当前位置：文档之家 › 19 波动光学(二)

19 波动光学(二)

  • 格式：doc
  • 大小：233.50 KB
  • 文档页数：2

- 1 -

第19单元 波动光学（二）

学号 姓名 专业、班级 课程班序号

一 选择题

[A ]1. 在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍变窄，同时使会聚透镜L沿y轴正方向作微小位移，则屏幕E上的中央衍射条纹将

(A) 变宽，同时向上移动 (B) 变宽，同时向下移动

(C) 变宽，不移动 (D) 变窄，同时向上移动

(E) 变窄，不移动

[ D ]2. 在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a稍微加宽，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

[ C ]3. 在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹

(A) 间距变大

(B) 间距变小

(C) 不发生变化

(D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化

[ B ]4. 一衍射光柵对某一定波长的垂直入射光，在屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲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

[ B ]5. 波长 =5500 Å的单色光垂直入射于光柵常数d = 210-4cm的平面衍射光柵上，可能观察到的光谱线的最大级次为

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

二 填空题

1. 用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第二个暗条纹中心相对应的半波带的数目是_____4_________。

2. 如图所示，在单缝夫琅和费衍射中波长的单色光垂直入射在单缝上。若对应于汇聚在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____________CDBCAB，则光线1和光线2在P点的相差为  。

3. 一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹，若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第__一___级和第___三__________级谱线。

4. 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为1=440nm的第3级光谱线，将与波长为2 =

660 nm的第2级光谱线重叠。

5. 用波长为的单色平行光垂直入射在一块多缝光柵上，其光柵常数d=3μm，缝宽a =1μm，则在单缝衍射的中央明条纹中共有 5 条谱线(主极大)。

P5.1ABCDa1234 L 屏幕

单缝

f单缝

aLEfOxy - 2 - 三 计算题

1. 波长=600nm的单色光垂直入射到一光柵上，测得第二级主极大的衍射角为30o，且第三级是缺级。则

(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。

解：(1) 由光栅公式：kdsin，由题意k = 2，得

(m)104.25.0106230sin267bad

(2) 设单缝第一级暗纹与光栅衍射第三级明纹重合，则第三级缺级，则

(m)108.0104.2313,366baaaba

(3) 最大级次满足 3,4106104.2max76maxkdk

又k = 3缺级，所以屏上可见k = 0，±1，±2共5个主极大

2. 用波长λ=500nm的平行光垂直照射在宽度a=1mm的狭缝上，缝后透镜的焦距f=1m。求焦平面处的屏上

(1)第一级暗纹到衍射图样中心的距离；

(2)第一级明纹到衍射图样中心的距离；

(3)中央明条纹的线宽度和角宽度。

解：（1）因为暗纹分布满足

,22sinka ,3,2,1k

且较小时，fxtansin，所以k=1时，第一级暗纹到衍射图样中心的距离

)(5.0)(1051050010114931mmmafx

（2）因为明纹分布满足

,2)12(sinka ,3,2,1k

且较小时，fxtansin，所以k=1时，第一级暗纹到衍射图样中心的距离 )(75.01052323'41mmafx

（3）根据第一级明纹的分布，得中央明纹的线宽度

)(110522410mmxx

角宽度

)(10111013500radfx

合集下载

西工大与西安交大期末复习考研备考大学物理题库 六、波动光学 19 光的偏振

西工大与西安交大期末复习考研备考大学物理题库 六、波动光学 19 光的偏振

六、波动光学 19 光的偏振

一、选择题(共22题)

选择题： 一束光强为I0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、 4/0I2

B、 I0 / 4．

C、 I 0 / 2．

D、 2I0 / 2．

答案： B

难度：易

选择题：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I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为( )

A、 I0 / 8．

B、 I0 / 4．

C、 3 I0 / 8．

D、3 I0 / 4．

答案：A

难度：易

选择题：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．

答案：B

难度：易

选择题：光强为I0的自然光依次通过两个偏振片P1和P2．若P1和P2的偏振化方向的夹角＝30°，则透射偏振光的强度I是( )

A、 I0 / 4．

B、3I0 / 4．

C、3I0 / 2．

D、3 I0 / 8．

答案：D

难度：中

选择题：一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为( )

波动光学复习要点

波动光学复习要点

波动与光学

1、简谐振动

（1）方程：0costAx

（2）动力方程：

弹簧振子：xktxmF22dd xtx222dd mk

单摆（小角度）：mgllmgtmlMsin222dd lg2

（3）物理量：

速度：)2cos()sin(00πddmttAtxvv

加速度：)cos()cos(002πddmtatAtav

振幅A ： （最大位移，x =±A ） 由00cosAx，0sinA0v得 2020vxA

角频率、周期、频率： 2T 21Tv

相位，初相位：0t 0

ooxvtan

（4）能量

动能：)(sin21212222tAmmEvk

势能：)(cos2121222tkAkxEp

总机械能：2222212121mmvAmkAEEEk （km2，mvA） 平均值：

2、简谐振动的旋转矢量法

3、简谐振动的合成

（1）两个同方向、同频率的简谐运动的合成

由余弦定理得：)cos(212212221AAAAA

由图可知：22112211coscossinsinarctanAAAA

（2）振动方向相同、频率不同的简谐运动的合成（取振幅与初相位相同研究）

（3）振动方向垂直的简谐运动的合成

4、机械波的概念

振动状态在空间的传播称为波动。机械振动在空间的传播叫机械波。机械波需要波源与弹性介质。最简单的波是简谐波。简谐波可以是横波，也可以是纵波。由同相振动的点组成的面叫同相面或波面，离波源最远，即最前方的波面称为波或波阵面。代表传播方向的直线叫波线。

大学物理波动光学总结

大学物理波动光学总结

1 大学物理学波动光学的学习总结

（北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院131715班 北京 100191）

摘要：文章就大学物理学中的波动光学中的核心部分包括干涉，衍射，偏振部分的知识做了梳理，

并就对推动波动光学理论建立的光学实验做了总结性的介绍和研究。

关键词：波动光学 干涉 衍射 偏振 实验

19世纪初，人们发现光有干涉、衍射、和偏振等现象。例如，在日常生活中常可看到在太阳光的照耀下，肥皂泡或水面的油膜上会呈现出色彩绚丽的彩色条纹图样；又如，让点光源发出的光通过一个直径可调的圆孔，在孔后适当位置放置一屏幕，逐渐缩小孔径，屏幕上上会出现中心亮斑，周围为明暗相间的圆环形图案等等。这些现象表明光具有波动性，用几何光学理论是无法解释的。由此产生了以光是波动为基础的光学理论，这就是波动光学。19世纪60年代，麦克斯韦建立了光的电磁理论，光的干涉，衍射和偏振现象得到了全面说明。

本文将从光的干涉衍射和偏振来讨论光的波动性以及波动光学中的经典实验。

一、光的干涉

1.光波

定义光波是某一波段的电磁波，是电磁量E和H的空间的传播.

2.光的干涉

定义满足一定条件的两束(或多束)光波相遇时，在光波重叠区域内，某些点合光强大于分光强之和，在另一些点合光强小于分光强之和，因而合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，称为光的干涉现象，光波的这种叠加称为相干叠加，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布称为干涉条纹，其中强度极大值的分布称为明条纹，强度极小值的分布称为暗条纹.

3.相干条件

表述两束光波发生相干的条件是:频率相同，振动方向几乎相同，在相遇点处有

恒定的相位差.

4.光程差与相位差

定义两列光波传播到相遇处的光程之差称为光程差;两列光波传播到相遇处的相位之差称为相位差.

5.双光束干涉强度公式

表述在满足三个相干条件时，两相干光叠加干涉场中各点的光强为

2 式子中，相位差保持恒定，若021III则

波动光学(二)答案

波动光学(二)答案

精品文档

。 1欢迎下载 第十二章 波动光学（二）

一. 选择题

[ D ]1. 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．

注:kdsin波长越长,偏离中心越远.

[ B ]2. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a＝4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．

注:24sina

[ B ]3. 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．

注:,'/kkad当此比值为整数时,该整数即为第一个缺级.

[ C ]4. 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a稍梢变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小平移(透镜屏幕位置不动)，则屏幕C上的中央衍射条纹将

(A) 变窄，同时向上移；

(B) 变窄，同时向下移；

(C) 变窄，不移动；

(D) 变宽，同时向上移；

(E) 变宽，不移．

注: sina

[ D ]5. 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．