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光概念题

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波动光学

一、填空题

1、光的干涉现象和衍射现象反映了光的 性质，光的偏振现象说明光波是

波。

2、由洛埃镜实验证实，光波由 介质射到 介质时，在其分界面上反射时会发生半波损失。

3、在夫琅和费单缝衍射实验中，已知缝宽为a，入射单色光的波长为，透镜的焦距为f，则在焦平面的屏幕上观察到的条纹宽度为 ；中央明纹的宽度为 。

4、牛顿环属于 （等厚或等倾）干涉。

5、以布儒斯特角起偏时，反射角和折射角之间的夹角为 。

6、薄膜干涉是采用 法获得相干光的。

7、波长为λ的平行单色光垂直照射到劈形膜上，若劈尖角为θ(以弧度计)，劈形膜的折射率为n,则反射光形成的干涉条纹中，相邻明条纹的间距为__________。

8、一束光从折射率为n1的介质入射到折射率为n2的介质时，反射光为完全偏振光，则入射角等于 。

9、若衍射光栅的光谱中，发现k＝3为缺级，则k＝6是否必定缺级？ ；若发现k＝6为缺级，则k＝3是否必定缺级？ 。（填是或否）

10、自然光以入射角i0从折射率为n1的媒质向折射率为n2的媒质入射时，满足条件

时，反射光为完全偏振光，且反射光与折射光之间的夹角为 。

11、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 个半波带。

12、一束强度为I0的线偏振光通过一个偏振化方向与它的振动方向成60º夹角的偏振片A后，出射光的光强为 。

13、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，屏上P点处为第二级暗纹，若将单缝宽度缩小一半，P点将是第 _级 纹。

14、杨氏双缝干涉是采用 法获得相干光的。

二、选择题

1、光强为0的自然光垂直入射到两个偏振片上，若两偏振片的偏振化方向夹角为045，则透过两个偏振片的光强为（ ）

A、014； B、012; C、024 ; D、022

2．下面哪种光会发生“半波损失” [ ]

A．光波由光疏媒质进入光密媒质时的折射光

B．光波由光密媒质进入光疏媒质时的折射光

C．光波由光疏媒质进入光密媒质时的反射光

D．光波由光密媒质进入光疏媒质时的反射光

3．在下列有关光程和光程差的表述中，正确的是[ ]

A．光程是指光传播的几何路程

B．光程仅由光在介质中传播的几何路程决定

C．光在同一介质中的光程差可用)(12rrn表示

D．光在不同介质中的光程差可用)(12rrn表示

4. 一束光垂直入射通过一块偏振片，若以光束为轴旋转偏振片，发现出射光强发生变化且存在消光位置，则说明入射光为[ ]

A．自然光 B．部分偏振光 C．线偏振光 D．椭圆偏振光

5．波长为589.3纳米的光分别通过10厘米的空气（折射率为1）和水(折射率为1.33)，其光程差是 [ ]

A．3.3×10-2m B．1.33×10-3m C．2.33×10-2m D．3.33×10-2m

6．在单缝夫琅禾费衍射条纹中，中央明纹的线宽度是其他明纹的线宽度的[ ]

A．3倍 B．一半 C．2倍 D．1.5倍

7．如图1所示，已知n3> n2>n1, n1

A．b、d B．b、 c C．d、c D． a、b、c

8．下列那个不是光的相干条件[ ]

A．频率相同 B．振动方向相同 C．相位差恒定 D．波速相同

9．有两个自感系数分别为L1和L2，半径分别为R1和R2 (R2>R1）的长直螺线管同轴相套，则它们的互感系数为[ ]

A．2112LLRR B．212221LLRR C．212122LLRR D．2121LLRR

10． 如图2示，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹[ ]

A．向右平移． B．向中心收缩 C．向外扩张 D．静止不动

11．在杨氏双缝实验中，屏到双缝之间的距离为D=1m，用波长为λ=589.3nm的钠光作光源，设双缝间的距离为d =2mm，则相邻明纹间距为 [ ]

A. 0.295mm B. 0 .0295mm C. 0.059mm D. 0.590mm

12．观察光栅衍射条纹时，若平行单色光以θ角入射，则屏幕上衍射条纹将（ ）

A.变密 B.变疏 C.不变 D.不能确定

13．如图示，用波长λ＝0.6nm的单色光作杨氏双缝实验，在光屏P处产生第五级明纹极大，现将折射率为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，则此玻璃片厚为 （ ）

A.5nm B.6nm C.7nm D.8nm

14．用白光进行双缝实验，若用一个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改变 B.产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹

C. 干涉条纹的亮度将发生改变 D.不产生干涉条纹

15．在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹中心b测面n2图9-57 习题9-44用图n1n3n4图9-55 习题9-22用图a b c dn1SiSiO2d图9-53 克尔效应图1 图2

P

S1

O

S2 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.对应的衍射角不变 D.光强不变

16．一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向成45º，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿过两偏振片后的光强I为 （ ）

A.042I B. 041I C. 021I D. 022I

17．自然光以60º的入射角入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30º

B. 折射光为部分偏振光，折射角为30º

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

18．如图示，在杨氏双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝距离相等，则屏上中央明纹中心位于图中O处，现将光源S下移到图中S’位置，则 （ ）

A. 中央明纹下移,且条纹间距不变 B. 中央明纹上移,且条纹间距增大

C. 中央明纹下移,且条纹间距增大 D. 中央明纹上移,且条纹间距不变

19．关于等厚干涉条纹说法正确的是 （ ）

A 薄膜厚度应处处相等 B 条纹为明暗相间的圆环

C 同一级条纹对应光的同一入射角 D 同一级条纹处膜的厚度相同

20．单色光从空气射入水中，下列哪种说法是正确的？ （ ）

A.波长变短，光速变慢 B.波长不变，频率变大

C.频率不变，光速不变 D.波长不变，频率不变

21．一束波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明平行薄膜上，要使反射光得到加强，薄膜厚度至少应为（ ）

A. λ/4 B. λ/4n C. λ/2 D. λ/2n

22.一束平行单色光垂直入射到光栅上，光栅常数（a＋b）为下列哪种情况时（a代表缝宽），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

23.一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，离中央明纹最近的是（ ）

A、紫光 B、绿光 C、黄光 D、红光

24．在双缝干涉中,两缝间距离为d , 双缝与屏幕之间的距离为D (D d),波长为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、 2D/d B、 d/D C、 dD/ D、D/d

25．将波长为的平行单色光垂直射到一宽为a的单缝，若衍射条纹的第一级暗纹的衍射角

6 ，则缝宽a为（ ） S1

S O

S’ S2 A、  B、 2 C、 3 D、2

26、若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的) 由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹

A、中心暗斑变成亮斑 B、变疏 C、变密 D、间距不变。

27．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、把两个缝的宽度稍微调窄；

C、使两缝的间距变小； D、改用波长较小的单色光源。

28.双缝干涉实验中，把一条缝遮住，并在两缝的垂直平分线上放置一平面镜，则

A、干涉条纹向上移动 B、干涉条纹向下移动

C、干涉条纹变密 D、干涉条纹明暗位置相互交换

29、一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光

A、是自然光 B、是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面

C、是部分偏振光 D、是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面

30、用单色光做单缝衍射实验，若缝宽变为原来的2倍，则中央明纹区宽度是原来:

A、2倍 B、1/2倍 C、1倍 D、4倍.

31．牛顿环实验中，若把玻璃夹层中的空气抽成真空，则（ ）

A 干涉环半径变大 B 干涉环半径变小 C 干涉环半径不变 D 干涉现象消失

32．关于等倾干涉条纹说法正确的是 （ ）

A 薄膜厚度应处处相等 B 条纹为明暗相间的圆环

C 同一级条纹对应光的同一入射角 D 同一级条纹处膜的厚度相同

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光与影练习题

光与影练习题

光与影练习题

一、光的性质与传播

1. 请列举三种可见光的波长范围。

2. 光在真空中的传播速度是多少？

3. 光在介质中的传播速度与在真空中的传播速度有何关系？

4. 请解释光的折射现象。

5. 请简述光的反射现象。

6. 光的衍射现象是如何产生的？

7. 光的干涉现象是如何产生的？

8. 请列举三种常见的光学仪器，并简述其工作原理。

二、影的形成与特性

9. 请解释影的形成原因。

10. 影可以分为哪几种类型？

11. 请简述实影与虚影的区别。

12. 请列举三种产生影子的方法。

13. 请解释影子的长度与光源距离的关系。

14. 请解释影子的浓淡与光源距离的关系。

15. 请列举三种常见的影子应用。

三、光学现象与生活实例

16. 请解释为什么天空是蓝色的？

17. 请解释为什么太阳在升起和落下时呈现红色？

18. 请解释为什么水面上的物体看起来比实际位置浅？

19. 请解释为什么眼镜可以矫正视力？ 20. 请解释为什么投影仪可以将图像投射到屏幕上？

21. 请解释为什么光纤通信具有高速传输的优点？

22. 请解释为什么激光具有高度的单色性和方向性？

23. 请解释为什么LED灯具有节能环保的优点？

24. 请解释为什么太阳能电池可以将光能转化为电能？

25. 请解释为什么摄影中需要使用三脚架？

四、光学实验与测量

26. 请简述光的传播方向的测量方法。

27. 请简述光的反射角的测量方法。

28. 请简述光的折射率的测量方法。

29. 请简述光的波长测量方法。

30. 请简述光的强度测量方法。

31. 请简述光的色散测量方法。

32. 请简述光的偏振测量方法。

33. 请简述光的干涉测量方法。

34. 请简述光的衍射测量方法。

35. 请简述光的吸收测量方法。

五、光学应用与前沿技术

36. 请列举三种光学传感器及其应用领域。

37. 请简述光纤通信技术在现代通信中的应用。

38. 请简述激光技术在医疗领域的应用。

2020物理高考备考专题《光学》(附答案解析版)

2020物理高考备考专题《光学》(附答案解析版)

专题十二 光学

熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图．加深对折射率、全反射、临界角概念的理解．并能结合实际，解决问题．同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养．

物理光学部分应遵循历史发展线索，理解干涉、衍射、偏振等现象，并能解释生活中的相关物理现象．光的偏振、激光这些内容，与生产、生活、现代科技联系密切，应学以致用．

知识点一、几何光学的常见现象

项目 内容

折射

定律 (1)三线共面 (2)分居两侧

(3)入射角正弦与折射角正弦之比为常数sinθ1sinθ2＝n

折射率 定义式:光从真空进入介质时n＝sinθ1sinθ2

折射率 决定式:n＝

物理意义:描述透明介质对光线的偏折作用,n越大,折射光线偏离入射方向的夹角越大

全反射 发生条件:(1)从光密介质进入光疏介质

(2)入射角大于或等于临界角,即θ1≥C

临界角：sin C＝

光的

色散 产生原因：(1)太阳光是复色光；

(2)不同的色光折射率不同

规律:光的频率越大,折射率越大

红光→紫光:折射率逐渐增大,在介质中的速度逐渐减小;

(3)临界角逐渐减小;波长逐渐减小

常见光

学元件

的特点 平行玻璃板:(1)出射光线与入射光线平行; (2)出射光线发生侧移

棱镜:(1)光线向底边偏折;(2)能发生色散

全反射棱镜:(1)垂直于直角边射入,出射光线方向改变90°;(2)垂直于斜边射入,出射光线方向改变180°

知识点二、光的干涉、衍射和偏振现象

项目 内容

光的

干涉 双缝

干涉 产生条件:两光源频率相等,相位差恒定

出现明暗条纹的条件:路程差Δs＝nλ,明条纹;Δs＝(n＋)λ,暗条纹

相邻条纹间距:Δx＝λ

光的

干涉 薄膜

干涉 产生原因：同一束光分别经薄膜的前后表面反射的光叠加而成

规律:经薄膜上厚度相等的位置反射的光叠加后在同一干涉条纹上,相邻条纹间距与波长成正比,与斜面倾角成反比

几何光学习题及答案

几何光学习题及答案

几何光学习题及答案

几何光学习题及答案

光学是物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。几何光学是光学中的一个重要概念，它主要研究光在直线传播时的规律。在几何光学中，有许多有趣的习题可以帮助我们更好地理解光的行为。下面，我将提供一些几何光学习题及其答案，希望对大家的学习有所帮助。

习题一：平面镜反射

假设有一面平面镜，光线以45度的角度入射到镜面上，求出反射光线的角度。

答案：根据平面镜反射定律，入射角等于反射角，因此反射光线的角度也是45度。

习题二：球面镜成像

一面凸透镜的焦距为20cm，物体距离透镜20cm，求出成像的位置和倍率。

答案：根据透镜公式1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。代入数据计算可得1/20 = 1/v - 1/20，解得v = 40cm。根据倍率公式m = v/u，代入数据计算可得m = 40/20 = 2。因此成像位置在距离透镜40cm处，倍率为2。

习题三：折射定律

光线从空气射入折射率为1.5的介质中，入射角为30度，求出折射角。

答案：根据折射定律n1sinθ1 = n2sinθ2，其中n1为入射介质折射率，n2为出射介质折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。代入数据计算可得1sin30 =

1.5sinθ2，解得θ2 = arcsin(1sin30/1.5) ≈ 19.47度。因此折射角约为19.47度。

习题四：薄透镜成像 一面凸透镜的焦距为10cm，物体距离透镜20cm，求出成像的位置和倍率。

答案：根据透镜公式1/f = 1/v - 1/u，代入数据计算可得1/10 = 1/v - 1/20，解得v = 20cm。根据倍率公式m = v/u，代入数据计算可得m = 20/20 = 1。因此成像位置在距离透镜20cm处，倍率为1。

习题五：干涉条纹

两束光线以相同的频率和相位差为0的情况下通过两个狭缝，观察到干涉条纹。如果将狭缝之间的距离减小一半，观察到的干涉条纹间距会发生什么变化？

光的全反射和临界角练习题

光的全反射和临界角练习题

光的全反射和临界角练习题

光的全反射和临界角是光学中重要的概念，广泛应用于物理学、工程学等领域。本文将围绕光的全反射和临界角展开讨论，并提供一些相关的练习题，帮助读者加深理解和掌握这一知识点。

一、光的全反射

光的全反射是指当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于一个临界角时，光将完全反射回原介质中的现象。它是光在界面上从一种介质传播到另一种介质时的一种特殊情况。

1.1 全反射的条件

光的全反射发生在光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，全反射才会发生。临界角的计算公式为：

\[ \sin{C} = \frac{n_2}{n_1} \]

其中，C为临界角，n1为光密介质的折射率，n2为光疏介质的折射率。

1.2 全反射的应用

光的全反射在实际应用中有着广泛的应用。例如，光纤通信技术就是利用了光的全反射原理。光信号通过光纤的传输，当信号到达光纤末端时，由于光纤外部是空气或其他介质，使得入射角大于临界角，从而实现光信号的完全反射，避免信号的能量损失。

二、临界角的相关练习题 接下来，我们提供一些与光的全反射和临界角相关的练习题，帮助读者加深对这一知识点的理解。

2.1 题目一

一个光密介质与光疏介质的临界角为30°，求它们的折射率之比。

解析：根据临界角的计算公式：

\[ \sin{C} = \frac{n_2}{n_1} \]

代入已知条件，得到：

\[ \sin{30°} = \frac{n_2}{n_1} \]

化简得到：

\[ \frac{1}{2} = \frac{n_2}{n_1} \]

所以，它们的折射率之比为2∶1。

2.2 题目二

一个光密介质的折射率为1.5，光从该介质射向折射率为1.2的光疏介质，求临界角。

解析：根据临界角的计算公式：

\[ \sin{C} = \frac{n_2}{n_1} \]

代入已知条件，得到：

\[ \sin{C} = \frac{1.2}{1.5} \] 通过计算，得到：