光学答案.doc

1、 1（ 第十 一 章 解答） 第十一 章 光学 习题（ 1）解答 一、 选择题： 1、（ B） 解：相邻明纹间距为： mddx 4932 10910600102 10300 2、（ B） 解：设中央明纹移动到 O 位置，根据中央明纹条件： 0r 有： 0)()( 2211 OSSSOSSS 由于： 21 SSSS ，所以 OSOS 21 ，即 O 在 O 点上方 条纹间距 ddx 与光源的位置无关，所以不变，故选（ B） 3、（ D）因为两束光频率不同，不满足相干条件。 4、（ B）光线在反射镜反射时有半波损失。 5、（ B） 解：根据 2)12(s in kd ，对于一级暗纹， 0k ， 2

2、 二、填空题： 1、 04I 根据 2cos4 20 II ， 2、 减小双缝间距 ， 增大双缝到观察屏距离 ddx 。 3、 nm500 ，由 mddkx 0075.0102 134 三、解： (1)由 kdDx 明可知 : 36 .0 (1 1 0 / 0 .2 ) 2 30. 6 10 60 00mm (2) 33 ( 1 1 0 ) / 0 . 2 0 . 6 1 0 3Dx m md 四、解： mmxmdmmd 2 78.22,20.1,3.0 2（ 第十 一 章 解答） 方法 1：屏上暗纹的位置 4,212 kkddx ，代入数据，可得 nm8.632 ，为红光。 方法 2：屏上相

3、邻暗纹（或明纹）间距 mmxddx 978.22, ，代入数据，可得 nm8.632 ，为红光。 五、解：（ 1） dkDx 2 xkDd 2 此处 5k ，故 mmd 910.0 （ 2） 过 20 个条纹间距，即经过的距离 mmdDl 2420 （ 3）不变。 第十一 章 光学 习题（ 2）解答 一、 选择题： 1、（ B） 解：没有玻璃片： 512 rr ；有玻璃片： 0)1(12 enrr 所以： cmne 4100.615 2、（ A） 解： 5.1232 3、（ A） 减小增大，依据 lnl 2 4、（ B） 解：根据： ken 22 ，得： nke 2 )21( 最小厚度对应 1

4、k ， ne 4 5、（ E） 解：根据 2)12(2 kne 得 nke 4 )12( 3（ 第十 一 章 解答） 最小厚度对应 0k ， nmne 6.904 二、填空题： 1、 5:3 解 ： krr 12 kenenrr 112212 )1()1( 53111221 nnee2、 en )1(2 、 4000 解：（ 1） en )1( ， en )1(22 （ 2） 4)1( en ， nmne 4 0 0 014 3、 0.75 解： ddx ， nmnxnddxn 75.0 4、 639.7nm 、 404.3nm 、 505.4nm 解：正面：根据 kne 22 ，得212kn

5、e 当： 1k ， nmne 6.20214 不可见光 2k ， nmne 9.67334 可见光 3k ， nmne 3.40454 可见光 4k ， nmne 5.28874 不可见光 背面：根据 kne2 ，得 kne2 1k ， nmne 8.10102 不可见光 2k ， nmne 4.505 可见光 3k ， nmne 7.25221 不可见光 4（ 第十 一 章 解答） 三、解：设云母片的厚度为 e ，则由云母片引起的光程差为： ( 1)ne e n e 按题意： 7 1 0 67 / ( 1 ) ( 7 5 5 0 0 1 0 ) / ( 1 . 5 8 1 ) 6 . 6 1

6、 0 6 . 6e n m m 四、 解：（ 1）由折射定律 n1sinsin 可得 2423.1 30s ina r c s ins ina r c s in1 n （ 2） 181044.2 smncvnnmmnn 4 8 81088.4 7 Hzc 14100.5 （ 3） S 到 C 的几何路程为： mBCdSABCABSASC 1 1 1.0c o s 1 S 到 C 的光程为 mBCnABSADn ii 114.011 五、解：光在 油膜上下表面的反射 无 半波损失，由： 2)12(22 ken反当 nm5001 时，有 2)12(2 112 ken（ 1） 当 nm7002 时，

7、有 2)12(2 222 ken（ 2） 由于 500nm与 700nm这两个波长之间无别的波长发生相消，故 1k 、 2k 为两个连续的整数， 21 kk ，且 121 kk （ 3） 由式（ 1）、（ 2）和（ 3）得： 23 21 kk 求得油膜的厚度为： nme 1.673 5（ 第十 一 章 解答） 第十一 章 光学 习题（ 3）解答 一、选择题： 1、（ D） 解：设一支光路长为 l ， 薄 膜厚为 x ，依题意有： lnxxl 22)(2 )1(2 nx 2、（ D）右半部分有附加光程差，左半部分没有。 3、（ B）根据 2l 4、（ C） 二、填空题： 1、2221rr解： k

8、Rr 1 ， nkRr 2，2221rrn2、 m39.3 解：由 Rkrk )21( ， Rkrk )214(4 得： mrrR kk 39.3103.5 8 94 )101()103(4 9 232322 4 3、 nm539 解：由 2Nx 得： nmNx 5392 4、 相等 ； 减小 ； 减小 。 根据相邻条纹的间距： nl 2 三、解：劈尖干涉，相邻的暗纹间距为： 2l （ 1） 且 ldtg （ 2） 6（ 第十 一 章 解答） 两式联立得： ml 31018.1 四、解： (1)由牛顿环暗环公式： kr kR 据题意有 12( 1)r kR k R 2 1 2/( )k ，代入

9、上式得： 1212Rr 2 1 0 1 0 31 0 1 01 9 0 1 0 6 0 0 0 1 0 4 5 0 0 1 0 1 .8 5 1 06 0 0 0 1 0 4 5 0 0 1 0 m (2)用 nm5001 照射， 1 5k 级明环与 2 的 2 6k 级明环重合，则有 2 )12(2 )12( 2211 RkRkr 2 1 2 1 ( 2 1 ) /( 2 1 ) ( 2 5 1 ) /( 2 6 1 ) 5 0 0 0 4 0 9 1kk 409.1nm 五、解：劈尖内充满空气时，间距 21l，劈尖内充满液体时， nl 22 )11(221 nlll r a dnl 46

10、107.1)4.1 11(5.02 106 0 0)11(2 第十一 章 光学 习题（ 4）解答 一、 选择题： 1、（ A） baa ba 12 2、（ D） 32330s in aa 3、（ D） 解：由 afx 2 ，afafx 22123 432 4、（ B） 7（ 第十 一 章 解答） 5、（ D）解：单缝衍射的暗纹位置 afkx ， 高级 明纹位置： afkx )21( kk, 均为大于 0 的整数。 代入已知得： 2k ， 5.1k （舍去） 。 2k 满足暗纹条件。 另外： 242s in a ，所以有四个半波带。 二、填空题： 1、 子波 、 子波相干叠加 2、 4 、 第一

11、 、 暗 3、 1.47 、 3.68 解：一级暗纹： mmafx 47.1 ，二级明纹： mmafx 68.325 4、 3 、 明 、 4 、 暗 、 a2 三、解： 单缝衍射中的明纹条件为 212s in kb （ 1） 透镜到屏的距离为 f ，由于 bf ，fxsin， 根据单缝衍射明纹条件 212s in kb ，有： 212 kfbx 有 nm400min 时， 75.4max k nm760max 时， 27.2min k 3k 和 4k 当 3k 时， nm6001 当 4k 时， nm7.4661 （ 2）当 nm6001 时 3k 当 nm7.4662 时 4k （ 3）当

12、 nm6001 时 3k ，半波带数目为 712 k ；当 nm7.4662 时8（ 第十 一 章 解答） 4k ，半波带数目为 912 k 四、解：中央明纹的宽度为 2xfna半角宽度为 1sin na (1)空气 中， 1n ，所以 10 335 0 0 0 1 02 0 . 5 0 5 . 0 1 00 . 1 0 1 0xm 101335 0 0 0 1 0s i n 5 . 0 1 00 . 1 0 1 0 r a d (2)浸入水中， n=1.33，所以有 10 335 0 0 0 1 02 0 . 5 0 3 . 7 6 1 01 . 3 3 0 . 1 0 1 0xm 五、解：

13、 (1)由式 ( ) sina b k 对应于 1sin 0.20 与 2sin 0.30 处满足： 100 .2 0 ( ) 2 6 0 0 0 1 0ab 10.3 0 ( ) 3 6 0 0 0 1 0ab 得 ： 66.0 10a b m (2)因第四级缺级，故此须同时满足： ( ) sina b k sinak 解得： 6 ( ) / 4 1 .5 1 0a a b k k 取 1k ，得光栅狭缝的最小宽度为 61.5 10 m (3)由 ( ) sina b k，得： ( ) sin /k a b 当 2 ，对应 maxkk 6 1 0m a x ( ) / ( 6 . 0 1 0

14、 ) / ( 6 0 0 0 1 0 ) 1 0k a b 因 4, 8缺级，所以在 90 90 范围内实际呈现的全部级数为0 , 1 , 2 , 3 , 5 , 6 , 7 , 9k 共 15 条明条纹 ( 10k 在 90 处看不到 ) 9（ 第十 一 章 解答） 第十一 章 光学 习题（ 5）解答 一、选择题： 1、（ E） 解：020 8330c o s2 III 2、（ B） 解：设 1P 与 2P 偏振化方向之间夹角为 ， 2P 与 3P 偏振化方向之间夹角为 ，由马吕斯定律得： 908c o sc o s2 0220且III 45 要是出射光强为零，则 2P 需要转过 45 。

15、3、（ A） 解：设入射的自然光和线偏振光的强度分别为 1I 和 2I ，由已知可得： 21252 21121 IIIII4、（ C） 解：设自然光和偏振光的强度分别为 0I 和 I ，由马吕斯定律得： 21.030c o s30c o s30c o s2 02220 IIII 5、（ B） 6、（ C） 二、填空题： 1、 光强不变 ， 光强在最小值（不等于零）和最大值之间变化 ， 10（ 第十 一 章 解答） 光强在零和最大值之间变化 2、 线偏振光 ， 20 1tan ni n3、 传播速度 ， 单轴 三、解： 入射光通过偏振片 1 和 2 后，透射光强为 60c o s21 201 I

16、I插入偏振片 3 后，其透射光强为 30c o s30c o s21 2202 II两式相比可得： 12 25.2 II 四、解：如图，根据布儒斯特定律，可得： 201 1.33ntgi n 13.133.1 50.1120 nntg i 据折射定律得： 0 21sinsini nn 根据三角关系得： 0i 5.11 第十 一 章 光学 自测题解答 一、选择题： 1、 （ D）。根据相邻条纹的间距： nl 2 ，只要劈尖角不变，间距不变。 由于 W 受热膨胀时，厚度变化， 当 某一 厚度向左平移，则 与该厚度 相 对 应的条纹也向左平移。 2、（ C） 3、（ A），根据： afx 2 0i 0i