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10波动光学题
波动光学
一、选择题
1.如图所示,用波长
nm的单色光做杨氏双缝实验,在光屏P处产生第五级明纹极大,现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上,此时P处变成中央明纹极大的位置,则此玻璃片厚度为()
(A)5.0×10-4cm;
(B)6.0×10-4cm;
(C)7.0×10-4cm;
(D)8.0×10-4cm。
2.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是()
(A)使屏靠近双缝;(B)使两缝的间距变小;
(C)把两个缝的宽度稍微调窄;(D)改用波长较小的单色光源。
3.如图所示,波长为
的平行单色光垂直入射在折射率为
的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e,而且
,则两束反射光在相遇点的位相差为()
(A)
;(B)
;
(C)
;(D)
。
4.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖,如图所示,单色光垂直照射,可看到等厚干涉条纹,如果将两个圆柱之间的距离
拉大,则
范围内的干涉条纹
()
(A)数目增加,间距不变;(B)数目增加,间距变小;
(C)数目不变,间距变大;(D)数目减小,间距变大。
5.在单缝衍射实验中,缝宽a=0.2mm,透镜焦距f=0.4m,入射光波长
=500nm,则在距离中央亮纹中心位置2mm处是亮纹还是暗纹?
从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带?
()
(A)亮纹,3个半波带;(B)亮纹,4个半波带;
(C)暗纹,3个半波带;(D)暗纹,4个半波带。
6.在夫琅和费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹()
(A)对应的衍射角变小;(B)对应的衍射角变大;
(C)对应的衍射角也不变;(D)光强也不变。
7.在如图所示的夫琅和费单缝衍射实验装置中,S为单缝,L为凸透镜,C为放在的焦平面处的屏。
当把单缝垂直于凸透镜光轴稍微向上平移时,屏幕上的衍射图样()
(A)向上平移;(B)向下平移;
(C)不动;(D)条纹间距变大。
8.波长为500nm的单色光垂直入射到宽为0.25mm的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,凸透镜的焦平面上放置一光屏,用以观测衍射条纹,今测得中央明条纹一侧第三个暗条纹与另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm,则凸透镜的焦距f为:
()
(A)2m;(B)1m;(C)0.5m;(D)0.2m。
9、根据惠更斯-菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的
(A)振动振幅之和。
(B)光强之和。
(C)振动振幅之和的平方。
(D)振动的相干叠加。
[]
10.波长为600nm的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm的光栅上,光栅的刻痕与缝宽相等,则光谱上呈现的全部级数为()
(A)0、±1、±2、±3、±4;(B)0、±1、±3;
(C)±1、±3;(D)0、±2、±4。
11.一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a+b)为下列那种情况时(a代表每条缝的宽度),k=3、6、9…级次的主极大均不出现?
()
(A)a+b=2a;(B)a+b=3a;(C)a+b=4a;(D)a+b=6a。
12.光栅平面、透镜均与屏幕平行。
则当入射的平行单色光从垂直与光栅平面变为斜入射时,能观察到的光谱线的最高级数k()
(A)变小;(B)变大;(C)不变;(D)无法确定。
13.自然光从空气连续射入介质A和B。
光的入射角为60°时,得到的反射光RA和RB都是完全偏振光(振动方向垂直入射面),由此可知,介质A和B的折射率之比为
()
(A)
;(B)
;(C)
;(D)
。
14.两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射时没有光线通过。
当其中一振偏片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为()
(A)光强单调增加;(B)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零
(C)光强先增加,后又减小至零;(D)光强先增加,后减小,再增加。
15.一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且两偏振片的振偏化方向成45°角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强I为()
(A)
;(B)
;(C)
;(D)
。
16.自然光以60°的入射角照射到某一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则()
(A)折射光为线偏振光,折射角为30°;
(B)折射光为部分偏振光,折射角为30°;
(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定;
(D)折射光为部分偏振光,折射角不能确定。
二、填空题
1.双缝干涉实验中,若双缝间距由
变为
,使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心,则
:
;若在其中一缝后加一透明媒质薄片,使原光线光程增加
,则此时屏中心处为第级纹。
2.在垂直照射的劈尖干涉实验中,当劈尖的夹角变大时,干涉条纹将向方向移动,相邻条纹间的距离将变。
3.在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角
,在波长
nm的单色光垂直照射下,测得干涉相邻明条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率n=___________。
4.惠更斯引入_________的概念提出了惠更斯原理,菲涅耳再用_________的思想补充了惠更斯原理,发展成了惠更斯——菲涅耳原理。
5.在单缝夫琅和费衍射中,若单缝两边缘点A、B发出的单色平行光到空间某点P的光程差为1.5
,则A、B间可分为_________个半波带,P点处为_________(填明或暗)条纹。
若光程差为2
,则A、B间可分为_________个半波带,P点处为_________(填明或暗)条纹。
6.在单缝夫琅和费衍射实验中,设第一级暗纹的衍射角很小。
若钠黄光(
=589nm)为入射光,中央明纹宽度为4.0mm;若以蓝紫光(
=442nm)为入射光,则中央明纹宽度为________mm。
7.波长为480nm的平行光垂直照射到宽为0.40mm的单缝上,单缝后面的凸透镜焦距为60cm,当单缝两边缘点A、B射向P点的两条光线在P点的相位差为π时,P点离中央明纹中心的距离等于________。
8.一束单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹。
若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第__________级和第_________级谱线。
9.为测定一个光栅的光栅常数,用波长为632.8nm的光垂直照射光栅,测得第一级主极大的衍射角为18°,则光栅常数d=_________,第二级主极大的衍射角
=_______。
10.用单色光垂直入射在一块光栅上,其光栅常数d=3m,缝宽a=1m,则在单缝衍射的中央明纹区中共有__________条(主极大)谱线。
11.用白光垂直照射光栅常数为2.0×10-4cm的光栅,则第一级光谱的张角为。
12.检验自然光、线偏振光和部分偏振光时,使被检验光入射到偏振片上,然后旋转偏振片。
若从振偏片射出的光线____________________,则入射光为自然光;若射出的光线____________________,则入射光为部分偏振光;若射出的光线_________________,则入射光为完全偏振光。
13.一束平行的自然光,以60°角入射到平玻璃表面上,若反射光是完全偏振的,则折射光束的折射角为_________;玻璃的折射率为__________。
14.在以下五个图中,左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上,最右边的一个图表示入射光是自然光。
n1、n2为两种介质的折射率,图中入射角i0=arctg(n1/n2),i≠i0。
试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线,并用点或短线把振动方向表示出来。
三、计算题
1.用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上,这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上。
如果入射光波长为550nm,试问此云母片的厚度为多少?
2.利用劈尖的等厚干涉条纹可以测得很小的角度。
今在很薄的劈尖玻璃板上,垂直地射入波长为589.3nm的钠光,相邻暗条纹间距离为5.0nm,玻璃的折射率为1.52,求此劈尖的夹角。
3.有一单缝,宽a=0.10mm,在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜,用平行绿光(
=546.0nm)垂直照射单缝,试求位于透镜焦面处屏幕上中央明纹及第二级明纹的宽度。
4.用波长
=400nm和
=700nm的混合光垂直照射单缝,在衍射图样中
的第k1级明纹中心位置恰与
的第k2级暗纹中心位置重合。
求k1和k2。
5.在复色光照射下的单缝衍射图样中,其中某一未知波长光的第三级明纹极大位置恰与波长为
=600nm光的第二级明纹极大位置重合,求这种光波的波长。
6.波长600nm的单色光垂直照射在光栅上,第二级明条纹分别出现在sin
=0.20处,第四级缺级。
试求:
⑴光栅常数(a+b)。
⑵光栅上狭缝可能的最小宽度a。
⑶按上述选定的a、b值,在光屏上可能观察到的全部级数。
7.波长为500nm的单色光,垂直入射到光栅,如果要求第一级谱线的衍射角为
,光栅每毫米应刻几条线?
如果光栅上下移动而保持光源不动,衍射角
又何变化?
8.自然光通过两个偏振化方向成60°角的偏振片后,透射光的强度为I1。
若在这两个偏振片之间插入另一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°角,则透射光强为多少?
9.自然光和线偏振光的混合光束通过一偏振片。
随着偏振片以光的传播方向为轴转动,透射光的强度也跟着改变,最强和最弱的光强之比为6:
1,那么入射光中自然光和线偏振光光强之比为多大?
10.水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.50。
当光由水中射向玻璃而反射时,起偏振角为多少?
当光由玻璃射向水而反射时,起偏振角又为多少?
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