长春工业大学物理答案光光学16-20
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物理光学智慧树知到课后章节答案2023年下长春理工大学长春理工大学绪论单元测试1.光的本质是什么?()A:粒子 B:既是电磁波也是光子,具有波粒二象性 C:光子 D:电磁波答案:既是电磁波也是光子,具有波粒二象性2.光在真空中也能传输()A:对 B:错答案:对3.光在真空中的速度为3m/s。
()A:对 B:错答案:对4.弹性以太是存在的。
()A:对 B:错答案:错5.光的波动学说的典型代表()A:菲涅尔 B:麦克斯韦 C:赫兹 D:爱因斯坦答案:菲涅尔;麦克斯韦;赫兹第一章测试1.可见光对应的电磁波段频率范围约从()A: B: C:D:答案:2.介质的折射率等于()A: B: C: D:答案:3.正向传播的平面波可以写成()A: B: C: D:答案:4.发散球面波的可以写成()A: B: C: D:答案:5.会聚柱面波的可以写成()A: B: C: D:答案:6.产生球面波的光源是点光源()A:对 B:错答案:对7.水的折射率为 1.33,玻璃折射率为1.50,当光由水中射向玻璃而反射获得完全偏振光的布儒斯特角为α= 1.50/1.33 ()A:对 B:错答案:对8.1光从介质表面反射时,反射光和入射光的什么不同()A:振幅相同 B:位相相同 C:频率相同 D:强度相同答案:振幅相同;位相相同;强度相同第二章测试1.产生干涉极小值的条件是光程差等于()A:(2m+1)λ/2 B:(m+1)λ C:mλ D:2mλ答案:(2m+1)λ/22.产生干涉极小值的条件是位相差等于()A:(2m+1)π B:(m+1)π C:mπ D:2mπ答案:(m+1)π3.光在介质中的传播速度为()A: B: C: D:答案:4.产生干涉极大值的条件是位相差不等于()A:(m+1)π B:(2m+1)π C:2mπ D:mπ答案:(m+1)π;(2m+1)π;2mπ5.平面波是横波;和相互垂直;和同位相。
()A:对 B:错答案:对6.波振面(或等位相面)为平面的光波称为平面波。
专业.专注 .练习十一 机械振动(一)1.质量为0.01千克的小球与轻弹簧组成的系统的振动规律为米,)31(2cos 1.0+=t x πt 以秒记。
则该振动的周期为 1s 初周相为 2/3π,t=2秒时的周相为14/3π周相为32π/3对应的时刻t= 5s 。
2.一质点沿X 轴作谐振动,振动方程 ),)(312cos(1042SI t x ππ+⨯=-从t=0时刻起,到质点位置在x=-2cm 处,且向X 轴正方向运动的最短时间间隔为 0.5s 。
3.( 2 )设质点沿X轴作谐振动,用余弦函数表示,振幅A,t=0时,质点过x A02=-处且向正向运动,则其初周相为:(1)π4; (2)54π; (3)-54π; (4)。
3π-4.( 4 )下列几种运动哪种是谐振动:(1)小球在地面上作完全弹性的上下跳动;(2)活塞的往复运动;专业.专注.(3)细线悬一小球在水平面内作圆周运动;(4)浮于水面的匀质长方体木块受扰后作无阻尼上下浮动。
5.谐振动振动的周期为1秒,振动曲线如图11-5所示。
求:专业.专注.专业.专注.(1)谐振动的余弦表达式;解:A =0.04m ,ω=2πT =2π,φ0=-π/3所以 y =0.04cos(2πt -π/3)(2)a 、b 、c 各点的周相 及这些状态所对应的时刻。
Φa =0,Φb =π/3,Φc =π专业.专注 .6.质量为0.04千克的质点作谐振动,其运动方程为x t =-0452.sin()π米,式中t 以秒计。
求:(1)初始位置、初始速度;解:x=0.4cos(5t -π)v=dx/dt =-2sin(5t -π)a=dv/dt =-10cos(5t -π)当t =0时,x 0=-0.4m ,v 0=0(2)t=4π/3时的位移、速度、加速度;当t=4π/3时,5t -π=17/3π=6π-π/3v=m/s,a=-5m/s2x=0.2m,3(3)质点在最大位移一半处且向X轴正向运动的时刻的速度、加速度和所受的力。
光学物理试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 光的干涉现象是由于光的()。
A. 反射B. 折射C. 衍射D. 波动性答案:D2. 以下哪种现象不属于光的波动性表现?()A. 光的干涉B. 光的反射C. 光的衍射D. 光的偏振答案:B3. 光的波长越长,其频率越()。
A. 高B. 低C. 不变D. 无法确定答案:B4. 光的偏振现象说明光是()。
A. 横波B. 纵波C. 非波动性D. 无法确定5. 光速在真空中是()。
A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 299,792,458 km/sD. 300,000,000 km/s答案:B6. 光的折射定律中,入射角和折射角之间的关系是()。
A. 入射角大,折射角小B. 入射角大,折射角大C. 入射角小,折射角大D. 入射角和折射角无关答案:B7. 光的衍射现象是由于光的()。
A. 直线传播B. 波动性C. 粒子性D. 反射性答案:B8. 光的双缝干涉实验中,条纹间距与()成正比。
A. 光的波长B. 双缝间距C. 观察屏与双缝的距离D. 以上都是答案:D9. 光的色散现象是由于光的()。
B. 折射C. 衍射D. 干涉答案:B10. 光的全反射现象发生在光从()介质射向()介质时。
A. 光密,光疏B. 光疏,光密C. 光密,光密D. 光疏,光疏答案:A二、填空题(每空2分,共20分)1. 光的三原色是红、绿、______。
答案:蓝2. 光的色散现象可以通过______棱镜来观察。
答案:三3. 光的偏振现象可以通过______片来实现。
答案:偏振4. 光的干涉条纹间距可以通过改变______来改变。
答案:双缝间距5. 光的全反射临界角可以通过______定律来计算。
答案:斯涅尔6. 光的波长与频率的关系是______。
答案:反比7. 光的衍射现象可以通过______来观察。
答案:单缝8. 光的干涉条纹间距与观察屏与双缝的距离成______比。
物理选修光学试题及答案详解Prepared on 22 November 2020光学单元测试一、选择题(每小题3分,共60分)130°,则入射角等于()°°°°2.红光和紫光相比,()A.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较大B.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较大C.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较小D.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较小3.一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图所示。
设玻璃对a、b的折射率分别为n a和n b,a、b在玻璃中的传播速度分别为v a和v b,则()A.n a>n b B.n a<n b C.v a>v b D.v a<v b4.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2。
用n1、n 2分别表示水对两单色光的折射率,v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度()A . n l<n2、v1<v2<n2、v1>v2>n2、v1<v2 >n2、v1>v25.如图所示,一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O点,经折射分为a、b两束光,分别由P、Q两点射出玻璃体。
PP’、QQ’均与过O点的界面法线垂直。
设光线a、b在玻璃体内穿行所用时间分别为t a、t b,则t a: t b等于()(A)QQ’:PP’ (B)PP’:QQ’(C)OP’:OQ’ (D)OQ’:OP’6.图示为一直角棱镜的横截面,︒=∠︒=∠60,90abcbac。
一平行细光束从O 点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。
已知棱镜材料的折射率n=2,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线()A.从ab面射出B.从ac面射出C.从bc面射出,且与bc面斜交D.从bc面射出,且与bc面垂直7.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。
长春⼯业⼤学物理答案光光学16-20练习⼗六光的⼲涉(⼀)1.如图16-1所⽰,在杨⽒双缝实验中,⼊射光波长为600nm ,屏幕上的P 点为第3级明纹位置。
则双缝到达P 点的波程差为1800nm 。
在P 点叠加的两光振动的相位差为 6π。
解:λk x Dd =为明纹 2.如图16-2所⽰,在杨⽒双缝实验中,把两缝中的⼀条狭缝s 2遮住,并在两缝的垂直平分线上放⼀块平⾯反射镜。
则屏幕上的⼲涉将如何变化?镜下⽅⽆条纹,镜上⽅明暗条纹分布状况与上⼀次恰好相反。
3.( 2 )在杨⽒双缝实验中,欲使⼲涉条纹间距变宽,应怎样调整:(1)增加双缝的间距;(2)增加⼊射光的波长;(3)减⼩双缝⾄光屏之间的距离;(4)⼲涉级数K 愈⼤,则条纹愈宽。
λλdD x k x D d =?= 4.( 1 )在杨⽒双缝实验中,原来缝s 到达两缝s 1和s 2的距离是相等的,如图18-3所⽰,现将s 向下移动⼀微⼩距离,则屏幕上⼲涉条纹将如何变化:(1)⼲涉条纹向上平移;(2)⼲涉条纹向下平移;(3)⼲涉条纹不移动。
5.( 1 )在双缝装置中,⽤⼀折射率为n 的薄云母⽚覆盖其中⼀条缝,这时屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置,如果⼊射光的波长为λ,则这云母⽚的厚度为:(1)17-n λ(2)λ7(3)n λ7 (4)λ71-n1770-==-+?+=-++n e BO EO DE n CD BO EO DE CD λλ所以:有云母⽚:⽆云母⽚:6.在杨⽒双缝实验中,双缝间距为0.5毫⽶,双缝⾄屏的距离为1.0⽶,在屏上可见到两组⼲涉条纹,⼀组由波长为480nm 的光产⽣,另⼀组由波长为600nm 的光产⽣,问在屏上两组⼲涉条纹在第3级⼲涉明条纹的距离是多少?mm x mmx k nm mm x k nm k x Dd 72.060.3'3,600'88.23,480=?======时,当=时,当λλλ7.杨⽒双缝实验中,若两缝间距为0.2mm ,屏与缝间距为100cm 。
光学参考答案大全光学参考答案大全光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的科学。
它是自然科学的一个重要分支,也是应用广泛的一门学科。
在学习光学的过程中,我们经常会遇到各种问题和难题,需要参考答案来解决。
本文将为大家提供一份光学参考答案大全,希望能够帮助到大家。
1. 光的传播速度是多少?光在真空中的传播速度是每秒约299,792,458米,通常记作c。
这是一个常数,也是相对论的基本常量之一。
2. 什么是光的反射?光的反射是指光线从一种介质射入另一种介质时,遇到界面发生改变方向的现象。
根据反射定律,入射角等于反射角。
3. 什么是光的折射?光的折射是指光线从一种介质射入另一种介质时,由于介质密度的不同而改变方向的现象。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间满足折射定律。
4. 什么是光的干涉?光的干涉是指两束或多束光线相遇时,由于光的波动性而产生的明暗相间的干涉条纹。
干涉现象可以解释光的波动性,也是实验验证光的波动性的重要手段。
5. 什么是光的衍射?光的衍射是指光通过一个孔或者绕过一个障碍物后,发生弯曲和扩散的现象。
衍射现象是光的波动性的重要证据之一,也是一些实验的基础。
6. 光的吸收是什么意思?光的吸收是指光线穿过介质时,一部分能量被介质吸收而转化为其他形式的能量。
吸收现象是光与物质相互作用的重要表现。
7. 什么是光的色散?光的色散是指光线在通过介质时,由于介质对不同波长的光的折射率不同,导致光线分离成不同颜色的现象。
色散现象是光的波动性的重要表现之一,也是彩虹形成的原理。
8. 什么是光的偏振?光的偏振是指光线中的电矢量在空间中的方向具有一定的规律性。
光的偏振现象是光的波动性的重要表现之一,也是一些光学器件的基础原理。
9. 光的波粒二象性是什么意思?光既可以被看作是波动的电磁波,又可以被看作是由光子组成的粒子。
这种既有波动性又有粒子性的特性被称为光的波粒二象性。
10. 光学在现代科技中的应用有哪些?光学在现代科技中有广泛的应用,包括光通信、激光技术、光学显微镜、光学传感器、光学计算等。
大学物理通用教程习题解答光学1. 引言光学是物理学中非常重要的一个分支,主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
在大学物理课程中,光学是必修的内容之一。
本文将为大家提供一些习题解答,旨在帮助学习光学的同学更好地理解光学原理和应用。
2. 光的特性Q1: 什么是光的双折射现象?光的双折射现象是指光线在某些材料中传播时会发生折射率的变化,使光线被分裂成两个方向传播的分量。
这种现象通常发生在具有非中心对称晶格结构的材料中,如石英等。
Q2: 请解释光的偏振现象。
光的偏振现象是指光波中的电场矢量在特定方向上振动的现象。
光波中的电场矢量可以沿任意方向振动,如果只能在一个方向上振动,则称为线偏振光;如果在所有方向上振动,则称为非偏振光。
3. 光的传播和反射Q1: 什么是光的全反射现象?光的全反射是指光从光密介质射向光疏介质的界面时,当入射角大于临界角时,光完全被反射回光密介质,不再从界面透射到光疏介质中去。
Q2: 请解释折射定律。
折射定律描述了光从一种介质传播到另一种介质时光线的弯曲现象。
按照折射定律,入射光线、折射光线和法线所在的平面相互垂直,并且入射光线的折射角和折射光线的入射角之间满足一个简单的数学关系。
4. 光的折射和透镜Q1: 什么是凸透镜和凹透镜?凸透镜是指中央较厚、边缘较薄的透镜,可以使平行光线聚焦到一个点上;凹透镜则相反,中央较薄、边缘较厚,会使平行光线发散。
Q2: 请解释透镜的焦距。
透镜的焦距是指平行光线通过透镜后会聚或发散的距离。
对于凸透镜,焦点在透镜的正面,焦距为正值;对于凹透镜,焦点在透镜的反面,焦距为负值。
5. 干涉和衍射Q1: 什么是干涉现象?干涉现象是指当两束或多束光线相遇时,由于光波的叠加和相长干涉,产生了明暗相间的干涉条纹。
干涉班纹的形态和颜色取决于光的频率、波长、入射光线的角度等因素。
Q2: 请解释衍射现象。
衍射现象是指当光通过绕过或通过一个障碍物时,会出现光的弯曲或扩散的现象。
光学练习题一、 选择题11. 如图所示,用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1<n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3(B) 123n n -λ(C) λ2(D)122n n -λ17. 如图所示,在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1>d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小(B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动(D) 整个条纹向下移动18. 如图所示,在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大(B) 整个干涉条纹将向上移动 (C) 条纹间距减小(D) 整个干涉条纹将向下移动26. 如图(a)所示,一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖,用波长λ=500nm(1nm = 10-9m)的单色光垂直照射.看到的反射光的干涉条纹如图(b)所示.有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切.则工件的上表面缺陷是[ ] (A) 不平处为凸起纹,最大高度为500 nm(B) 不平处为凸起纹,最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽,最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽,最大深度为250 nm43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于[ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大(C) 光是有颜色的(D) 光的波长比声波小得多53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微平移,则[ ] (A) 衍射条纹移动,条纹宽度不变(B) 衍射条纹移动,条纹宽度变动 (C) 衍射条纹中心不动,条纹变宽 (D) 衍射条纹不动,条纹宽度不变KS1L 2L xaEf54. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝宽度 a 稍稍变宽,同时使单缝沿x 轴正向作微小移动,则屏幕E 的中央衍射条纹将 [ ] (A) 变窄,同时上移(B) 变窄,同时下移 (C) 变窄,不移动 (D) 变宽,同时上移55. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝宽度a 稍稍变窄,同时使汇聚透镜L 2沿x 轴正方向作微小移动,则屏幕E 上的中央衍射条纹将[ ] (A) 变宽,同时上移(B) 变宽,同时下移 (C) 变宽,不移动 (D) 变窄,同时上移56. 一衍射光栅由宽300 nm 、中心间距为900 nm 的缝构成, 当波长为600 nm 的光垂直照射时, 屏幕上最多能观察到的亮条纹数为[ ] (A) 2条 (B) 3条 (C) 4条 (D) 5条57. 白光垂直照射到每厘米有5000条刻痕的光栅上, 若在衍射角ϕ = 30°处能看到某一波长的光谱线, 则该光谱线所属的级次为 [ ] (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 483. 如图所示,起偏器A 与检偏器B 的偏振化方向相互垂直,偏振片C 位于A 、B 中间且与A 、B 平行,其偏振化方向与A 的偏振化方向成30°夹角. 当强度为I 的自然光垂直射向A 片时,最后的出射光强为 [ ] (A) 0(B)2I (C)8I(D) 以上答案都不对84. 如图所示,一束光强为I 0的自然光相继通过三块偏振片P 1、P 2、P 3后,其出射光的强度为8I I =.已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直.若以入射光线为轴转动P 2, 问至少要转过多少角度才能出射光的光强度为零?[ ] (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90°IACI1P 32P86. 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动时, 投射光强度发生的变化为 [ ] (A) 光强单调增加(B) 光强先增加,后又减小至零 (C) 光强先增加,后减小,再增加(D) 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零1. 在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气和在玻璃中[ ] (A) 传播的路程相等,走过的光程相等 (B) 传播的路程相等,走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等,走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等,走过的光程不相2. 真空中波长为的单色光, 在折射率为n 的均匀透明介质中从a 点沿某一路径传到b点.若a 、b 两点的相位差为π3,则此路径的长度为[ ] (A)n23λ (B)nλ3 (C)λ23 (D)λn 23 3. 相干光波的条件是振动频率相同、相位相同或相位差恒定以及[ ] (A) 传播方向相同 (B) 振幅相同 (C) 振动方向相同 (D) 位置相同4. 如图所示,有两个几何形状完全相同的劈形膜:一个由空气中的玻璃形成玻璃劈形膜; 一个由玻璃中的空气形成空劈形膜.当用相同的单色光分别垂直照射它们时, 从入射光方向观察到干涉条纹间距较大的是[ ] (A) 玻璃劈形膜(B) 空气劈形膜(C) 两劈形膜干涉条纹间距相同 (D) 已知条件不够, 难以判定5. 用波长可以连续改变的单色光垂直照射一劈形膜, 如果波长逐渐变小, 干涉条纹的变化情况为[ ](A) 明纹间距逐渐减小, 并背离劈棱移动 (B) 明纹间距逐渐变小, 并向劈棱移动 (C) 明纹间距逐渐变大, 并向劈棱移动 (D) 明纹间距逐渐变大, 并背向劈棱移动 6. 牛顿环实验中, 透射光的干涉情况是[ ] (A) 中心暗斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 (B) 中心暗斑, 条纹为内疏外密的同心圆环 (C) 中心亮斑, 条纹为内密外疏的同心圆环 (D) 中心亮斑, 条纹为内疏外密的同心圆环7. 若用波长为的单色光照射迈克耳孙干涉仪, 并在迈克耳孙干涉仪的一条光路中放入一厚度为l 、折射率为n 的透明薄片, 则可观察到某处的干涉条纹移动的条数为[ ](A)λln )1(4- (B)λln(C)λln )1(2- (D)λln )1(-8. 如图12-1-44所示,波长为 的单色光垂直入射在缝宽为a 的单缝上, 缝后紧靠着焦距为f 的薄凸透镜, 屏置于透镜的焦平面上, 若整个实验装置浸入折射率为n 的液体中, 则在屏上出现的中央明纹宽度为[ ] (A) na f λ(B) na f λ (C)naf λ2(D)anf λ2 9. 在一光栅衍射实验中,若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多, 则在入射光波长一定的情况下, 光栅的[ ] (A) 光栅常数越小(B) 衍射图样中亮纹亮度越小 (C) 衍射图样中亮纹间距越小(D) 同级亮纹的衍射角越小10. 一束平行光垂直入射在一衍射光栅上, 当光栅常数)(b a +为下列哪种情况时(a 为每条缝的宽度, b 为不透光部分宽度) , k = 3, 6, 9, …等级次的主极大均不出现.[ ] (A) a b a 2=+ (B) a b a 3=+ (C) a b a 4=+(D) a b a 6=+11. 自然光以 60的入射角照射到不知其折射率的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) 折射光为部分线偏振光,折射角为 30 (C) 折射光为线偏振光,折射角不能确定 (D) 折射光为部分线偏振光,折射角不能确定 12. 关于光的干涉,下面说法中唯一正确的是[ ](A) 在杨氏双缝干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为2λ (B) 在劈形膜的等厚干涉图样中, 相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为2λ (C) 当空气劈形膜的下表面往下平移2λ时, 劈形膜上下表面两束反射光的光程差将增加2λ (D) 牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉二、 填空题1. 如图12-2-1所示,折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折λfaE L射率分别为1n 和3n ,已知321n n n ><,若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是2. 真空中波长 = 400 nm 的紫光在折射率为 n =1.5 的介质中从A 点传到B 点时, 光振动的相位改变了5, 该光从A 到B 所走的光程为 .4. 如图所示,在双缝干涉实验中SS 1=SS 2,用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2,通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹.已知P 点处为第三级明条纹,则S 1和S 2到P 点的光程差为 ____________.若将整个装置放于某种透明液体中,P 点为第四级明条纹,则该液体的折射率n = ____________.5. 两条狭缝相距2 mm, 离屏300 cm, 用600 nm 的光照射时, 干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm.6. 将一块很薄的云母片(n = 1.58)覆盖在杨氏双缝实验中的一条缝上,这时屏幕上的中央明纹中心被原来的第7级明纹中心占据.如果入射光的波长λ = 550 nm, 则该云母片的厚度为___________.9. 如图所示,在玻璃(折射率n 3 = 1.60)表面镀一层MgF 2(折射n 2=1.38)薄膜作为增透膜.为了使波长为500 nm 的光从空气(折射率n 1=1.00)正入射时尽可能减少反射,MgF 2膜的最小厚度应是 . 10. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm 的薄膜,若膜的折射率n 2 = 1.4 , 薄膜上面的介质折射率为n 1,薄膜下面的介质折射率为n 3,且n 1 < n 2 < n 3.则透射光中可看到的加强光的波长为 .14. 波长为λ的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上,劈尖薄膜的折射率为n ,第二级明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是 _____________. 15. 两玻璃片中夹满水(水的折射率34=n )形成一劈形膜, 用波长为λ的单色光垂直照射其上, 若要使某一条纹从明变为暗, 则需将上面一片玻璃向上平移 .22. 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M 移动0.620mm 的过程中,观察到干涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为 .23. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明介质薄片,放入后,这条光路的光程改变了 .25. 如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30=ϕ的方位上,所用的单色光波长为nm 500=λ,则单缝宽度为 .26. 一束平行光束垂直照射宽度为1.0 mm 的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 mm 的汇聚透镜.已知位于透镜焦平面处的中央明纹的宽度为2.0 mm ,则入射光波长约为 . 29 用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时,与中央明条纹旁第三个暗条纹中心相对应的半波带的数目是__________.30. 平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P 点处为第三级暗纹,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 点处将是_________级________纹.36. 一衍射光栅, 狭缝宽为a , 缝间不透明部分宽为b .当波长为600 nm 的光垂直照射时, 在某一衍射角 ϕ 处出现第二级主极大.若换为400 nm 的光垂直入射时, 则在上述衍射角 ϕ 处出现缺级, b 至少是a 的 倍.38. 已知衍射光栅主极大公式(a +b ) sin ϕ=±k λ,k =0, 1, 2, ….在k =2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差∆=_____________.40. 当自然光以58︒角从空气射入到玻璃板表面上时, 若反射光为线偏振光, 则透射光的折射角为_________.41. 一束自然光入射到空气和玻璃的分界面上, 当入射角为60︒时反射光为完全偏振光, 则此玻璃的折射率为_________.44. 一束由自然光和线偏振光组成的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束轴旋转偏振片,测得透射光强度的最大值是最小值的7倍;那么入射光束自然光和线偏振光的光强比为_____________.三、 计算题8. 用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强? 13. 图12-3-13所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好与平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400 cm .用单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm .(1) 求入射光的波长;(2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.18. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长1λ和2λ,并垂直入射于单缝上.假如1λ的第一级衍射极小与2λ的第二级衍射极小相重合,试问:(1) 这两种波长之间有何关系?(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合?19. 某种单色平行光垂直地入射在一单缝上, 单缝的宽度a = 0.15 mm .缝后放一个焦距f = 400 mm 的凸透镜,在透镜的焦平面上,测得中央明条纹两侧的两个第三级暗条纹之间的距离为8.0 mm ,求入射光的波长.30. 一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为a = 2⨯10-3 cm ,在光栅后方一焦距f = 1 m 的凸透镜.现以nm 600=λ的单色平行光垂直照射光柵,求:(1) 透光缝a 的单缝衍射中央明区条纹宽度; (2) 在透光缝a 的单缝衍射中央明纹区内主极大条数.31. 波长λ = 600nm 的单色光垂直入射到一光柵上,测得第二级主级大的衍射角为30o ,且第三级是缺级.(1) 光栅常量(a +b )等于多少?(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少?(3) 在选定了上述(a +b )和a 之后,求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次.36 两个偏振片叠在一起,欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了90°,且使出射光强尽可能大,那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向之间的夹角应如何选择?这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少?。
长春工业大学物理答案光光学16练习十六光的干涉1.如图16-1所示,在杨氏双缝实验中,入射光波长为600nm,屏幕上的P点为第3级明纹位置。
则双缝到达P点的波程差为1800nm。
在P点叠加的两光振动的相位差为6π 。
dx?k?为明纹解:D2.如图16-2所示,在杨氏双缝实验中,把两缝中的一条狭缝s2遮住,并在两缝的垂直平分线上放一块平面反射镜。
则屏幕上的干涉将如何变化?镜下方无条纹,镜上方明暗条纹分布状况与上一次恰好相反。
3.在杨氏双缝实验中,欲使干涉条纹间距变宽,应怎样调整:增加双缝的间距;增加入射光的波长;减小双缝至光屏之间的距离;干涉级数K愈大,则条纹愈宽。
dx?k?D?x?D? d4.在杨氏双缝实验中,原来缝s到达两缝s1和s2的距离是相等的,如图18-3所示,现将s向下移动一微小距离,则屏幕上干涉条纹将如何变化:干涉条纹向上平移;干涉条纹向下平移;干涉条纹不移动。
1 5.在双缝装置中,用一折射率为n的薄云母片覆盖其中一条缝,这时屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置,如果入射光的波长为?,则这云母片的厚度为:7?7?n?1? 7? n?1n7 无云母片:CD?DE?EO?BO?0有云母片:CD?n?DE?EO?BO?7? 所以:e?7?n?1 6.在杨氏双缝实验中,双缝间距为毫米,双缝至屏的距离为米,在屏上可见到两组干涉条纹,一组波长为480nm的光产生,另一组波长为600nm的光产生,问在屏上两组干涉条纹在第3级干涉明条纹的距离是多少?dx?k?D当??480nm,k?3时,x=当?’?600nm,k?3时,x’=?x? 7.杨氏双缝实验中,若两缝间距为,屏与缝间距为100cm。
从第一明纹到同侧第四明纹之间的距离为,求单色光的波长;若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹之间的距离。
d解:x?k?Dd(x4?x1)?3?????10?7mDD(2)?x????10?3m? 2 练习十七光的干涉1.空气中有一透明薄膜,其折射率为n,用波长为?的平行单色光垂直照射该薄膜,欲使反射光得到加强,薄膜的最小厚度应为?/4n,为使透射光得到加强,薄膜的最小厚度应为?/2n。
第一章1.本MOOC课程的主要内容是物理光学实验和部分实验的虚拟仿真及分析。
()答案:对2.光是一种电磁波。
()答案:对3.任何物质都具有波动性。
()答案:对4.学习“物理光学”通常要关注的几个方面包括()答案:光的空间频谱与空间分布;光波特性,光速(折射率);光的偏振;光的干涉和衍射;光的界面效应:菲涅尔反射系数5.迈克尔逊干涉光路也可用作光谱仪。
()答案:对6.拿起光学元件时,绝不允许触摸工作面/光学表面/镜面,而只能拿住磨砂毛面,最主要原因是()答案:光学表面会被指纹、汗液等污染甚至损坏7.下列哪一项不是激光的主要特性()。
答案:光谱较宽8.激光安全等级在哪一级或以上,使用时必须佩戴相应防护眼镜()。
答案:3级9.下列哪些项,可能是“进行激光实验中光学元件不可手持而必须固定”的原因()。
答案:防止激光方向不可控,被反射照到其他同学;防止手部抖动影响后续光路方向;防止手持不稳而摔坏元件10.实验室若发生火灾,应切断总电源后,返回实验室抢救贵重仪器设备()。
答案:错第二章1.在F-P干涉仪测量低压钠灯波长差的实验中,低压钠灯的灯管与光阑面共轭;若在低压钠灯前面加入毛玻璃,那么光阑需要往哪个方向移动才能与低压钠灯再次共轭?()答案:沿光轴往远离低压钠灯的方向移动2.在迈克尔逊实验中,出现或消失一个等倾圆环表示光程差变化:()答案:1个波长3.在迈克尔逊干涉仪上观察白光干涉图案,程差从0逐渐增大,将出现:()答案:随着程差增大条纹颜色依次为:白色、黄色、红色、紫色、红色……4.请将单纵模激光器、氦氖激光器、荧光灯、白炽灯这4种光源的相干长度由短到长排列:()答案:白炽灯,荧光灯,氦氖激光器,单纵模激光器5.在以下的4种仪器中,哪些仪器采用分振幅法干涉?()答案:平行平板横向剪切干涉仪;斐索共路干涉仪;泰曼-格林干涉仪;迈克尔逊干涉仪6.以下哪些检测方法或现象是基于干涉的原理?()答案:泡泡机吹出来的彩色肥皂泡;光学车间靠样板检测透镜表面;雨天地上的彩色油膜7.观看视频后可以得出结论,在干涉实验中所使用的干涉仪都采用了分振幅法来对光波进行分离。
光学习题和解答习题十六16.1 从一狭缝透出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm 远的幕上,若此两狭缝相距为0.20mm ,幕上所产生干涉条纹中两相邻亮线间距离为 3.60mm ,则此单色光的波长以mm 为单位,其数值为(A) 41050.5-⨯; (B) 41000.6-⨯; (C) 41020.6-⨯; (D) 41085.4-⨯。
答案:(B)16.2 用波长为650nm 之红色光作杨氏双缝干涉实验,已知狭缝相距410-m ,从屏幕上量得相邻亮条纹间距为1cm ,如狭缝到屏幕间距以m 为单位,则其大小为(A) 2; (B) 1.5; (C) 3.2; (D) 1.8。
答案:(B)16.3 波长λ为4106-⨯mm 单色光垂直地照到尖角α很小、折射率n 为1.5的玻璃尖劈上。
在长度l 为1cm 内可观察到10条干涉条纹,则玻璃尖劈的尖角α为(A) 24''; (B) 4.42''; (C) 3.40''; (D) 2.41''。
答案:(D)16.4 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上,覆盖着一层折射率为1.25的丙酮薄膜。
当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时,发现波长为6000nm 的光产生相消干涉。
而700nm 波长的光产生相长干涉,若此丙酮薄膜厚度是用nm 为计量单位,则为(A) 840; (B) 900; (C) 800; (D) 720。
答案:(A)16.5 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时,则第十个亮环的直径由1.40cm 变为1.27cm ,故这种液体的折射率为(A) 1.32; (B) 1.10; (C) 1.21; (D) 1.43。
参考答案:(C)16.6 借助于玻璃表面上所涂的折射率为n=1.38的2MgF 透明薄膜,可以减少折射率为60.1='n 的玻璃表面的反射,若波长为50000A 的单色光垂直入射时,为了实现最小的反射,问此透明薄膜的厚度至少为多少0A(A) 50; (B) 300; (C) 906; (D)2500; (E) 10500。
一、 选择题1、在相同时间内,一束波长为λ的单色光在空中和在玻璃中,正确的是 [ ]A 、 传播的路程相等,走过的光程相等;B 、 传播的路程相等,走过的光程不相等;C 、 传播的路程不相等,走过的光程相等;D 、 传播的路程不相等,走过的光程不相等。
2. 如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n1<n2>n3,λ为入射光在真空中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ]A .λπe n 22 ; B. πλπ+e n 22 ;C .πλπ+e n 24; D. 2/42πλπ+e n 。
3. 在双缝干涉实验中,屏幕E 上的P 点是明条纹。
若将2S 缝盖住,并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M ,如图所示,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、用白光源进行双缝实验,若用一纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则 [ ]A .干涉条纹的宽度将发生变化;B. 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹;C .干涉条纹的位置和宽度、亮度均发生变化;D .不发生干涉条纹。
5、有下列说法:其中正确的是 [ ]A 、从一个单色光源所发射的同一波面上任意选取的两点光源均为相干光源;B 、从同一单色光源所发射的任意两束光,可视为两相干光束;C 、只要是频率相同的两独立光源都可视为相干光源;D 、两相干光源发出的光波在空间任意位置相遇都会产生干涉现象。
6、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径到B 3n 2n1n点,路径的长度为 L , A 、B 两点光振动位相差记为Δφ,则 [ ](A ) L =3λ/(2n ),Δφ = 3π; ( B ) L = 3λ/(2n ),Δφ = 3n π;(C ) L = 3n λ/2 , Δφ = 3π; ( D ) L = 3n λ/2 ,Δφ = 3n π。
大学物理光学试题及答案!考试必过1 光从光疏介质射入光密介质,在光密介质中 A 光的传播速率变大; B 折射角比入射角大; C 光的振动频率变快; D 光的波长变小。
下面有几种说法,正确的说法是 A 有相同的振幅就有相同的光强; B 振幅较大者其光强较大; C 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,空气中的较强; D 二光波分别在水中,空气中传播,其振幅相等,但光强不等,水中的较强。
光在真空中传播速率与 A 波长有关; B 频率有关; C 光源的速率有关; D 观察者的速率有关; E 与上述各因素均无关。
波长为550nm 的黄光,从空气射入水中,在水中给人眼的色感为 A 青蓝色; B 红色; C 黄色; D 不能判定。
空气中振幅为A的光强是水中折射率为34振幅也为A的光强的倍数为 A 1; B34; C43; D916; E169。
一束白光从空气射入玻璃,当光在玻璃中传播时,下列说法正确的是:2 A 紫光的速率比红光小; B 红光的频率比紫光大; C 在玻璃中红光的偏向角比紫光小; D 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同。
可见光的波长范围在,,,,,,,,,,之间相应的频率范围是,,, ,,,,,,Hz。
真空中波长为l 的单色光射入折射率为n 的介质中,该光在这介质中的频率为 ,,,,,,,波长为,,,,,,光速为,,,,,。
太阳与地球之间的距离为km 8 10 5 . 1 × ,光由太阳到达地球所需要的时间为____________________秒。
1050 钠黄光的频率为Hz 14 10 1 . 5 × 它以0 45 入射角由空气射入玻璃后,折射角为1050 0 30 ,问该光在玻璃中的传播速率和波长各为多少,相对空气中的波长改变了1050 多少, 在下列几种说法中正确的说法是: A 相等光程的几何距离必然相等; B 光行进相同的光程经历的时间必然相等;C 几何距离大的其光程必然较大;D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离。
光学物理复试题及答案解析光学物理是一门研究光的性质、行为以及与物质相互作用的学科。
本试题旨在测试学生对光学物理基础知识的掌握程度以及应用这些知识解决问题的能力。
一、选择题(每题2分,共20分)1. 光在真空中的速度是多少?A. 299,792 km/sB. 299,792 km/hC. 3.00×10^8 m/sD. 3.00×10^8 km/h2. 光的波粒二象性是由哪位科学家首次提出的?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦3. 以下哪个现象不是光的干涉现象?A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 全反射4. 光的折射定律是由哪位科学家提出的?A. 牛顿B. 斯涅尔C. 欧拉D. 费马5. 以下哪种情况下,光的传播速度会发生变化?A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气C. 光从空气进入真空D. 光在真空中传播二、简答题(每题10分,共20分)6. 解释什么是光的偏振现象,并举例说明。
7. 描述光的全反射条件及其应用。
三、计算题(每题15分,共30分)8. 假设一束光从空气射入水中,已知空气的折射率为1,水的折射率为1.33。
求光在水和空气界面上的折射角,如果入射角为30度。
9. 一束光通过一个双缝干涉装置,两个缝之间的距离为0.5毫米,观察屏距离双缝的距离为1米。
如果观察到的干涉条纹间距为1毫米,求光的波长。
四、论述题(每题30分,共30分)10. 论述光的量子理论及其在现代物理学中的应用。
答案解析:1. 正确答案:C. 3.00×10^8 m/s。
光在真空中的速度是一个基本物理常数,等于大约3.00×10^8米每秒。
2. 正确答案:B. 爱因斯坦。
爱因斯坦首次提出了光的波粒二象性,这是量子力学的基础之一。
3. 正确答案:C. 单缝衍射。
单缝衍射是光的衍射现象,而不是干涉现象。
4. 正确答案:B. 斯涅尔。
斯涅尔定律描述了光从一种介质进入另一种介质时入射角和折射角之间的关系。
练习十八 光的量子性(一)1.将星球近似看作绝对黑体,利用维恩位移定律可测量星球的表面温度,设测得北极星的m =0.25nm ,则北极星的表面温度为K 71016.1⨯,由该定律可知,当绝对黑体的温度升高时,最大单色辐出度对应的波长将向波长减小的反向移动。
K T b T m 731016.110898.2⨯=→⨯==-λ解:2.绝对黑体的辐射出射度与温度的关系是: )1067.5(84)(-⨯==σσT M t B ,设空腔小孔的面积为4cm 2,每分钟外辐射540J 的能量,则空腔的温度T=793.7K 。
K T T M t B 7.7931046054044)(=→=⨯⨯=-σ解:3.(3)下面的表述中,正确的是:(1)普朗克的能量子假说解释了光电效应的现象;(2)爱因斯坦的光量子假说解释了黑体辐射现象;(3)爱因斯坦的光量子假说解释了光电效应现象;(4)普朗克的能量子假说解释了黑体辐射的现象。
* * 普朗克的能量子假说从理论上解释了黑体辐射的半经验公式(黑体辐射的基本规律)4.(3)在光电效应中,饱和光电流的大小取决于:(1)入射光的波长;(2)光电管两极间的电势差;(3)入射光的强度;)(0νν>(4)金属的电子逸出功。
5.从金属铝中逸出一个电子需要4.2ev 的能量。
今有波长=2000埃的紫外线照射铝表面。
求:(1)光电子的初动能;(2)遏止电势差;(3)铝的红限波长。
埃解:295410954.210015.1)3(0.221)2(10211.321)1(10939.910728.62.4A 70150********=⨯==⨯===→=⨯=-=⨯===⨯==----m c Hz hA V U mv eu J A h mv J hc h JeV νλννλνε6.人眼可觉察的最小光强度约为1.0⨯10-10wm -2。
在这一光强下,每秒钟有多少个光子进入人眼。
设光的波长为5600埃,人眼瞳孔的面积是10*10-5m 2。
高考物理长春光学知识点之几何光学知识点训练含答案一、选择题1.一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光,并沿OM和ON方向射出,如图所示,已知OM和ON两束光中只有一束是单色光,则()A.OM为复色光,ON为紫光B.OM为复色光,ON为红光C.OM为紫光,ON为复色光D.OM为红光,ON为复色光2.如图所示,将等腰直角棱镜截去棱角,使截面平行于底面,制成“道威棱镜”,可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。
从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知折射角γ=30°,则A.光在玻璃中的频率比空气中的频率大B.玻璃的折射率6 nC.光在玻璃中的传播速度为2×108 m/s D.CD边不会有光线射出3.题图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出4.如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光束不与M平行)①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。
②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。
③可能在表面N发生全反射。
④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。
则上述说法正确的是( )A.①③ B.②③ C.③ D.②④5.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大6.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是().A.B.C.D.7.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是()A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角8.一束单色光由玻璃斜射向空气,下列说法正确的是A.波长一定变长 B.频率一定变小C.传播速度一定变小 D.一定发生全反射现象9.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是()A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生C.A光的频率比B光的频率高D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大10.如图所示,为观察门外情况,居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为a=8cm,孔的直径为d=6cm,孔内安装一块折射率n=1.44的玻璃,厚度可]的厚度相同,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.则A.如未装玻璃,室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106°B.装人玻璃后,室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为106°C.装人玻璃的折射率越大,室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小D.若要将视野扩大到180°,需嵌入折射率大于或等于53的玻璃11.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是A.若增大入射角i,则b光最先消失B.在该三棱镜中a光波速小于b光C.若a、b光通过同一双缝干涉装置,则屏上a光的条纹间距比b光宽D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压高12.下列现象中属于光的衍射现象的是A.光在光导纤维中传播B.马路积水油膜上呈现彩色图样C.雨后天空彩虹的形成D.泊松亮斑的形成13.下列说法正确的是()A.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中,在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光B.光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹,时而出现暗条纹C.红光的光子能量比紫光光子能量大D.只有横波才能产生干涉现象14.下列说法正确的是()A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.在LC振荡电路中,电容器刚放电完毕时,电容器极板上电量最多,电路电流最小15.如果把光导纤维聚成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端,如图所示.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了( )A.光的全反射B.光的衍射C.光的干涉D.光的折射16.如图所示,是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段,光缆总长为L,它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2.若光在空气中的传播速度近似为c,则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中,则下列判断中正确的是( )A .n 1< n 2,光通过光缆的时间等于1n L cB .n 1< n 2,光通过光缆的时间大于1n L c C .n 1> n 2,光通过光缆的时间等于1n L c D .n 1> n 2,光通过光缆的时间大于1n L c 17.如图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n =52,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线:( )A .只能从圆孤1NF 射出B .只能从圆孤1NG 射出C .可能从圆孤11G H 射出D .可能从圆孤1H M 射出18.打磨某剖面如题图所示的宝石时,必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在12θθθ<<的范围内,才能使从MN 边垂直入射的光线,在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 过后射向MN 边的情况),则下列判断正确的是( )A .若2θθ>,光线一定在OP 边发生全反射B .若2θθ>,光线会从OQ 边射出C .若1θθ<,光线会从OP 边射出D .若1θθ<,光线会在OP 边发生全反射19.如图所示,一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O ,经折射后分为两束单色光a 和b 。
第十七章 光的干涉一. 选择题1.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3π,则路径AB 的长度为:( D )A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n解: πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ=本题答案为D 。
2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其他条件不变,则干涉条纹将 ( A )A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解:条纹间距d D x /λ=∆,所以d 增大,x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ,其它条件不变(如图),则此时 ( B )A. P 处仍为明条纹B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点,从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增π,因此原来是明条纹的将变为暗条纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑,也可能是暗斑D. 无法确定 解:反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5.一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n )6.在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C )A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm解:增透膜 6.904/min ==n e λnm 选择题3图本题答案为C 。
练习十六光的干涉(一)
1.如图16-1所示,在杨氏双缝实验中,入射光波长为600nm,屏幕上的P点为第3级明纹位置。
则双缝到达P点的波程差为1800nm。
在P点叠加的两光振动的相位差为 6π 。
解:为明纹
2.如图16-2所示,在杨氏双缝实验中,把两缝中的一条狭缝s2遮住,并在两缝的垂直平分线上放一块平面反射镜。
则屏幕上的干涉将如何变化?镜下方无条纹,镜上方明暗条纹分布状况与上一次恰好相反。
3.(2)在杨氏双缝实验中,欲使干涉条纹间距变宽,应怎样调整:(1)增加双缝的间距;(2)增加入射光的波长;
(3)减小双缝至光屏之间的距离;
(4)干涉级数K愈大,则条纹愈宽。
4.(1)在杨氏双缝实验中,原来缝s到达两缝s1和s2的距离是相等的,如图18-3所示,现将s向下移动一微小距离,则屏幕上干涉条纹将如何变化:(1)干涉条纹向上平移;
(2)干涉条纹向下平移;(3)干涉条纹不移动。
5.(1)在双缝装置中,用一折射率为n的薄云母片覆盖其中一条缝,这时屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置,如果入射光的波长为,则这云母片的厚度为:
(1)(2)(3)(4)
6.在杨氏双缝实验中,双缝间距为0.5毫米,双缝至屏的距离为1.0米,在屏上可见到两组干涉条纹,一组由波长为480nm的光产生,另一组由波长为600nm的光产生,问在屏上两组干涉条纹在第3级干涉明条纹的距离是多少?
7.杨氏双缝实验中,若两缝间距为0.2mm,屏与缝间距为100cm。
(1)从第一明纹到同侧第四明纹之间的距离为7.5mm,求单色光的波长;(2)若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹之间的距离。
练习十七光的干涉(二)
1.空气中有一透明薄膜,其折射率为n,用波长为的平行单色光垂直照射该薄膜,欲使反射光得到加强,薄膜的最小厚度应为,为使透射光得到加强,薄膜的最小厚度应为。
2.空气中有一厚度为0.32m的肥皂膜(n=1.33),白光垂直入射,从上看肥皂膜呈现的颜色为黄(绿)
3. 用波长为的单色光垂直照射折射率为n2劈尖,劈尖与两侧介质的折
射率的关系是n1<n2<n3.从劈尖棱算起,第4条反射光干涉暗条纹中心处劈尖的厚度为。
4. (1)在图示劈尖装置中,相邻干涉条纹间距为l,从棱边到金属丝间的干涉条纹总数为N,若把金属丝向劈尖方向移到某一位置则有:(1)l减小,N不变;(2)l增大,N增大;
(3)l减小,N减小;(4)l增大,N减小。
5.(1 )波长为的单色光垂直入射在一薄膜上(n2=1.38),如图19-4所示,薄膜的上、下表面反射光的光程差用表示,则:
(1)上表面反射光有半波损失,=2 n2e;
(2)上表面反射光有半波损失,=2 n2e+/2;
(3)上表面反射光无半波损失,=2 n2e;
(4)上表面反射光无半波损失,=2 n2e+/2。
6.空气中有一劈尖,折射率n=1.4,尖角=10-4rad,在某一单色光垂直照射下,可测的两相邻明条纹的距离为0.25厘米,求:入射光的波长;如果劈尖长为3.5厘米,那么总共可出现多少条明条纹
解:(1)
(2)
7.空气中有一层薄膜,其折射率n=1.30,当观察方向与膜面的法线方向成30角时,可看到从油膜反射的光呈波长为500nm的绿色光。
试问:
(1)油膜的最小厚度为多少?
(2)如果从膜面的法线方向观察,则反射光的颜色如何?
练习十八光的衍射(一)
1.在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上,对应于衍射角的方向上,若单缝处波面恰好可分成5个半波带,则衍射角= π/6
解:
2.在单缝夫琅和费衍射中,除中央明纹外,其它明纹宽度为λ/a ;衍射条纹的光强随级次增大而迅速减小。
3. 在单缝衍射实验中,当缝宽为a时,屏上P点处是第三级暗纹。
若把缝宽缩小为原来的一半,则P处变为一级明纹。
4.(4)如图18-3波长为的单色光垂直照射单缝,若由单缝两缝边缘发出的光波到达屏上P、Q、R三点的光程差分别为2、2.5、3.5,比较P、Q、R三点的亮度,则有: (1)P点最亮,Q点次之,R点最暗;(2)Q、R两点亮度相同,P点最暗;(3)P、Q、R三点亮度均相同;
(4)Q点最亮,R点次之,P点最暗。
5.(2)在单缝夫琅和费衍射中,若把单缝沿垂直于透镜主光轴方向向上平移少许,则在屏上:
(1)整个衍射图样向下平移;
(2)整个衍射图样保持不变;
(3)整个衍射图样向上平移;
(4)整个衍射图样位置和相对分布均变化。
6.用波长为500 nm的单色光垂直照射在缝宽为0.25毫米的单缝上,在位于透镜焦平面的屏上,测的中央明条纹的两侧第三级暗纹之间间距为3.0毫米,试求透镜的焦距。
7.已知单缝宽a=0.6mm,会聚透镜f=40cm。
光垂直入射在屏上距中心x=1.4mm处看到某一级明纹。
求:
(1)入射光波长及此衍射明纹级数;(2)对此明纹来说,缝面被分成的半波带的个数是多少?
练习十九光的衍射(二)
1.用波长为的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上,其光栅常
数d=3m,缝宽a=1m,则在单缝衍射的中央明纹中共有 5 条谱线。
解:缺,第一次缺级应该为,所以单缝衍射的中央明纹共有5条(0、±1、±2)
2.波长=5000埃的单色平行光,以入射角30入射到1厘米上有5000条刻痕的光栅上,在透镜焦平面上的屏上可见衍射条纹最高级为 5 。
解:“衍射条纹最高级”对应光程差最大。
3.当入射的单色光波长一定时,若光栅上每单位长度的狭缝数越多,则光栅常数就越小,相邻明条纹间距越大,明纹亮度越大。
4.( 2 )一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时(a代表每条缝的宽度),K=3、6、9等级次的主极大均不出现?
(1)a+b=2a;(2)a+b=3a;
(3)a+b=4a;(4)a+b=6a。
5.(3)用波长40007600埃的白光照射衍射光栅,其衍射光谱的第2级和第3级重叠,则第3级光谱被重叠部分的波长范围是:
(1)60007600埃(2)50677600埃
(3)40005067埃(4)40006000埃
6.一衍射光栅的狭缝宽为a,不透光部分宽为b,用1=600nm的光垂直照射,在某一衍射角处,出现第二级主极大,若换用2=400nm的光,在上述衍射角处出现第一级缺级,则b为a的(2)倍。
(1)1倍;(2)2倍;(3)3倍;(4)4倍。
7.为了测定一个给定光栅的光栅常数,用氦氖激光器的红光(6328埃)垂直照射光栅做夫琅和费衍射实验,测得第一级明条纹出现在38方向,问这光栅的光栅常数是多少?1厘米内多少条缝?现用该光栅做同样实验,测定某一单色光的波长,发现第一级明条纹出现在27方向,问单色光的波长是多少?对这单色光,最多可看到第几条明条纹?
8. 波长=6000埃的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30,第三级缺级,求:
(1)光栅常数(a+b)等于多少?
(2)透光缝可能的最小宽度a等于多少?
(3)在选定了上述(a+b)和a之后,求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次?
(2)缺级为:
练习二十光的偏振
1.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表面反射时,起偏振角等于。
当光由玻璃射向水表面反射时,其起偏振角
等于。
2.要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90角,至少需要让这束光通过 2 块理想偏振片,在此情况下,透过光强最大是原来的 1/4倍。
3.自然光入射到空气和玻璃的分界面上,当入射角为60时,反射光为完全偏振光,则玻璃的折射率为,光进入玻璃时,折射角为 30O。
解:
4.(1)一自然光自空气射到一块平板玻璃上,设入射角为起偏角,则有:
(1)反射光为垂直入射面的偏振光;
(2)反射光为平行入射面的偏振光;
(3)反射光是垂直振动比平行振动强的部分偏振光;
(4)反射光是平行振动的比垂直振动强的部分偏振光
5(1)一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过偏振片。
若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强之比为:
(1)1/2 (2)1/5 (3)1/3 (4)2/3
6.使自然光通过两个偏振化方向呈60角的偏振器,透射光的强度为I1今在两个偏振器间再插入一个偏振器,它的偏振化方向与前两个偏振器的偏振化方向均成30角,则透射光强度为多大?
7. 如图22-6所示有一平面玻璃板放在水中,板面与水面夹角为,设水和玻璃的折射率分别为1.333和1.517,欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光,应是多大?
解:
8.一束自然光以某一角度入射到玻璃片上,反射光恰为线偏振光,玻璃的折射率n2=1.732。
求:
(1)折射角是多少?(2)折射光在下表面反射时,其反射光是否为完全偏振光。
解:反射光恰为线偏振光→入射角为布儒斯特角。