4.光学习题课(干涉衍射习题)

光的干涉衍射试题（含答案）一、光的干涉衍射选择题1.增透膜的应用）关于光学镜头增透膜，以卞说法中正确的是（）A. 增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度B增透膜的厚度等于入射光在真空中波长町c.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的;4D. 因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色E. 涂有增透膜的镜头，进入的光线全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好2.关于下列光学现象，正确的说法是（）A. 水中蓝光的传播速度比红光快B. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射C. 在卅边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄。

3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时（）.A. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D. 屏上无任何光亮4."牛顿坏"又称“牛顿圈”，如图甲所示。

牛顿坏的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理为"薄膜干涉"。

可以用来判断透镜表面曲率半径和液体折射率等。

把牛顿坏与玻璃面接触，在口光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示。

它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关。

以下分析正确的是甲乙A. 圆坏的间距大小与球冠半径大小无关B. 球冠的半径越人，圆环的间距越小C. 若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的D. 被检测的面必须是平的5. 下列说法中正确的是oA. 光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变B. 对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同C. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现彖D. 光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象E. 光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理6. 把一个曲率半径很人的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上，让单色光从上方射入如图（甲），这时可以看到亮暗相间的同心圆如图（乙）.这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿坏，为了使同一级圆环的半径变大（例如从中心数起的第二道圆坏），则应（）人射光MHIH（甲）（乙、A. 将凸透镜的曲率半径变人B. 将凸透镜的曲率半径变小C. 改用波长更长的单色光照射D. 改用波长更短的单色光照射7. 图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，卞列说法正确的是一。

第13章 光的干涉与衍射训练题（含答案）一、选择题1. 如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3。

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、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是[ ] (A ) e n 22 (B) 222λ-e n(C) λ-e n 22 (D) 2222n e n λ-2.真空波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l 。

若l 等于下列各选项给出的值，A 、B 两点光振动位相差记为ϕ∆，则[ ] (A) 3, 32l λϕπ=∆= (B) πϕλn nl 3,23=∆=(C) πϕλ3,23=∆=nl (D) πϕλn nl 3,23=∆=3. 在双缝干涉实验中，两缝隙间距离为d ，双缝与屏幕之间的距离为)(d D D >>。

波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上。

屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 [ ] (A)d D λ2 (B) D dλ (C) λdD (D) dDλ4. 如图所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n 、劈角为α的透明劈尖b 插入光线2中，则当劈尖b 缓慢向上移动时(只遮住S 2)，屏C 上的干涉条纹[ ] (A) 间隔变大，向下移动。

(B) 间隔变小，向上移动。

(C) 间隔不变，向下移动。

(D) 间隔不变，向上移动。

5. 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置。

当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环[ ] (A) 向中心收缩，条纹间隔变小。

Sλ3(B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化。

(C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化。

(D) 向外扩张，条纹间隔变大。

6. 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。

干涉和衍射练习1、如右图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。

现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的是2、用单色光做双缝干涉实验，在屏上会得到明暗相间的条纹。

关于这个实验，下列说法正确的是：A．屏上中央亮条纹最宽，两边的亮条纹宽度逐渐变窄B．若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距也减小C．在同样实验装置的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距D．同样条件下，在水中做双缝干涉实验屏上所得条纹间距比在空气中的大3、如图是单色光的双缝干涉的示意图,其中S为单缝、 S1、S2为双缝，且三条缝互相平行，缝S到S1、S2的距离相等，下列说法中正确的是：（）Ａ．单缝S的作用是为了增加光的强度Ｂ．双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源Ｃ．当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长1.5倍时,产生第二条亮条纹Ｄ．当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为一个波长时,产生中央亮条纹4、下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（）B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫5、眼镜镜头涂一层薄膜叫做增透膜,以下说法正确的是( )A．增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度.B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4. C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4. D．因为增透膜的厚度一般选为适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色.6、如图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是：（）A．干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加B．干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成C．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小D．薄膜上干涉条纹基本上是竖立的7、在下面几种有关光的现象中，不属于光的干涉的是 ( )A．在水面的油膜上看到彩色花纹B．通过游标卡尺两测脚间的狭缝，观看与狭缝平行的线光源时，看到彩色条纹C．光通过照相机镜头上的增透膜D．白光通过双缝后，在光屏上出现彩色条纹8、下列现象中哪些是由光的干涉产生的A．天空出现彩虹B．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹C．阳光通过三棱镜形成彩色光带 D．光线通过一个很窄的缝呈现明暗相间的条纹9、用单色光做双缝干涉实验，在屏上会得到明暗相间的条纹。

选修1高中物理光的干涉衍射试题(含答案)一、光的干涉衍射选择题1．如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是______。

A．甲光的波长大于乙光的波长B．甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率C．若甲光是黄光，乙光可能是红光D．若两种单色光以相同的人射角进入同种介质，甲光的折射角较大E.若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大人射角，乙光的折射光线最先消失2．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光3．如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（）A．射出c板后的两束单色光与入射光不再平行B．射到Q点的光在玻璃中的折射率较大C．射到P点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长D．若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距较小4．下图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面。

入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。

下列说法正确的是（）A．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角C．在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．在水滴中，a光的波长小于b光的波长E.a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小5．把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上，让单色光从上方射入如图(甲)，这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应 ( )A．将凸透镜的曲率半径变大B．将凸透镜的曲率半径变小C．改用波长更长的单色光照射D．改用波长更短的单色光照射6．下列说法中正确的是.A．麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在B．只有机械波多能产生普勒效应,光波不能产生多普勒效应C．在照相机镜头上涂一层氟化镁,可以增透所需要的光,这是利用光的干涉原理D．不同频率的机械波在同一种介质中的传播速度一定不相同7．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，则下列说法正确的是（）A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度B ．在玻璃中，a 光的波长大于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．若改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小，则折射光线a 首先消失E.分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距8．在杨氏双缝干涉实验中，如果A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹9．甲、乙两种单色光分别通过同一双縫干涉装置得到的干涉图样如图甲、图乙所示，图丙中有玻璃砖，O 是圆心，MN 是法线，PQ 是足够长的光屏，甲单色光以入射角i 由玻璃砖内部从O 点射出，折射角为r 。

光的干涉衍射试题(含答案)一、光的干涉衍射选择题1．如图所示，光源S从水下向真空发射一束由红光和蓝光组成的复合光，在A点该复色光分成a、b两束，则下列说法正确的是（）A．b光是蓝光B．射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同C．逐渐增大入射角，a光最先发生全反射D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象2．如图所示，一光朿包含两种不间频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。

下列说法正确的是( )A．a光的频率大于b光的频率B．出射光束a、b一定相互平行C．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距3．下列关于振动和波的说法，正确的是。

A．声波在空气中传播时，空气中各点有相同的振动频率B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大E.为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光4．下列说法正确的是 ( )A．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的B．在杨氏双缝干涉实验中,用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距相等的条纹C．电磁波与声波由空气进入水中时,电磁波波长变短,声波波长变长D．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黃、绿三盏灯时,看到红灯距水面最远E. 照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理5．在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹6．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是()A．a侧是红色光，b侧紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率E.在同种条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光7．下列关于光波和声波的说法正确的是（）A．光波和声波都能发生反射、干涉和偏振现象B．光波和声波前者是横波，后者是纵波C．声波和光波在真空中传播速度相等D．光波和声波从空气射入水中时，光波波速变小，声波波速变大8．光的干涉现象在技术中有重要应用．例如,在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度．如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光从上面照射,在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹．如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),下列说法正确的是（）A．这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉B．空气层厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向上凸9．如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（）A ．玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率B ．a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C ．a 光和b 光在玻璃中传播时a 光的波长小于b 光的波长D ．在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比b 光大10．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )A ．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B ．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C ．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D ．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧11．一束复色光沿半径方向射向一半球形玻璃砖，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所示。

光学练习题光的干涉与衍射光栅计算光学练习题：光的干涉与衍射光学是研究光的传播和相互作用规律的科学。

其中，干涉与衍射是光学中的重要现象。

通过解决光学练习题，我们可以更好地理解和运用干涉与衍射的原理。

本文将介绍一些光学练习题，并给出相应的计算方法。

第一题：单缝衍射已知一狭缝对于波长为λ的光的衍射产生一级主极大时，入射角为θ。

现请计算：1.1 当入射角为θ时，一级主极大和二级主极大的夹角是多少？1.2 当入射角为θ时，两级主极大的角宽度分别是多少？解答：1.1 根据单缝衍射的相关公式，夹角的计算公式为：d⋅sinθ = n⋅λ，其中d为狭缝宽度，n为级数，λ为波长。

对于一级主极大，n = 1，所以有：d⋅sinθ = λ。

对于二级主极大，n = 2，所以有：d⋅sinθ₁ = 2⋅λ。

两个方程联立解得：sinθ₁ = 2⋅sinθ，即：θ₁ = arcsin(2⋅sinθ)。

1.2 对于一级主极大，角宽度可以用下式表示：Δθ = λ/d。

对于二级主极大，角宽度为两个一级主极大之间的夹角，即：Δθ₁= θ - θ₁。

将1.1中计算得到的θ₁代入上式，可得：Δθ₁= θ - arcsin(2⋅sinθ)。

第二题：杨氏双缝干涉二次干涉模式中，两狭缝间距为d，光源到两狭缝的距离为L。

已知波长为λ的光通过双缝造成的主极大次序为n时，请计算：2.1 主极大干涉线与中央重点的夹角θ的大小。

2.2 若主极大的宽度定义为两个相邻极小之间的距离A，计算A与d、λ的关系式。

解答：2.1 根据杨氏双缝干涉的相关公式，主极大的位置可以用下式表示：d⋅sinθ = n⋅λ。

将其改写为弧度制，即：d⋅sinθ = n⋅λ/2π。

由此可得：sinθ = n⋅λ/(2πd)，进一步化简得：θ = arcsin(n⋅λ/(2πd))。

2.2 主极大的宽度可以用下式计算：A = λ⋅L/d。

这是由于主极大宽度等于相邻两个主极小之间的距离，而主极小之间的距离可近似视为d。

光的干涉与衍射应用练习题及解答光的干涉与衍射应用练习题及解答练习题一：1. 孔径为1 mm的单缝衍射实验中，光的波长为600 nm，距离中央亮条纹的位置为2.5 cm，请问中央到第一次暗条纹的距离是多少？解答：根据单缝衍射的暗条纹位置公式d sinθ = mλ，其中d为衍射方向孔径，θ为观察角度，m为暗条纹级次，λ为光的波长。

我们可以将式子转换为θ = mλsinθ/d。

对于中央到第一次暗条纹的距离，即m=1，代入计算得到θ=λ/d=600 nm/1 mm=0.6 rad。

由于角度较小，可以近似取tanθ=θ，所以距离为tan(0.6 rad) * 2.5 cm = 0.010 cm。

2. 一束波长为500 nm的光通过一个缝宽为0.1 mm的单缝，屏幕离缝的距离为2 m。

观察到屏幕上出现了一系列的亮纹，相邻亮纹之间的距离是多少？解答：对于单缝衍射实验，两个连续亮纹间的距离d可以通过公式dλ = mL计算，其中d为亮纹间距，λ为光的波长，m为亮纹级次，L为屏幕离缝的距离。

代入数据可得，d= Lλ/m=2 m* 500 nm / 0.1 mm =10 m。

练习题二：1. 一束波长为600 nm的光通过一块厚度为1 mm的玻璃板，折射系数为1.5，求玻璃板中心位置发生的相位差。

解答：根据折射的相位差公式Δ = 2πnt/λ，其中Δ为相位差，n为折射系数，t为厚度，λ为光的波长。

代入数据可得，Δ = 2π*1.5*1 mm / 600 nm = 15π。

2. 一束波长为400 nm的光通过一块薄膜，膜厚为100 nm，折射系数为1.4，求反射光与透射光的相位差。

解答：对于薄膜的反射与透射，相位差可以通过公式Δ = 2πnt/λ计算，其中Δ为相位差，n为折射系数，t为膜厚，λ为光的波长。

代入数据可得，Δ = 2π*1.4*100 nm / 400 nm = 0.88π。

练习题三：1. 一束波长为600 nm的光衍射通过一块缝宽为0.2 mm的双缝，两缝间距为0.5 mm，观察到屏幕上出现了一系列的亮纹，相邻亮纹之间的距离是多少？解答：双缝衍射实验中，两个连续亮纹间的距离d可以通过公式dλ = mL / D 计算，其中d为亮纹间距，λ为光的波长，m为亮纹级次，L 为屏幕到缝的距离，D为两缝间距。