波动和波动光学复习题
- 格式:doc
- 大小:754.00 KB
- 文档页数:4
第十四章波动光学一、基本要求1. 掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。
2. 理解获得相干光的方法,能分析确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置,了解迈克尔逊干涉仪的工作原理。
3. 了解惠更斯-菲涅耳原理; 掌握用半波带法分析单缝夫琅和费衍射条纹的产生及其明暗纹位置的计算,会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。
4. 掌握光栅衍射公式。
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. 了解自然光和线偏振光。
理解布儒斯特定律和马吕斯定律。
理解线偏振光的获得方法和检验方法。
6. 了解双折射现象。
二、基本内容1. 相干光及其获得方法只有两列光波的振动频率相同、振动方向相同、振动相位差恒定时才会发生干涉加强或减弱的现象,满足上述三个条件的两束光称为相干光。
相应的光源称为相干光源。
获得相干光的基本方法有两种:(1)分波振面法(如杨氏双缝干涉、洛埃镜、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等);(2)分振幅法(如薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环干涉和迈克耳逊干涉仪等)。
2. 光程和光程差(1)光程把光在折射率为n的媒质中通过的几何路程r折合成光在真空x中传播的几何路程x,称x为光程。
nr(2)光程差在处处采用了光程概念以后就可以把由相位差决定的干涉加强,减弱等情况用光程差来表示,为计算带来方便。
即当两光源的振动相位相同时,两列光波在相遇点引起的振动的位相差πλδϕ2⨯=∆ (其中λ为真空中波长,δ为两列光波光程差) 3. 半波损失光由光疏媒质(即折射率相对小的媒质)射到光密媒质发生反射时,反射光的相位较之入射光的相位发生了π的突变,这一变化导致了反射光的光程在反射过程中附加了半个波长,通常称为“半波损失”。
4. 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:(1)位相差为0或2π的整数倍,合成振动最强;(2)位相差π的奇数倍,合成振动最弱或为0。
其对应的光程差()⎪⎩⎪⎨⎧-±±=212λλδk k ()()最弱最强 ,2,1,2,1,0==k k 杨氏的双缝干涉明、暗条纹中心位置:dD k x λ±= ),2,1,0( =k 亮条纹 d D k x 2)12(λ-±= ),2,1( =k 暗条纹 相邻明纹或相邻暗纹间距:λd D x =∆ (D 是双缝到屏的距离,d 为双缝间距) 5. 薄膜干涉以21n n <为例,此时反射光要计“半波损失”, 透射光不计“半波损失”。
06振动与波、波动光学练习题 一、选择题 1 一物体作简谐振动,振动方程为)4cos(πω+=t A y在4T t =(T 为周期)时刻,物体的加速度为 [ ]2222321)(,321)(,221)(,221)(ωωωωA D A C A B A A -- 2 两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同,第一个质点的振动方程为)cos(1αω+=t A y 。
当第一个质点从相对平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大位移处,则第二个质点的振动方程为 [ ])cos()(),23cos()()2cos()(),2cos()(2222παωπαωπαωπαω++=-+=-+=++=t A y D t A y C t A y B t A y A 3一质点沿y 轴作简谐振动,振动方程为)SI (),32cos(1042παπ++⨯=-t y ,从t = 0时刻起,到质点位置在x = -2 cm 处,且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为[ ]s 61)(s,31)(s,21)(s,41)(s,81)(E D C B A 4 已知两个简谐振动曲线如图所示,1x 相位比2x 的相位 [ ]ππππ超前,落后,超前,落后)()(2)(2)(D C B A5题图 7题图5 一质点作简谐振动,周期为T 。
质点由平衡位置向X 轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为 [ ],8)(6)(12)(4)(T D T C T B T A ,,, 6 在下面几种说法中,正确的说法是: [ ](A )波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的,(B )波源振动的速度与波速相同,(C) 在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位滞后,(D) 在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前。
7一平面简谐波,沿X 轴负方向传播,角频率为ω,波速为u 。
设4T t =时刻的波形如图所示,则该波的表达式为: [ ]])(cos[)(),(cos )(]21)(cos[)(),(cos )(πωωπωω++=+=+-=-=ux t A y D u x t A y G u x t A y B ux t A y A 8 当机械波在媒质中传播时,一媒质质元的最大变形量发生在 [ ](A)媒质质元离开其平衡位置最大位移处,(B )媒质质元离开其平衡位置)2/2(A 处,(C )媒质质元在其平衡位置处,(D )媒质质元离开其平衡位置A/2处(A 是振动振幅)。
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n l 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2λ。
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δλπϕ2=∆ 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),,(ΛΛλλδk k k 杨氏双缝干涉的光程差还可写成Dx d=δ ,式中d 为两缝间距离,x 为观察屏上纵轴坐标,D 为缝屏间距。
《大学物理》综合练习(七)——波动光学教学班级: 序 号: 姓 名: 日 期:一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)1.如图,由空气中一单色点光源S 发出的光,一束掠入射到平面反射镜M 上,另一束经折射率为n 、厚度为d 的媒质薄片N 后直接射到屏E 上。
如果l AP SA ==,D SP =, 则两相干光束SP 与SAP 在P 点的光程差为:(A) D l −=2δ; (B) 2/)1(2λδ+−−−=d n D l ;(C) d n D l )1(2−−−=δ; (D) 2/2λδ+−=D l 。
解:2/)1(22/])[(2λλδ+−−−=++−−=d n D l nd d D l[ B ]2.如图,折射率为2n 、厚度为e 的透明媒质薄膜上方和下方的透明介质的折射率分别是1n 和3n ,已知321n n n <<。
如果用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从上下两表面3题1图 题2图反射的光束的光程差是(A) e n 22; (B) 2/22λ−e n ;(C) 2/322λ−e n ; (D) 222/2n e n λ−。
解:两反射面均有半波损失,e n 22=δ。
[ A ]3.设在双缝干涉实验中,屏幕E 上的P 点是亮条纹,如将缝2S 盖住,并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M (如图),则此时:(A) P 点处为暗条纹;(B) P 点处仍然是亮条纹;(C)无干涉条纹; (D)无法确定P 点是亮条纹还是暗条纹。
解:光在M 处发射有半波损失,故P 点处为暗条纹。
[ A ]4.用波长为λ的平行单色光垂直照射图示装置观察空气层上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。
以下各图画出可能出现的暗条纹的形状和位置。
试判断哪一图是实际观察到的干涉暗条纹。
题3图解:λλλδ42247max =+⨯= 4max =k (明),故图(C )正确。
[ C ]5.在迈克尔耳逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n 、厚度为d 的透明薄片,放入前后两条光路的光程差的改变量为(A) d n )1(−; (B) nd ; (C) d n )1(2−; (D) nd 2。
高中物理波动与光学练习题及答案1. 波的特性问题:简述波的特性。
回答:波是一种能量传播的方式,具有以下特性:1) 传播:波可以在媒介中传播,如机械波在媒介中的颤动和声波在空气中的传播。
2) 振动:波是由粒子或媒介的振动引起的,具有起始点和终止点。
3) 能量传递:波能将能量从一个地方传递到另一个地方,而不需要物质的传输。
例如,光波将能量从太阳传输到地球上。
4) 反射和折射:波在遇到边界时发生反射和折射。
反射是波从一个介质到另一个介质的反射,而折射是波传播到另一个介质时的偏折。
5) 干涉和衍射:当两个或多个波在同一地方相遇时,它们会相互干涉,形成干涉图样。
波通过小孔或绕过障碍物时,会产生衍射现象。
2. 光的折射问题:什么是光的折射?请描述光在折射过程中的行为。
回答:光的折射是指光波从一种介质传播到另一种介质时的偏折现象。
光在折射过程中遵循斯涅尔定律,即入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
具体行为如下:1) 入射角:光线射向介质边界时与法线的夹角称为入射角。
2) 折射角:光线从介质边界进入另一介质后与法线的夹角称为折射角。
3) 折射率:介质折射率是指光在介质中传播的速度与真空中传播的速度之比。
不同介质具有不同的折射率。
4) 斯涅尔定律:根据斯涅尔定律,入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
即sin(入射角)/sin(折射角) = n1/n2。
3. 光的色散问题:什么是光的色散?为什么光在经过三棱镜时产生色散?回答:光的色散是指不同波长的光在经过光学介质时发生偏折的现象。
光在经过三棱镜时产生色散是由于不同波长的光被介质折射时速度的差异导致的。
1) 折射率和波长:不同波长的光在介质中的折射率不同。
根据光的色散定律,折射率与波长呈反比关系。
即短波长的光折射率较大,长波长的光折射率较小。
2) 三棱镜的作用:当白光经过三棱镜时,由于不同波长的光被三棱镜折射的程度不同,导致光的分散现象。
结果是,白光被分解成七种不同颜色的光谱,即红橙黄绿青蓝紫。
十五章 波动光学习题与解答15-1.在双缝干涉实验中,两缝的间距为0.6mm ,照亮狭缝s 的光源是汞弧灯加上绿色滤光片.在2.5m 远处的屏幕上出现干涉条纹,测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm .试计算入射光的波长,如果所用仪器只能测量mm x 5≥∆的距离,则对此双缝的间距d 有何要求?解:在屏幕上取坐标轴Ox ,向上为正,坐标原点位于关于双缝的对称中心。
屏幕上第1+k 级与第k 级明纹中心的距离由:λdD kx ±= 可知 dD dD k dD k x x x k k λλλ=-+=-=∆+)1(1代入已知数据,得 mm d Dx545=∆=λ mm xD d 27.0=∆≤λ15-2.在杨氏双缝实验中,设两缝之间的距离为0.2mm .在距双缝1m 远的屏上观察干涉条纹,若入射光是波长为400nm 至760nm 的白光,问屏上离零级明纹20mm 处,哪些波长的光最大限度地加强?(1nm =10-9m )解:已知:d =0.2mm ,D =1m ,x =20mm 依公式: λδk x D d==∴ Ddxk =λ=4×10-3 mm =4000nm故 k =10 λ1=400nm k =9 λ2=444.4nm k =8 λ3=500nm k =7 λ4=571.4nm k =6 λ5=666.7nm这五种波长的光在所给观察点最大限度地加强.15-3.如图15-3所示,在杨氏双缝干涉实验中,若3/1212λ=-=-r r P S P S ,求P 点的强度I 与干涉加强时最大强度I max 的比值.解:设S 1、S 2分别在P 点引起振动的振幅为A ,干涉加强时,合振幅为2A ,所以 2max 4A I ∝因为 λ3112=-r r所以S 2到P 点的光束比S 1到P 点的光束相位落后()3π23π2π212=⋅=-=∆λλλϕr r P 点合振动振幅的平方为:22223π2cos 2A A A A =++∵ I ∝A 2 ∴ I /I max =A 2/4A 2=1/4S S P15-4.用图所示的瑞得干涉仪可以测定气体在各种温度和压力下的折射率,干涉仪的光路原理与杨氏双缝类似.单色平行光入射于双缝后,经两个长为l 的相同的玻璃管,再由透镜会聚于观察屏上.测量时,可先将两管抽成真空,然后将待测气体徐徐导入一管中,在观察屏上关于两管的对称位置处观察干涉条纹的变化.即可求出待测气体的折射率.某次测量,在将气体徐徐入下管的过程中,观察到有98条干涉条纹移动,所用的黄光波长为589.3nm (真空中),cm l 20=,求该气体的折射率.解:气体导入一管过程中,光程差从零变为:λδk l nl =-=所以,00029.19811=+=+=ll k n λλ15-5.在图所示的洛埃德镜实验装置中,距平面镜垂距为1mm 的狭缝光源0s 发出波长为680nm 的红光.求平面反射镜在右边缘M 的观察屏上第一条明条纹中心的距离.已知cm MN 30=,光源至平面镜一端N 的距离为20cm .解:cm D mm d 50,2==由明纹条件:λλθδk D x d r d =+=+=22sin 代入1=k ,mm dD x 21105.82-⨯==λ15-6.在双缝干涉实验中,单色光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为1l 和2l ,并且λ321=-l l ,λ为入射光的波长,双缝之间的距离为d ,双缝到屏幕的距离为D (D >>d ),如图19-6.求: (1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离.(2) 相邻明条纹间的距离.解:(1) 如图,设P 0为零级明纹中心 则 D O P d r r /012≈-0)()(1122=+-+r l r l∴ λ32112=-=-l l r r∴()d D d r r D O P /3/120λ=-=(2) 在屏上距O 点为x 处, 光程差λδ3)/(-≈D dx 明纹条件 λδk ±= (k =1,2,....)()d D k x k /3λλ+±=在此处令k =0,即为(1)的结果.相邻明条纹间距d D /λ15-7.在Si 的平表面上氧化了一层厚度均匀的SiO 2薄膜.为了测量薄膜厚度,将它的一部分磨成劈形(示意图中的AB 段,平面图).现用波长为600nm 的平行光垂直照射,观察反射光形成的等厚干涉条纹.在图中AB 段共有8条暗纹,且B 处恰好是一条暗纹,求薄膜的厚度.(Si 折射率为3.42,SiO 2折射率为1.50)解:上下表面反射都有相位突变π,计算光程差时不必考虑附加屏Omm 1题图15-5题图15-4的半波长.设膜厚为e ,B 处为暗纹,2ne =21(2k +1),(k =0,1,2,…) A 处为明纹,B 处第8个暗纹对应上式k =7,()nk e 412λ+==1.5×10-3mm15-8.在折射率n =1.50的玻璃上,镀上n '=1.35的透明介质薄膜.入射光波垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对λ1=600nm 的光波干涉相消,对λ2=700nm 的光波干涉相长.且在600nm 到700nm 之间没有别的波长的光是最大限度相消或相长的情形.求所镀介质膜的厚度.(1nm=10-9m ). 解:设介质薄膜的厚度为e ,上、下表面反射均为由光疏介质到光密介质,故不计附加光程差。
波动光学一、概念选择题1. 如图所示,点光源S 置于空气中,S 到P 点的距离为r ,若在S 与P 点之间置一个折射率为n (n >1),长度为l 的介质,此时光由S 传到P 点的光程为( D )(A )r (B )l r - (C )nl r - (D ))1(-+n l r 2. 在相同的时间内,一束波长为λ(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。
3. 来自不同光源的两束白光,例如两束手电筒光照射在同一区域内,是不能产生干涉图样的,这是由于( C )(A )白光是由不同波长的光构成的 (B )两光源发出不同强度的光(C )两个光源是独立的,不是相干光源 (D )不同波长,光速不同4. 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 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l , 则A 、B 两点光振动位相差记为∆ϕ, 则( C )(A )当l = 3 λ / 2 ,有∆ϕ = 3 π(B ) 当 l = 3 λ/ (2n ) , 有∆ϕ = 3 n π.(C ) 当 l = 3 λ /(2 n ),有∆ϕ = 3 π(D ) 当 l = 3 n λ/ 2 , 有∆ϕ = 3 n π.5. 用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是( A )(A )相邻干涉条纹之间的距离相等(B )中央明条纹最宽,两边明条纹宽度变窄(C )屏与缝之间的距离减小,则屏上条纹宽度变窄(D )在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时,下列说法正确的是( C )(A )减小缝屏距离,干涉条纹间距不变(B )减小双缝间距,干涉条纹间距变小(C )减小入射光强度, 则条纹间距不变(D )减小入射波长, 则条纹间距不变7. 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,要使透射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为( D )(A )λ / 4 (B )λ / (4 n )(C )λ / 2 (D )λ / (2 n )8. 有两个几何形状完全相同的劈尖:一个由空气中的玻璃形成,一个由玻璃中的空气形成。
⼤学物理--波动光学题库及其答案⼀、选择题:(每题3分)1、在真空中波长为λ的单⾊光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为(A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n .(C) 1.5 n λ. (D) 3 λ.[]2、在相同的时间内,⼀束波长为λ的单⾊光在空⽓中和在玻璃中(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,⾛过的光程不相等.[]3、如图,S 1、S 2是两个相⼲光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过⼀块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另⼀介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - []4、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 点沿某⼀路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为?φ,则(A) l =3 λ / 2,?φ=3π. (B) l =3 λ / (2n ),?φ=3n π.(C) l =3 λ / (2n ),?φ=3π. (D) l =3n λ / 2,?φ=3n π.[]5、如图所⽰,波长为λ的平⾏单⾊光垂直⼊射在折射率为n 2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n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ.(C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π.[]6、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①与②的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 .(C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[]7、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) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2.(C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1n 13λn 3n 3[]8在双缝⼲涉实验中,两缝间距为d ,双缝与屏幕的距离为D (D>>d ),单⾊光波长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ).[]9、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.[]10、在双缝⼲涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m ),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的⼲涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm .[]11、在双缝⼲涉实验中,若单⾊光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到⽰意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增⼤. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增⼤.[]12、在双缝⼲涉实验中,设缝是⽔平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的⼲涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变.[]13、在双缝⼲涉实验中,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) 2λD / d . (B) λ d / D .(C) dD / λ. (D) λD /d .[]14把双缝⼲涉实验装置放在折射率为n 的⽔中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所⽤单⾊光在真空中的波长为λ,则屏上⼲涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d .(C) λd / (nD ). (D) λD / (2nd ).[]15、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(A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ).[]16、在⽜顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中⼼恰好接触,它S S '们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直⼊射到⽜顿环装置上的平⾏单⾊光在真空中的波长为λ,则反射光形成的⼲涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ.[]17、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 的透明薄⽚,放⼊后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd .(C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d .[]18、在迈克⽿孙⼲涉仪的⼀⽀光路中,放⼊⼀⽚折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为⼀个波长λ,则薄膜的厚度是(A) λ / 2. (B) λ / (2n ).(C) λ / n . (D) ()12-n λ.[]19、在单缝夫琅⽲费衍射实验中,波长为λ的单⾊光垂直⼊射在宽度为a =4 λ的单缝上,对应于衍射⾓为30°的⽅向,单缝处波阵⾯可分成的半波带数⽬为(A) 2 个. (B) 4 个.(C) 6 个. (D) 8 个.[]20、⼀束波长为λ的平⾏单⾊光垂直⼊射到⼀单缝AB 上,装置如图.在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹⼀侧第⼀个暗纹所在的位置,则BC 的长度为(A) λ / 2. (B) λ. (C) 3λ / 2 . (D) 2λ.[]21、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.[]22、波长为λ的单⾊平⾏光垂直⼊射到⼀狭缝上,若第⼀级暗纹的位置对应的衍射⾓为θ=±π / 6,则缝宽的⼤⼩为(A) λ / 2. (B) λ.(C) 2λ. (D) 3 λ.[]23、在夫琅⽲费单缝衍射实验中,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.[]24、如果单缝夫琅⽲费衍射的第⼀级暗纹发⽣在衍射⾓为?=30°的⽅位上.所⽤单⾊光波长为λ=500 nm ,则单缝宽度为(A) 2.5×10-5 m . (B) 1.0×10-5 m .(C) 1.0×10-6 m . (D) 2.5×10-7 .[]25、⼀单⾊平⾏光束垂直照射在宽度为1.0 mm 的单缝上,在缝后放⼀焦距为2.0 m 的会聚透镜.已知位于透镜焦平⾯处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm ,则⼊射光波长约为 (1nm=10?9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600 nm []26、在单缝夫琅⽲费衍射实验中,若增⼤缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变⼩.(B) 宽度变⼤.(C) 宽度不变,且中⼼强度也不变.(D) 宽度不变,但中⼼强度增⼤.[]27、在单缝夫琅⽲费衍射实验中,若减⼩缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变⼩;(B) 宽度变⼤;(C) 宽度不变,且中⼼强度也不变;(D) 宽度不变,但中⼼强度变⼩.[]28、在单缝夫琅⽲费衍射实验中波长为λ的单⾊光垂直⼊射到单缝上.对应于衍射⾓为30°的⽅向上,若单缝处波⾯可分成 3个半波带,则缝宽度a 等于(A) λ. (B) 1.5 λ.(C) 2 λ. (D) 3 λ.[]29、在如图所⽰的单缝夫琅⽲费衍射装置中,设中央明纹的衍射⾓范围很⼩.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使⼊射的单⾊光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度?x 将变为原来的 (A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍. (C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍.[]30、测量单⾊光的波长时,下列⽅法中哪⼀种⽅法最为准确?(A) 双缝⼲涉. (B) ⽜顿环. (C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射.[]31、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?(A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a .[]32、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,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光.[]33、对某⼀定波长的垂直⼊射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和⼀级主极⼤,欲λ使屏幕上出现更⾼级次的主极⼤,应该(A) 换⼀个光栅常数较⼩的光栅.(B) 换⼀个光栅常数较⼤的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的⽅向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的⽅向移动.[]34、若⽤衍射光栅准确测定⼀单⾊可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选⽤哪⼀种最好?(A) 5.0×10-1 mm . (B) 1.0×10-1 mm . (C) 1.0×10-2 mm . (D) 1.0×10-3mm .[]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极⼤都恰好在单缝衍射的暗纹⽅向上,因⽽实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b . (C) a=2b . (D) a=3 b .[]36、在双缝⼲涉实验中,⽤单⾊⾃然光,在屏上形成⼲涉条纹.若在两缝后放⼀个偏振⽚,则(A) ⼲涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强.(B) ⼲涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) ⼲涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) ⽆⼲涉条纹.[]37、如果两个偏振⽚堆叠在⼀起,且偏振化⽅向之间夹⾓为60°,光强为I 0的⾃然光垂直⼊射在偏振⽚上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4.[]38、⼀束光强为I 0的⾃然光垂直穿过两个偏振⽚,且此两偏振⽚的偏振化⽅向成45°⾓,则穿过两个偏振⽚后的光强I 为(A) 4/0I 2 . (B) I 0 / 4.(C) I 0 / 2. (D) 2I 0 / 2.[]39、如果两个偏振⽚堆叠在⼀起,且偏振化⽅向之间夹⾓为60°,光强为I 0的⾃然光垂直⼊射在偏振⽚上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4.[]40、⾃然光以布儒斯特⾓由空⽓⼊射到⼀玻璃表⾯上,反射光是(A) 在⼊射⾯内振动的完全线偏振光.(B) 平⾏于⼊射⾯的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于⼊射⾯振动的完全线偏振光.(D) 垂直于⼊射⾯的振动占优势的部分偏振光.[]⼆、填空题:(每题4分)41、若⼀双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极⼤所在处的两束光的光程差δ=_____________________________.42、波长为λ的单⾊光垂直照射如图所⽰的透明薄膜.膜厚度为e ,两束反射光的光程差δ=__________________________.43、⽤波长为λ的单⾊光垂直照射置于空⽓中的厚度为e 折射率为1.5的透明薄膜,两束反射光的光程差δ=________________________.44、波长为λ的平⾏单⾊光垂直照射到如图所⽰的透明薄膜上,膜厚为e ,折射率为n ,透明薄膜放在折射率为n 1的媒质中,n 1<n ,则上下两表⾯反射的两束反射光在相遇处的相位差 ?φ=__________________.45、单⾊平⾏光垂直⼊射到双缝上.观察屏上P 点到两缝的距离分别为r 1和r 2.设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P 点处⼆相⼲光线的光程差为________________.46、在双缝⼲涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,⼆者的厚度均为e .波长为λ的平⾏单⾊光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相⼲光的相位差?φ=_______________________.47、如图所⽰,波长为λ的平⾏单⾊光斜⼊射到距离为d 的双缝上,⼊射⾓为θ.在图中的屏中央O 处(O S O S 21=),两束相⼲光的相位差为 ________________.48、⽤⼀定波长的单⾊光进⾏双缝⼲涉实验时,欲使屏上的⼲涉条纹间距变⼤,可采⽤的⽅法是:(1)________________________________________.(2) ________________________________________.49、⼀双缝⼲涉装置,在空⽓中观察时⼲涉条纹间距为1.0 mm .若整个装置放在⽔中,⼲涉条纹的间距将为____________________mm .(设⽔的折射率为4/3)50、在双缝⼲涉实验中,所⽤单⾊光波长为λ=562.5 nm (1nm =10-9 m),双缝与观察n 11 λp d r 1 r 2 S 2 S 1 n屏的距离D =1.2 m ,若测得屏上相邻明条纹间距为?x =1.5 mm ,则双缝的间距d =__________________________.51、在双缝⼲涉实验中,若使两缝之间的距离增⼤,则屏幕上⼲涉条纹间距___________;若使单⾊光波长减⼩,则⼲涉条纹间距_________________.52、把双缝⼲涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D ,两缝之间的距离为d (d <邻明纹的间距是_______________________.53、在双缝⼲涉实验中,双缝间距为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x ,则⼊射光的波长为_________________.54、在双缝⼲涉实验中,若两缝的间距为所⽤光波波长的N 倍,观察屏到双缝的距离为D ,则屏上相邻明纹的间距为_______________ .55、⽤λ=600 nm 的单⾊光垂直照射⽜顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空⽓膜厚度为_______________________µm .(1 nm=10-9 m)56、在空⽓中有⼀劈形透明膜,其劈尖⾓θ=1.0×10-4rad ,在波长λ=700 nm 的单⾊光垂直照射下,测得两相邻⼲涉明条纹间距l =0.25 cm ,由此可知此透明材料的折射率n =______________________.(1 nm=10-9 m)57、⽤波长为λ的单⾊光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的⼲涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中⼼所对应的厚度e =____________________.58、⽤波长为λ的单⾊光垂直照射如图所⽰的、折射率为n 2的劈形膜(n 1>n 2 ,n 3>n 2),观察反射光⼲涉.从劈形膜顶开始,第2条明条纹对应的膜厚度e =___________________.59、⽤波长为λ的单⾊光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚⼲涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖⾓θ=_______________.60、⽤波长为λ的单⾊光垂直照射如图⽰的劈形膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光⼲涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中⼼所对应的膜厚度e =___________________________.61、已知在迈克⽿孙⼲涉仪中使⽤波长为λ的单⾊光.在⼲涉仪的可动反射镜移动距离d 的过程中,⼲涉条纹将移动________________条.n 1n 2n 3 n 1n 2n 3 n 1n 2n 362、在迈克⽿孙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.插⼊这块薄⽚使这条光路的光程改变了_______________.63、在迈克⽿孙⼲涉仪的可动反射镜移动了距离d的过程中,若观察到⼲涉条纹移动了N条,则所⽤光波的波长λ =______________.64、波长为600 nm的单⾊平⾏光,垂直⼊射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上,缝后有⼀焦距f'=60 cm的透镜,在透镜焦平⾯上观察衍射图样.则:中央明纹的宽度为__________,两个第三级暗纹之间的距离为____________.(1 nm=10﹣9 m)65、He-Ne激光器发出λ=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平⾏光束,垂直照射到⼀单缝上,在距单缝3 m远的屏上观察夫琅⽲费衍射图样,测得两个第⼆级暗纹间的距离是10 cm,则单缝的宽度a=________.66、在单缝的夫琅⽲费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波⾯可划分为_________________ 个半波带,若将缝宽缩⼩⼀半,原来第三级暗纹处将是______________________________纹.67、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点处为第⼆级暗纹,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.68、波长为λ的单⾊光垂直⼊射在缝宽a=4 λ的单缝上.对应于衍射⾓?=30°,单缝处的波⾯可划分为______________个半波带.69、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.70、惠更斯-菲涅⽿原理的基本内容是:波阵⾯上各⾯积元所发出的⼦波在观察点P的_________________,决定了P点的合振动及光强.71、如果单缝夫琅⽲费衍射的第⼀级暗纹发⽣在衍射⾓为30°的⽅位上,所⽤单⾊光波长λ=500 nm (1 nm = 10-9 m),则单缝宽度为_____________________m.72、在单缝夫琅⽲费衍射实验中,如果缝宽等于单⾊⼊射光波长的2倍,则中央明条纹边缘对应的衍射⾓? =______________________.73、在单缝夫琅⽲费衍射实验中波长为λ的单⾊光垂直⼊射在宽度为a=2λ的单缝上,对应于衍射⾓为30?⽅向,单缝处的波⾯可分成的半波带数⽬为________个.74、如图所⽰在单缝的夫琅⽲费衍射中波长为λ的单⾊光垂直⼊射在单缝上.若对应于会聚在P 点的衍射光线在缝宽a 处的波阵⾯恰好分成3个半波带,图中DB CD AC ==,则光线 1和2在P 点的相位差为______________.75、在单缝夫琅⽲费衍射实验中,波长为λ的单⾊光垂直⼊射在宽度a =5 λ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=______________________________.76、在如图所⽰的单缝夫琅⽲费衍射装置⽰意图中,⽤波长为λ的单⾊光垂直⼊射在单缝上,若P 点是衍射条纹中的中央明纹旁第⼆个暗条纹的中⼼,则由单缝边缘的A 、B 两点分别到达P 点的衍射光线光程差是__________.77、测量未知单缝宽度a 的⼀种⽅法是:⽤已知波长λ的平⾏光垂直⼊射在单缝上,在距单缝的距离为D 处测出衍射花样的中央亮纹宽度为l (实验上应保证D ≈103a ,或D 为⼏⽶),则由单缝衍射的原理可标出a 与λ,D ,l 的关系为a =______________________.78、某单⾊光垂直⼊射到⼀个每毫⽶有800 条刻线的光栅上,如果第⼀级谱线的衍射⾓为30°,则⼊射光的波长应为_________________.79、在光学各向异性晶体内部有⼀确定的⽅向,沿这⼀⽅向寻常光和⾮常光的____________相等,这⼀⽅向称为晶体的光轴.只具有⼀个光轴⽅向的晶体称为______________晶体.80、光的⼲涉和衍射现象反映了光的________性质.光的偏振现像说明光波是__________波.三、计算题:(每题10分)81、在双缝⼲涉实验中,所⽤单⾊光的波长为600 nm ,双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm ,求相邻⼲涉明条纹的间距.82、在双缝⼲涉实验中,双缝与屏间的距离D =1.2 m ,双缝间距d =0.45 mm ,若测得屏上⼲涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm ,求光源发出的单⾊光的波长λ.83、⽤波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单⾊光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空⽓劈形膜上.在观察反射光的⼲涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中⼼.(1) 求此空⽓劈形膜的劈尖⾓θ;(2) 改⽤600 nm 的单⾊光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的⼲涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有⼏条明纹?⼏条暗纹?aλλP84、图⽰⼀⽜顿环装置,设平凸透镜中⼼恰好和平玻璃接触,透镜凸表⾯的曲率半径是R =400 cm .⽤某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.85、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?(1 nm=10-9 m)86、两块长度10 cm 的平玻璃⽚,⼀端互相接触,另⼀端⽤厚度为0.004 mm 的纸⽚隔开,形成空⽓劈形膜.以波长为500 nm 的平⾏光垂直照射,观察反射光的等厚⼲涉条纹,在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)87、⼀平⾯衍射光栅宽2 cm ,共有8000条缝,⽤钠黄光(589.3 nm)垂直⼊射,试求出可能出现的各个主极⼤对应的衍射⾓.(1nm=10-9m)88、如图,P 1、P 2为偏振化⽅向相互平⾏的两个偏振⽚.光强为I 0的平⾏⾃然光垂直⼊射在P 1上.(1) 求通过P 2后的光强I .(2) 如果在P 1、P 2之间插⼊第三个偏振⽚P 3,(如图中虚线所⽰)并测得最后光强I =I 0/ 32,求:P 3的偏振化⽅向与P 1的偏振化⽅向之间的夹⾓α (设α为锐⾓).89、三个偏振⽚P 1、P 2、P 3顺序叠在⼀起,P 1、P 3的偏振化⽅向保持相互垂直,P 1与P 2的偏振化⽅向的夹⾓为α,P 2可以⼊射光线为轴转动.今以强度为I 0的单⾊⾃然光垂直⼊射在偏振⽚上.不考虑偏振⽚对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振⽚后的透射光强度I 与α⾓的函数关系式;(2) 试定性画出在P 2转动⼀周的过程中透射光强I 随α⾓变化的函数曲线.90、两个偏振⽚P 1、P 2叠在⼀起,⼀束单⾊线偏振光垂直⼊射到P 1上,其光⽮量振动⽅向与P 1的偏振化⽅向之间的夹⾓固定为30°.当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最⼤出射光强的1 / 4时,P 1、P 2的偏振化⽅向夹⾓α是多⼤?91、将两个偏振⽚叠放在⼀起,此两偏振⽚的偏振化⽅向之间的夹⾓为o60,⼀束光强为I 0的线偏振光垂直⼊射到偏振⽚上,该光束的光⽮量振动⽅向与⼆偏振⽚的偏振化⽅向皆成30°⾓.(1) 求透过每个偏振⽚后的光束强度;(2) 若将原⼊射光束换为强度相同的⾃然光,求透过每个偏振⽚后的光束强度.92、将三个偏振⽚叠放在⼀起,第⼆个与第三个的偏振化⽅向分别与第⼀个的偏振化⽅向成45?和90?⾓.(1) 强度为I 0的⾃然光垂直⼊射到这⼀堆偏振⽚上,试求经每⼀偏振⽚后的光强和偏振状态.(2) 如果将第⼆个偏振⽚抽⾛,情况⼜如何?93、如图所⽰,媒质Ⅰ为空⽓(n 1=1.00),Ⅱ为玻璃(n 2=1.60),两个交界⾯相互平⾏.⼀束⾃然光由媒质Ⅰ中以i⾓⼊射.若使Ⅰ、Ⅱ交界⾯上的反射光为线偏振光, (1) ⼊射⾓i 是多⼤?(2) 图中玻璃上表⾯处折射⾓是多⼤? (3) 在图中玻璃板下表⾯处的反射光是否也是线偏振光?94、在⽔(折射率n 1=1.33)和⼀种玻璃(折射率n 2=1.56的交界⾯上,⾃然光从⽔中射向玻璃,求起偏⾓i 0.若⾃然光从玻璃中射向⽔,再求此时的起偏⾓0i .95、⼀束⾃然光由空⽓⼊射到某种不透明介质的表⾯上.今测得此不透明介质的起偏⾓为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质⽚放⼊⽔(折射率为1.33)中,使⾃然光束⾃⽔中⼊射到该介质⽚表⾯上,求此时的起偏⾓.96、⼀束⾃然光以起偏⾓i 0=48.09°⾃某透明液体⼊射到玻璃表⾯上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射⾓.97、⼀束⾃然光⾃空⽓⼊射到⽔(折射率为1.33)表⾯上,若反射光是线偏振光,(1) 此⼊射光的⼊射⾓为多⼤?(2) 折射⾓为多⼤?98、⼀束⾃然光⾃⽔(折射率为1.33)中⼊射到玻璃表⾯上(如图).当⼊射⾓为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.99、⼀束⾃然光⾃⽔中⼊射到空⽓界⾯上,若⽔的折射率为1.33,空⽓的折射率为1.00,求布儒斯特⾓.100、⼀束⾃然光⾃空⽓⼊射到⽔⾯上,若⽔相对空⽓的折射率为 1.33,求布儒斯特⾓.⼤学物理------波动光学参考答案⼀、选择题01-05 ACBCA 06-10 ABABB 11-15 BBDAB 16-20 BADBB21-25 DCBCC 26-30 ABD D D 31-35 BD B DB 36-40 BABAC⽔玻璃⼆、填空题41. e n n )(21- or e n n )(12-; 42. e 60.2; 43.3.0e +λ/2 or 3.0e -λ/2; 44. πλ)14(+e n or πλ)14(-e n; 45. )(12r r n -; 46. λπen n )(212-;47. λθπ/sin 2d ; 48. (1) 使两缝间距变⼩,(2)使屏与两缝间距变⼤; 49. 75.0; 50. mm 45.0; 51. 变⼩,变⼩; 52. dn D λ; 53. D dx 5; 54. N D ; 55. m µ2.1; 56. 40.1; 57. 249n λ; 58. 243n λ; 59. rad nl 2λ; 60. 22n λ; 61. λ/2d ;62. d n )1(2-; 63. N d /2; 64. mm 2.1,mm 6.3;65. mm 21060.7-?; 66. 6,第⼀级明纹; 67. 4,第⼀,暗; 68. 4;69. ⼦波,⼦波相⼲叠加; 70. 相⼲叠加; 71. m 610-; 72. 030±; 73. 2; 74. π; 75. 030; 76. λ2; 77. l D /2λ; 78. nm 625;79. 传播速度,单轴; 80. 波动,横波。
波动和波动光学部分复习题
一选择题:
1. 频率为100Hz ,传播速度为300m/s 的平面简谐波,波线上两点振动的位相差为3/π,则两点相距为
(A) 2m; (B) 2.19m; (C) 0.5m; (D) 28.6m.
[ ]
2. 一平面简谐波以速度v 沿X 轴正方向传播,在t t '=时波形曲线如图所示,则坐标原点的振动方程为
(A) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'-=2)(cos πt t b u
a y ; (B) ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
-'-=2)(2cos ππt t b u a y ; (C) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'+=2)(cos ππt t b u a y ; (D) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-'-=2)(cos ππt t b
u a y . [ ]
3. 图a 表示0=t 时的余弦波的波形图,波沿X 轴正向传播;图b 为
一余弦振动的曲线,则图a 中所表示的x=0处振动的初位相与图b 所
表示的振动的初位相
(A) 均为零;
(B) 均为2/π;
(C) 均为2/π-;
(D) 依次分别为2/π与2/π-;
(E) 依次分别为2/π-与2/π.
[ ]
4. 一简谐波沿X 轴的正方向传播,4/T t =时的波形曲线如图所示。
若振动以余弦函数表示,且此题各点振动的初相取π-到π之间的
值,则
(A) O 点的初位相为00=φ;
(B) 3点的初位相为2/3πφ-=;
(C) 2点的初位相为πφ=2;
(D) 1点的初位相为2/1πφ-=.
[ ]
5. 一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中:
(A) 它的动能转换成热能
(B) 它的势能转换成动能
(C) 它从相邻的一段质元获得能量,其能量逐渐增大。
(D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能量逐渐减小。
[ ]
6. 如图所示,1S 和2S 为两相干波源,它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为λ的简谐波,P 点是两列波相遇区域中的一点,已知λ21=P S ,λ2.22=P S ,已知两列波在P 点发生相消干涉。
若1S 的振动方程为)2/2cos(1ππ+=t A y ,则2S 的振动方程为
(A) )1.02cos(2ππ-=t A y ; (B) )2/2cos(2ππ-=t A y ;
(C) )2cos(2ππ-=t A y ; (D) )2/2cos(2ππ+=t A y .
[ ]
7. 在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动
(A) 振幅相同,位相相同, (B) 振幅不同,位相相同,
(C) 振幅相同,位相不同, (D) 振幅不同,位相不同。
[ ]
8. 如图,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,可以观察到这些干涉条纹
(A )向右平移; (B) 静止不动;
(C) 向中心收缩; (D) 向左平移;
(E) 向外扩张.
[ ]
9. 在麦克耳孙干涉仪的一支光路中,垂直放入一片折射率为n 的
透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,
则薄膜的厚度是
(A) 2/λ; (B) )2/(n λ; (C) n /λ; (D) )]1(2/[-n λ.
[ ]
10. 根据惠更斯—菲聂耳原理,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。
[ ]
11.在双缝衍射试验中,若保持双缝1S 和2S 的中心之间的距离d 不变,而把两条缝的宽度a 各自略微加宽,则
(A) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少;
(B) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多;
(C) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变;
(D) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少;
(E) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变多.
[ ]
12. 测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?
(A) 双缝干涉; (B )牛顿环; (C )单缝衍射; (D )光栅衍射.
[ ]
13. 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180时透射光强度发生变化为:
(A )光强单调增加; (B ) 光强先增加,后减小,再增加
(C )光强先增加,后又减少至零;(D )光强先增加,然后减小,再增加,再减少至零。
[ ]
14. 一束自然光自空气射向一块平面玻璃(如图),入射角等于布儒斯特角0i , 则在界面2的反射光
(A )光强为零;
(B )是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面;
(C )是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面;
(D )是部分偏振光。
[ ]
15. ABCD 为一块方解石的一个截面,AB 为垂直于纸面的晶体平面与纸
面的交线。
光轴方向在纸面内且与AB 成一锐角θ,如图所示。
一束平
行的单色自然光垂直于AB 端面入射,在方解石内折射光分解为o 光和
e 光, o 光和e 光的
(A )传播方向相同,电场强度的振动方向互相垂直;
(B )传播方向相同,电场强度的振动方向不互相垂直;
(C )传播方向不同,电场强度的振动方向互相垂直;
(D )传播方向不同,电场强度的振动方向不互相垂直。
[ ]
二、填空题
1. 一横波的波动方程是)]4.0100(2sin[0
2.0x t y -=π,则振幅是( ),波长是( ),频率是( ),波的传播速度是( )。
2. 图中两条曲线分别为一简谐波在0=t 和4/T t =(T 为周期)
时的波形图,试另画出P 处质点的振动曲线。
3. 一平面简谐波沿X 轴负方向传播,已知m x 1-=处质点的振动
方程为)cos(
ϕω+=t A y , 若波速为u ,则此波的波动方程为( )。
4. 在截面积为S 的圆管中,有一列平面简谐波在沿管传播,此波
的波动方程为)/2cos(λπωx t A y -=,管中波的平均能量密度是
w ,则通过截面积S 的平均能流是( )。
5. 如图所示:假设有两个同相的相干光源1S 和2S ,发出波长为λ
的光,P 是它们连线的中垂面上的一点,若在1S 与P 之间插入厚度
为e ,折射率为n 的薄玻璃片,则两光源发出的光在P 点的位相差
=∆φ( );
若已知nm 500=λ,5.1=n ,P 点恰为第四级明纹中心,则=e ( )。
6. 光强均为I 的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有
可能出现的最大光强是( )。
7. 波长为λ的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜上,膜厚度为e ,两束
反射光的光程差=δ( )。
8. 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( nm )。
9. 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( )个半波带。
10. 在单缝的夫琅和费衍射试验中,若将缝宽缩小一半,原来第三暗纹处将是( )纹。
11. 使光强为0I 的自然光垂直通过偏振依次各成45度角的三块偏振片,则透过三块偏振片的光强I 为( )。
三计算题:
1.一简谐波沿OX 轴正方向传播,波长
m 0.4=λ,周期s T 0.4=,已知0=x 处质点
的振动曲线如图所示
(1)写出0=x 处质点的振动方程;
(2)写出波的表达式;
(3)画出s t 0.1=时刻的波形曲线。
2.在均匀介质中,有两列余弦波沿OX 轴传播,波动方程分别为
)]/(2cos[1λνπx t A y -=,和 )]/(2cos[22λνπx t A y +=
试求OX 轴上合振幅最大与合振幅最小的哪些点的位置。
3.在双缝干涉试验中,波长nm 550=λ的单色平行光垂直入射到缝间距mm d 2.0=的双缝上,屏到双缝的距离m D 0.2=,求
(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;
(2)用一厚度为m e 6106.6-⨯=,折射率为58.1=n 的玻璃片复盖一缝后,零级明纹将移
到原来的第几级明纹处?
4.一平面衍射光栅宽2.0000cm ,共有8000条缝,用钠黄光(5893埃)垂直入射,试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角。