光学练习题答案

光学练习题答案光学练习题答案 一、一、选择题选择题 1．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 S2盖住，并在 S1、S2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 2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B） 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 3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条 纹的位置与原来相比应（ A） (A) 向上移动； (B) 向下移动； (C) 不动； (D) 根据具体情况而定。 4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长 的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D ) (A)/n； (B)/2n； (C)/3n； (D)/4n。 解释：此题注意题目要求增强透射光的能量，根据能量守恒定律，也可以理解为减少反射解释：此题注意题目要求增强透射光的能量，根据能量守恒定律，也可以理解为减少反射 光的能量，即反射相干要求相消。光的能量，即反射相干要求相消。 5．一折射率为n、厚度为 e 的薄膜处于折射率分别为n1和n 3的介质中，现用一束波长为  的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n  n  n，则反射光 a、b 的光程差为 ( B ) （A） 、2n e   2 ；（B） 、2n 2e ； （C） 、2n 2e   ；（D） 、n 2e 。 6．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 3 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（B） （A）2 个（B）3 个（C）4 个（D）6 个 o 7．当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为n 1 1.50，空气 的折射率为n21，C 点处的厚度为 e，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为( B ) A．2n2e B．2n2e/2 C．2n1e D．2n1e/2 8．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离 为 L，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直 M 入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在 L 范围内干涉条纹的（ C） （A）数目减小，间距变大（B）数目减小，间距不变 （C）数目不变，间距变小（D）数目增加，间距变小 解释：此题注意：解释：此题注意：变大，由公式变大，由公式 a b a1 b1 N θ C Q n 2b ，，b变小，即间距变小，在变小，即间距变小，在 L L 范围内，要注意劈范围内，要注意劈 尖右端的滚柱虽然向左移动了，但是其高度未变，即空气劈尖的最厚处的高度（对应尖右端的滚柱虽然向左移动了，但是其高度未变，即空气劈尖的最厚处的高度（对应k最最 高级次）不变，即劈尖右端条纹所对的级次保持不变，所以干涉条纹的数目不变。高级次）不变，即劈尖右端条纹所对的级次保持不变，所以干涉条纹的数目不变。 9．波长550nm的单色光垂直入射于光栅常数d 1.010 cm的光栅上，可能观察到 的光谱线的最大级次为（ D） （A）4（B）3（C）2（D）1 10．三个偏振片P 1 、P 2 与P 3 堆叠在一起，P 1 与P 3 的偏振化方向相互垂直，P 2 与P 1 的偏振 化方向间的夹角为45，强度为I 0 的自然光入射于偏振片P 1 ，并依次透过偏振片P 1 、P 2 与 o 4 P 3 ，则通过三个偏振片后的光强为 （ C） （A） I 0 3III （B） 0 （C） 0 （D） 0 16884 二、填空题二、填空题 1．相干光的必要条件为频率相同、相位差恒定或相位相同、振动方向平行。 2．在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为 λ)的相位差为__0 或6_____； 光程差为____3_____。 3．一束波长为的单色光，从空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，要使反射光得到 加强， 薄膜的最小厚度为  4n ， 若要使反射光得到减弱， 薄膜的最小厚度为  2n 。 4．一束光强为I 0的自然光通过一个偏振片后，光强变为 1 I 0 ，若通过两个偏 2 振化方向夹角为/6 的偏振片后，光强变为 3 I 0 。 8 5．自然光从空气射到折射率为 3的玻璃上，欲使反射光成为偏振光，则起偏角应为 60o 。 6．白光垂直照射到空气中一厚度为3.810 m的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为了1.33， 则反射干涉加强的光的波长为 674nm、403nm。 7．如图所示，把细丝夹在两块平玻璃板之间，已知细丝到棱边距离为2.88810 m，入 射光波长为5.89310 m，测得30 条亮条纹间的间距为4.29510 m，则细丝的直径d 为 5.7510 m 。 8．在白光照射单缝产生的夫琅禾费衍射公式中， 某一波长为 0 的光波的第三级明条纹与红 77 光（ 710 m）的第二级明条纹相重合，则 0  510m 。 5 73 2 7 （注意：此题数据、答案我做了更改） 9． 可见光的波长范围大约从400nm 到 760nm， 将这个范围的可见光垂直入射到每厘米有6000 条刻痕的平面光栅上，则第一级可见光谱的角宽度为 0.216弧度。 10．单缝的宽度a  0.40mm，以波长 589nm的单色光垂直照射，设透镜的焦距 f 1.0m，则中央明纹的宽度为 2.945mm 。 三．计算题三．计算题 1．在双缝干涉实验中，用一云母片遮住其中一条缝后，光屏上原来第7 级明纹位置成为遮 住后的中央明纹位置。入射光的波为5.510 m，云母片的折射率为1.58。求云母片的厚 度。 解：未放云母片：r 1 r 2  7，放了后：r 1 (r 2 d  nd)  0 7 r 1 r 2  (n1)d  7 得：7 6d  6.610 m n1 4 2．已知单缝宽度b 1.010 m，透镜焦距f  0.50m，用1 400nm和2 760nm的 单色平行光分别垂直照射， 求这两种光的第一级明纹离屏中心的距离， 以及这两条明纹之间 的距离。若用每厘米刻有 1000 条刻线的光栅代替这个单缝，则这两种单色光的第一级明纹 分别距屏中心多远？这两条明纹之间的距离又是多少？ 解： 明条纹的单缝衍射方程bsin (2k 1)  2 。 当k 1， 对于1 400nm和2 760nm， sin 1  6103,sin 1 1.14102。得x 1  3mm,x 2  5.7mm,x  2.7mm 光栅方程dsin k，得   0.076 sin 1  0.04,sin 2 。得   2cm,x