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光学第一章习题及答案解析

物理与机电工程学院 2011级 应用物理班姓名:罗勇 学号:016第一章 习题一、填空题:1001.光的相干条件为 两波频率相等 、相位差始终不变和 传播方向不相互垂直。

1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M 2移动时,看到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为_500nm 。

1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于折射率和__路程_的乘积 。

1089. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光同时传播到p 点,两振动的相位差为ΔΦ。

则p 点的光强I =2212122cos A A A A ϕ++∆1090. 强度分别为1I 和2I 的两相干光波迭加后的最大光强max I =12+I I 。

1091. 强度分别为I 1和I 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =。

12I I -1092. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最大光强max I =12122A A A A ++。

1093. 振幅分别为A 1和A 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =12122A A A A +-。

1094. 两束相干光叠加时,光程差为λ/2时,相位差∆Φ=π。

1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的()2j+1倍,相位差为π的()2j+1倍。

1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的2j 倍,相位差为π的2j 倍。

1097. 两相干光的振幅分别为A 1和A 2,则干涉条纹的可见度v=1221221A A A A ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭。

1098. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,则干涉条纹的可见度v=1212I I I I -+。

1099.两相干光的振幅分别为A 1和A 2,当它们的振幅都增大一倍时,干涉条纹的可见度为不变。

1100. 两相干光的强度分别为I 1和I 2,当它们的强度都增大一倍时,干涉条纹的可见度 不变。

1101. 振幅比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=45。

1102. 光强比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=13。

1103. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,屏上任意一点p 到屏中心p 点的距离为y ,则从双缝所发光波到达p 点的光程差为1104. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,波长为λ,屏上任意一点p 到屏中心p 0点的距离为y ,则从双缝所发光波到达p 点的相位差为2πλ 1105. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,波长为λ,屏上任意一点p 到对称轴与光屏的交点p 0的距离为y ,设通过每个缝的光强是I 0,则屏上任一点的光强I=()01cos I V ϕ+∆。

1106. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,入射光的强度为I 0,波长为λ,则观察屏上相邻明条纹的距离为Ddλ。

1107. 波长为600nm 的红光透射于间距为的双缝上,在距离1m 处的光屏上形成干涉条纹,则相邻明条纹的间距为__3_mm 。

1108. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d ,缝屏距为D ,屏上干涉条纹的间距为Δy 。

现将缝距减小一半,则干涉条纹的间距为2y ∆。

1109. 在杨氏双缝干涉实验中,用一薄云母片盖住实验装置的上缝,则屏上的干涉条纹要向_上移_____移动,干涉条纹的间距不变_____。

1110. 在杨氏双缝干涉实验中,得到干涉条纹的的间距为Δy ,现将该装置移入水中,(n=3/4),则此时干涉条纹的焦距为3y 4∆。

1111. 用波长为500 nm 的单色光照射杨氏双缝,入用折射率为的透明薄片覆盖下缝,发现原来第五条移至中央零级处,则该透明片的厚度为___4510cm-⨯____________。

1112. 增透膜是用氟化镁(n=)镀在玻璃表面形成的,当波长为λ的单色光从空气垂直入射到增透膜表面是,膜的最小厚度为_5.52λ____________。

1113. 在玻璃(n 0=)表面镀一层MgF 2(n=)薄膜,以增加对波长为λ的光的反射,膜的最小厚度为______2.76λ________。

1114. 在玻璃(n=)表面上镀一层ZnS (n 0=),以增加对波长为λ的光的反射,这样的膜称之为高反膜,其最小厚度为9.40λ。

1115. 单色光垂直照射由两块平板玻璃构成的空气劈,当把下面一块平板玻璃缓慢向下平移时,则干涉条纹___下移_______,明暗条纹间隔____不变_______。

1116. 波长为λ的单色光垂直照射劈角为α的劈形膜,用波长为的单色光垂直照射,则在干涉膜面上干涉条纹的间距为___2tan λα_____________。

1117. 空气中折射率为n ,劈角为α的劈形膜,用波长为λ的单色光垂直折射,则在干涉膜面上干涉条纹的间距为____2tan n λα________。

1118. 由平板玻璃和平凸透镜构成的牛顿环仪,置于空气中,用单色光垂直入射,在反射方向观察,环心是__暗的_________,在透射方向观察,环心是_____亮的_____。

1119. 通常牛顿环仪是用平凸透镜和平板玻璃接触而成,若平凸透镜的球面改为 ______圆锥_______面,则可观察到等距同心圆环。

1120. 在牛顿环中,将该装置下面的平板玻璃慢慢向下移动,则干涉条纹向环心缩小___________。

1121. 牛顿环是一组内疏外密的,明暗相间的同心圆环,暗环半径与_其干涉级的二分之一次方__________成正比。

1122. 用波长为λ的单色光产生牛顿环干涉图样,现将该装置从空气移入水中(折射率为n),则对应同一级干涉条纹的半径将是原条纹半径的____1n_________倍。

1123. 当牛顿环装置中的平凸透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,原来第10个亮环的直径由 cm变为 cm,则这种液体的折射率为。

1124. 在迈克尔逊干涉仪中,当观察到圆环形干涉条纹时,这是属于___等倾_________干涉。

1125. 在迈克尔逊干涉仪实验中,当M1和M2垂直时,可观察到一组明暗相间的同心圆环状干涉条纹,环心级次_最高_______,环缘级次_最低_______。

1126. 观察迈克尔逊干涉仪的等倾圆环形条纹,当等效空气薄膜的厚度增大时,圆环形条纹____沿法线放向外扩大_________________。

1127. 在调整迈克尔逊干涉仪的过程中,在视场中发现有条纹不断陷入,这说明等效空气膜的厚度在_______变小___________。

1128. 调整好迈克尔逊干涉仪,使M1和M2严格垂直的条件下,干涉条纹将是一组同心圆环。

当移动动镜使等效薄膜厚度连续增大,则视场中观察到干涉条纹从中心__涌出_______,条纹间距___变大____________。

1129. 调整好迈克尔逊干涉仪,使M1和M2严格垂直的条件下,干涉条纹将是一组同心圆环。

当移动动镜使等效薄膜厚度连续减小,则视场中观察到干涉条纹从中心__缩进_______,条纹间距___变小___________。

1130. 用波长为600nm的光观察迈克尔逊干涉仪的干涉条纹,移动动镜使视场中移过100个条纹,则动镜移动的距离为。

1131. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明介质片,放入后两光路的程差改变____2(n-1)d___________。

1132. 迈克尔逊干涉仪的一臂重插有一折射率为n,厚度为h的透明膜片,现将膜片取走,为了能观察到与膜片取走前完全相同级次的干涉条纹,平面镜移动的距离为___2h(n-1)__________。

二、选择题:2007.将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n的介质中,其条纹间隔是空气中的( C )(A(B(C)1n倍(D)n倍2013.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M1移动时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为( A )(A)500nm。

(B)。

(C)250nm。

(D)三个数据都不对。

2015.用单色光观察牛顿环,测得某一亮环直径为3mm,在它外边第5个亮环直径为,用平凸透镜的凸面曲率半径为,则此单色光的波长为( B )(A) nm (B)608nm (C)760nm (D)三个数据都不对2024.以波长为650nm的红光做双缝干涉实验,已知狭缝相距10-4m,从屏幕上测量到相邻两条纹的间距为1cm,则狭缝到屏幕之间的距离为多少m?( B )(A)2 (B)(C)(D)?2025.玻璃盘中的液体绕中心轴以匀角速度旋转,液体的折射率为4/3,若以波长600nm的单色光垂直入射时,即可在反射光中形成等厚干涉条纹,如果观察到中央是两条纹,第一条纹的半径为,则液体的旋转速度为多少rad/s?( B )(A)(B)(C)(D)2096,两光强均为I的相干光干涉的结果,其最大光强为(C )(A)I (B)2I (C)4I (D)8I2097,两相干光的振幅分别为A1和A2,他们的振幅增加一倍时,干涉条纹可见度( C )(A)增加一倍(B)增加1/2倍(C)不变(D)减小一半2098,两相干光的光强度分别为I1和I2,当他们的光强都增加一倍时,干涉条纹的可见度(C )(A)? 增加一倍(B)? 增加1/2 倍(C)不变(D)? 减小一半2099,两相干光的振幅分别为A1和2A1,他们的振幅都减半时,干涉条纹的可见度( C )(A)增加一倍(B)增加1/2 倍(C)不变(D)减小一半2100,两相干光的光强分别为I1和2I1,当他们的光强都减半时,干涉条纹的可见度( D )(A)减小一半(B)减为1/4 (C)增大一倍(D)不变2101,在杨氏干涉花样中心附近,其相邻条纹的间隔为( B )(A)与干涉的级次有关(B)与干涉的级次无关(C)仅与缝距有关(D)仅与缝屏距有关2102,在杨氏双缝干涉试验中,从相干光源S1和S2发出的两束光的强度都是I o,在双缝前面的光屏上的零级亮条纹的最大光强度为( D )(A)I o(B)2I o(C)3I o (D)4I o2103,在杨氏双缝干涉试验中,如果波长变长,则( A )(A)干涉条纹之间的距离变大(B)干涉条纹之间的距离变小(C)干涉条纹之间的距离不变(D)干涉条纹变红2104.在杨氏双缝干涉试验中,若将两缝的间距加倍,则干涉条纹的间距( D )(A)是原来的两倍(B)是原来的四倍(C)是原来的四分之一(D)是原来的二分之一2105,将整个杨氏试验装置(双缝后无会聚透镜),从空气移入水中,则屏幕上产生的干涉条纹( C )(A)间距不变(B)间距变大(C)间距变小(D)模糊2106,在杨氏双缝干涉试验中,若用薄玻璃片盖住上缝,干涉条纹将( A )(A)上移(B)下移(C)不动(D)变密2107,若用一张薄云母片将杨氏双缝干涉试验装置的上缝盖住,则( D )(A)条纹上移,但干涉条纹间距不变(B)条纹下移,但干涉条纹间距不变(C)条纹上移,但干涉条纹间距变小(D)条纹上移,但干涉条纹间距变大2108,用白光作杨氏干涉试验,则干涉图样为(A )(A)除了零级条纹是白色,附近为内紫外红的彩色条纹(B)各级条纹都是彩色的(C)各级条纹都是白色的(D)零级亮条纹是白色的,附近的为内红外紫的彩色条纹2109,日光照在窗户玻璃上,从玻璃上、下表面反射的光叠加,看不见干涉图样的原因是(D )(A)两侧光的频率不同(B)在相遇点两束光振动方向不同(C)在相遇点两束光的振幅相差太大(D)在相遇点的光程差太大2110,雨后滴在马路水面上的汽油薄膜呈现彩色时,油膜的厚度是( A )(A)十的-5次方(B)十的-6次方(C)十的-7次方(D)十的-8次方2111,白光垂直照射在肥皂膜上,肥皂膜呈彩色,当肥皂膜的厚度趋于零时,从反射光方向观察肥皂膜( D )(A)还是呈彩色(B)呈白色(C)呈黑色(D)透明无色2112,单色光垂直入射到两平板玻璃板所夹的空气劈尖上,当下面的玻璃板向下移动时,干涉条纹将( A )(A)干涉条纹向棱边移动,间距不变(B)干涉条纹背离棱编移动,间距不变(C)干涉条纹向棱边密集(D)干涉条纹背向棱边稀疏2113,单色光垂直入射到两块平板玻璃板所形成的空气劈尖上,当劈尖角度逐渐增大时,干涉条纹如何变化( A )(A)干涉条纹向棱边密集(B)干涉条纹背向棱边密集(C)干涉条纹向棱边稀疏(D)干涉条纹内向棱边稀疏2114,单色光垂直照射在空气劈尖上形成干涉条纹,若要使干涉条纹变宽,可以( C )(A)增大劈角(B)增大光频(C)增大入射角(D)充满介质2115,在两块光学平板之间形成空气薄膜,用单色光垂直照射,观察等厚干涉若将平板间的空气用水代替,则( A )(A)干涉条纹移向劈棱,条纹间距变小(B)干涉条纹移向劈背,条纹艰巨变小(C)干涉条纹移向劈背,条纹间距变大(D)干涉条纹移向劈棱,条纹间距变大2116,利用劈尖干涉装置可以检验工件表面的平整度,在钠光垂直照射下,观察到平行而且等距的干涉条纹,说明工作表面是(A )(A)平整的(B)有凹下的缺陷(C)有突起的缺陷(D)有缺陷但是不能确定凸凹2117.利用劈尖干涉装置可以检测工件表面的平整度,在钠光垂直照射下,观察到在平行而且等距的干涉条纹中,有局部弯曲背向棱边的条纹,说明工作表面是( B )(A)平整的(B)有凹下的缺陷(C)有突起的缺陷(D)有缺陷但是不能确定凸凹2118,在两块光学平板玻璃板形成劈形空气膜,用单色光垂直入射时,观察到平行干涉条纹,当上面的玻璃板向下移动时,干涉条纹( B )(A)向棱边移动(B)背向棱边移动(C)不动(D)向中心移动2119,在两块光学平板玻璃板形成劈形空气膜,用单色光垂直入射时,观察到平行干涉条纹,当上面的玻璃板向下移动时,干涉条纹( B )(A)向棱边移动(B)背向棱边移动(C)不动(D)向中心移动2120.用力下压牛顿环实验装置的平凸透镜时,干涉条纹将( B )(A)向中心收缩(B)向外扩散(C)不动(D)变窄?2121,在透射光中观察白光所形成的牛顿环,则零级条纹是( D )(A)暗(B)红色亮斑(C)紫色亮斑(D)白色亮斑2122,等倾干涉花样和牛顿环相比,他们的中心明暗情况是( C )(A)等倾干涉花样中心是亮的,牛顿环中心是暗的(B)等倾干涉和牛顿环干涉花样中心都是亮的(C)等倾干涉和牛顿环干涉花样的中心都是暗的(D)等倾干涉花样的中心可亮可暗,牛顿环干涉花样中心一定是暗的2123, 等倾干涉花样和牛顿环干涉花样干涉级分布是( B )(A)等倾干涉,干涉级向外递增,牛顿环干涉级向外递减(B)等倾干涉,干涉级向外递减,牛顿环干涉级向外递增(C)等倾干涉和牛顿环干涉级都是向外递增(D)等倾干涉和牛顿环干涉级都是向外递减2124,迈克尔孙干涉仪的两块平面反射镜互相垂直时,从该干涉仪中观察到的干涉图样是一组同心圆圈,他们是:( C )(A)内圈的干涉级数高于外圈的等厚干涉条纹;(B)内圈的干涉级数低于外圈的等厚干涉条纹;(C)内圈的干涉级数高于外圈的等倾干涉条纹;(D)?内圈的干涉级数低于外圈的等倾干涉条纹;2125在迈克尔孙干涉仪实验中,调整平面镜M2的像M′2与另一平面镜之间的距离d,当d增加时:( B )(A)干涉圈环不断在中心消失,且环的间距增大;(B)干涉圈环不断在中心冒出,且环的间距增大;(C)干涉圈环不断在中心消失,且环的间距减小;(D )干涉圈环不断在中心冒出,且环的间距减小;2126 在迈克尔孙的等倾干涉实验中,可以观察到环形干涉条纹,干涉仪的平面反射镜M 2由分光板所成的像为M ′2,当M ′2与干涉仪的另一块平面反射镜M 1之间的距离变小时,则:( B )(A )条纹一个一个地从中间冒出,条纹间距变小; (B )条纹一个一个地向中间陷入,条纹间距变大; (C )条纹不变,但条纹的可见度下降; (D )条纹不变,但条纹的可见度提高。

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