11第十一章波动光学

1 第十一章 波动光学

一、填空题

（一）易（基础题）

1、光学仪器的分辨率R= 。

2、若波长为625nm的单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上时，则第一级谱线的衍射角为 。

3、在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可划分为 个半波带。

4、当光由光疏介质进入光密介质时，在交界面处的反射光与入射光有相位相反的现象，这种现象我们称之为 。

5、干涉相长的条件是两列波的相位差为的 （填奇数或偶数）倍。

6、可见光要产生干涉现象必须满足的条件是：

。

7、在麦克耳逊干涉仪的一条光路中，插入一块折射率为n，厚度为d的透明薄片，插入薄片使这条光路的光程改变了 ；

8、波长为λ的单色光垂直照射在由两块平玻璃板构成的空气劈尖上，测得相邻明条纹间距为L,若将劈尖角增大至原来的2倍，则相邻条纹的间距变为 。

9、单缝衍射中狭缝愈窄，条纹间距愈 。

10、在单缝夫琅和费衍射实验中，第一级暗纹发生在衍射角300的方向上，所用单色光波长为500nm，则缝宽为 。

11、用波长为的单色光垂直照射置于空气中厚度为e的折射率为1.5的透明薄膜，两束反射光的光程差为 ；

12、光学仪器的分辨率与 和 有关，

且 越小，仪器的分辨率越高。

13、当一束自然光通过两片偏振化方向成30o的偏振片后，其出射光与入射光的光强之比为 。

第二章光现象测试题

班级 姓名

一、选择题（每小题2分，共30分）

1、（08临沂）下列有关光的现象中，正确的说法是 （ ）

A．阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射

B．光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30°

C．人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时像会变大

D．老年人通过放大镜看书，看到的字的实像

2、小明在听讲座时，想把投影在银幕上的彩色图像用照相机拍摄下来。由于会场比较暗，他使用了闪光灯，这样拍摄出来的照片 （ ）

A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了

B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了

C．色彩被闪掉了，拍到的仅有黑色的字和线条

D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物

3、如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是 （ ）

4、关于小孔成像，正确的是 （ ）

A．小孔成像实验中，小孔越大成像越清楚 B．小孔成像实验中，小孔越小像越亮

C．小孔成像实验中，小孔一定要是圆的 D．小孔成的像，一定是倒立的

5、黑板上同一个字，有的座位上的同学看得清楚，而有的座位上同学看不清楚，其原因是（ ）

A．教室光线亮度不够 B．黑板产生镜面反射造成的看不清楚

C．黑板漫反射造成的看不清楚 D．以上说法都不对

6、如图，一束光线斜射入容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程中，光斑将（

第十一章 波动光学习题

11-1 在杨氏双缝实验中，双缝间距d＝0.20 mm，缝屏间距D＝1.0 m，若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0 mm，试求：（1）入射光的波长；（2）相邻两明条纹间的距离。

解：（1）由kdDx明知， 22.01010.63 30.610mm600nm

（2）3106.02.010133dDxmm

11-2 在双缝装置中，用一很薄的云母片（n＝1.58）覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。若入射光的波长为550 nm，求此云母片的厚度。

解：设云母片厚度为e，则由云母片引起的光程差为enene)1(

按题意 7

∴610106.6158.1105500717nem6.6m

11-3 在折射率n1＝1.52的镜头表面涂有一层折射率n2＝1.38的MgF2增透膜，如果此膜适用于波长λ＝550 nm的光，问膜的最小厚度应取何值？

解：设光垂直入射增透膜，欲透射增强，则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件，即

)21(22ken),2,1,0(k

222422)21(nnknke)9961993(38.14550038.125500kkoA

令0k，得膜的最薄厚度为996oA。

11-4 白光垂直照射在空气中厚度为0.4μm的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50。试问在可见光范围内（λ= 400~700nm），哪些波长的光在反射中增强？哪些波长的光在透射中增强？

解：（1）222ndj 24 3,480nm21ndjj

（2）22(21) 22ndj 22ndj 2,600nmj；3,400nmj

11-5 白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈现什么颜色？背面呈现什么颜色？

大学物理Ⅱ习题集

1 第11章 波动光学

一. 基本要求

1. 解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差与相位差的关系。

2. 能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及等厚、等倾干涉条纹的特点（干涉加强、干涉减弱的条件及明、暗条纹的分布规律；了解迈克耳逊干涉仪的原理。

3. 了解惠更斯——菲涅耳原理；掌握分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。

4. 理解光栅衍射公式，会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。

5. 理解自然光和偏振光及偏振光的获得方法和检验方法。

6. 理解马吕斯定律和布儒斯特定律。

二. 内容提要

1. 相干光及其获得方法 能产生干涉的光称为相干光。产生光干涉的必要条件是：频率相同；振动方向相同；有恒定的相位差。

获得相干光的基本方法有两种：一种是分波阵面法（如杨氏双缝干涉、洛埃镜干涉、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等）；另一种是分振幅法（如平行波膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克耳逊干涉仪等）。

2. 光程、光程差与相位差的关系 光波在某一介质中所经历的几何路程l与介质对该光波的折射率n的乘积nl称为光波的光学路程，简称光程。若光波先后通过几种介质，其总光程为各分段光程之和。若在界面反射时有半波损失，则反射光的光程应加上或减去2。

来自同一点光源的两束相干光，经历不同的光程在某一点相遇，其相位差Δφ与光程差δ的关系为

2

其中λ为光在真空中的波长。

3. 杨氏双缝干涉 经杨氏双缝的两束相干光在某点产生干涉时有两种极端情况：一种是相位差为零或2π的整数倍，合成振幅最大—干涉加强；另一种是相位差为π的奇数倍，合成振动最弱或振幅为零——称干涉减弱或相消。其对应的光程差为

 21k 212 210

干涉减弱），，（）（干涉加强），，（kkk