的光相消,此膜的最小厚度为___0.1µm____。

波动光学选择题79、为了使双缝干涉的条纹间距变大,可以采取的方法是:[ B ]A. 使屏靠近双缝;B. 使两缝的间距变小;C. 使两缝的宽度稍微变小;D. 改用波长较小的单色光源。

80、为了使干涉的条纹更亮,可见条纹更多,条纹拉得更开,最可取的方法是:[ B ]A. 使屏靠近光缝;B. 减小缝间距;C. 增加缝间距;D. 采用等距多缝方案81、在垂直照射的劈尖干涉实验中,当劈尖的夹角变大时,干涉条纹将[ B ]。

A. 远离劈棱方向移动;B. 向劈棱方向移动;C. 相邻条纹间的距离将变宽;D. 条纹位置和间距不变.82、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的媒质中,由a 点传到b 点相位改变了π,则对应的光程为[ D ]A. λ;B. λ/2;C. λn /2;D. λ/2n83、光波从光疏媒质垂直入射到光密媒质,当它在界面反射时,其[ C ]。

A.相位不变B.频率增大C.产生附加光程λ/2D.频率减小84、用波长连续改变的单色光垂直照射劈尖,如果波长逐渐减小,则干涉条纹变化情况为[ B ]A. 明纹间距变小,并向劈尖增厚方向移动;B. 明纹间距变小,并向劈尖方向移动;C. 明纹间距变大,并向劈尖方向移动;D. 明纹间距变大,并向劈尖增厚方向移动。

85、单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射,则 [ A ]A. 若屏上P 点处为第2级明纹,则单缝处波面相应地可划分为 5个半波带B.若将单缝宽度加倍,P 点还是明纹;C. 缝宽加倍,条纹宽度也加倍;D. 缝宽减半, 条纹宽度不变.86、一束自然光I 0垂直穿过两个偏振片,已知两偏振片的偏振化方向成45度角,则穿过两偏振片后的光强为:[ B ](A )4/20I ; (B )I 0 / 4 ; (C )I 0 / 2 ; (D )2/20I87、有一束平行光从真空射向折射率n = [ A ]A .当入射角大于45º时会发生全反射现象。

B .无论入射角多大,折射角都不会超过45º。

C .入射角为45º时,折射角为30º。

D .当入射角为波动光学计算题108、用λ = 400nm 的光垂直入射到楔形薄透明片(劈尖)上,形成等厚条纹,已知膜片的折射率为n=1.4,等厚条纹相邻纹间距为5.0mm ,求楔形面间的夹角. 解:n k n k n e e l k k 22)1(2sin 1λλλθ=-+=-=+ 51088.20.54.124002sin -⨯=⨯⨯==mmnm nl λθ 51088.2arcsin -⨯=θ109、一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上,油膜覆盖在玻璃板上.油的折射率为1.30,玻璃的折射率为1.50,若单色光的波长可由光源连续可调,可观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失.试求油膜层的厚度. 解: 油膜上、下两表面反射光的光程差为ne 2,由反射相消条件有λλ)21(2)12(2+=+=k k k ne ),2,1,0(⋅⋅⋅=k ① 当50001=λo A 时,有2500)21(21111+=+=λλk k ne ② 当70002=λo A 时,有3500)21(22222+=+=λλk k ne ③ 因12λλ>,所以12k k <;又因为1λ与2λ之间不存在3λ满足 33)21(2λ+=k ne 式 即不存在 132k k k <<的情形,所以2k 、1k 应为连续整数,即 112-=k k ④由②、③、④式可得:51)1(75171000121221+-=+=+=k k k k λλ 得 31=k 2112=-=k k可由②式求得油膜的厚度为67312250011=+=nk e λo A 110、如图所示,波长为680nm 的平行光垂直照射到L =0.12m 长的两块玻璃片上,两玻璃片一边相互接触,另一边被直径d =0.048mm 的细钢丝隔开.求:(1)两玻璃片间的夹角θ(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少?(3)相邻两暗条纹的间距是多少?(4)在这0.12 m 内呈现多少条明条纹?解: (1)由图知,d L =θsin ,即d L =θ故 43100.41012.0048.0-⨯=⨯==L d θ(弧度) (2)相邻两明条纹空气膜厚度差为7104.32-⨯==∆λe m(3)相邻两暗纹间距641010850100.421068002---⨯=⨯⨯⨯==θλl m 85.0= mm (4)141≈=∆lL N 条 111、在杨氏双缝实验中,双缝间距d =0.20mm ,缝屏间距D =1.0m ,试求:(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ,计算此单色光的波长;(2)相邻两明条纹间的距离.解: (1)由λk d D x =明知,λ22.01010.63⨯⨯=, ∴ 3106.0-⨯=λmm oA 6000= (2) 3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 112、把金属丝放到两块叠合的玻璃片一端,构成一空气劈尖,从劈棱到金属丝顶的长度为2.888cm ,以波长为589.3nm 的单色光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,相邻条纹间距为1.432×10-2cm 。

求(1)劈棱处是明纹还是暗纹?(2)玻璃片从劈棱到金属丝之间所呈现的暗条纹数目;(3)金属丝的直径D 。

解:(1)暗纹条件2)12(22λλ+=+=∆k e 劈棱处为暗纹。

(2)20010432.1888.22=⨯=-cmcm l L 暗条纹数目100。

(3)2sin λθ=l L D =≈θθtan sin m cmcm nm l L D 5210893.510432.12888.23.5892--⨯=⨯⨯⨯==λ 113、在杨氏双缝干涉实验中,设两缝间的距离:d =0.02cm,屏与缝之间距离D =100cm ,试求:(1)以波长为589nm 的单色光照射,第10级明条纹离开中央明条纹的距离;(2)第10级干涉明条纹的宽度;(3)以白色光照射时,屏幕上出现彩色干涉条纹,求第2级光谱的宽度;(4)若把此双缝实验装置放到水中进行,则屏幕上干涉条纹如何变化?(5)在S 1光路中放上厚为l =3.0cm ,折射率为n 的很薄的透明云母片,观察到屏幕上条纹移过20条,则云母片折射率为多少?(空气折射率n 0=1)(1)mm nm cm cm d D kx 45.2958902.010010=⨯⨯==λ (2)mm dD x 945.2==∆λ (3)白光(波长400--760nm ),第2级光谱宽度mm nm nm cmcm d D k x 6.3)400760(02.01002)(21=-⨯⨯=-=∆λλ (4)干涉条纹间距变小。

(5))(12nl l r r +--=∆ λk l n r r =-=-)1(12 00039.10.35892011=⨯+=+=cm nm l k n λ 114、用钠灯光源(λ=589.3nm )观察牛顿环,看到第k 条暗环的半径r k =4mm ,第k +5条暗环半径r k+5=6mm ,求所用平凸透镜的曲率半径R 。

解:m nmmm r r m r r R k k k m k 79.63.5895)46(522222522=⨯-=-=-=++λλ 115、若用波长不同的光观察牛顿环,λ1=600nm ,λ2=450nm ,观察到用λ1时的第k 个暗环与用λ2时的第k+1个暗环重合,已知透镜的曲率半径是190cm .求用λ1时第k 个暗环的半径. 解:21)1(λλR k kR += k k 121+=λλ 3)450600(450212=-=-=nmnm k λλλ mm nm cm kR r k 85.160019031=⨯⨯==λ116、用每毫米500条栅纹的光栅,观察钠光光谱(λ=590nm )衍射。

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