1、S 1S 2SS O一 、 选择题 1 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 (Dd)。用波长为 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 ( D ) (A) 2D / d (B) d / D (C) dD / (D) D /d 解： . . . . . )2,1,0(2)12 kdDkdDkx暗纹（明纹在双缝干涉实验 中， 屏幕上干涉条纹中相邻暗纹 间距 是 dx D 2 在双缝干涉实验中，若单色光源 S 到两缝 S1、 S2 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（ B ） （ A）
2、中央明纹向上移动，且条纹间距增大 （ B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变 （ C）中央明纹向下移动，且条纹间距增大 （ D）中央明纹向下移动，且条纹间距不变 解： 如图 示，由 S 发出光到达 S1 和S2光程相同，它们传到屏 中央 O 上光程差 =0 形成明纹。 光源移到 S时， 分别到达 S1和S2 时 出 现光程差。 为了保持原中央 明条纹处光程差为 0（补偿双缝前的光程差） ，中央明纹 的位置 会 由点 上移至 O处， 使由 S沿 S1、 S2狭缝传到 OL 处的光程差仍为 0， 屏上条纹位置上移 。 间距 dDx 不变（ d 为双缝间距）。 3 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平
3、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 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 如 果滚柱之间的距离 L 变小，但滚柱直径 d 未 变 ， 即 相 当 于 变大 ， 由 图 上 几 何 关 系 有 ：Ldbn /2/s i n ， 可知：在 d 不变情况下，若 变大，则 b 和L 都 变小，即条纹间距变小； 另： 总 条 纹 数 为ndbLN /2/ 当 b 和 L同时变下 时 ， N
4、不变。 4 把一 平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 （ B ） (A) 向中心收缩，条纹间隔变小 ； (B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 (C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化 R r (D) 向外扩张，条纹间隔变大 解： 当平凸透镜慢慢地向上平移时， 对于视场中固定一点，光程差增大，说明原来外侧 k 级较大的干涉环条纹向中心移动。 而光程差改变，意味着中央条纹在明暗条纹中交替。 5. 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 ） (A) 宽度变小 (B) 宽度变大 (C) 宽度不变，且中心强度也不变 (D)
5、 宽度不变，但中心强度增 大 解： 单缝夫琅禾费衍射 暗纹 中央明纹宽度 b fx 20 单缝宽 b增大，则 中央明纹 宽度减小 ； b 增大， 减小，衍射效果减弱。 6.折射率为 1.30的油膜覆盖在折射率为 1.50的玻璃片上，用白光垂直照射油膜，观察到透射光中的绿光（ nm500 ）加强，则油膜的最小厚度是 （ D ） (A) 83.3nm (B) 250nm (C) 192.3nm (D) 96.2nm 解： （ 1） 由于 nm500 的光在透射中加强，则在反射中减弱，两反射光干涉相消则有 2)12(2 2 kdn (n2油膜折射率 )，24)12( nkd 取 k=0,dmin=9
6、6.2nm， ),2,1( kk 明纹 ),1,0()21( kk 暗纹 22 dfbfx 1（ 2）透射光加强， ).1(22 2 kkdn dmin=96.2nm. 7. 波长 550nm 的单色光垂直入射于光栅常数 41 .0 1 0d c m 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 解： 光 栅 方 程 . . )2,1,0(s i n kkd 可知82.1)2/s in (m a x dk ， k只能取整数， 所以最多可看到第一级明纹。 8. 某元素的特征光谱中含有波长分别为 1 450 nm 和 2 750 nm (1 n
7、m 10-9 m)的光谱线在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处 2 的谱线的级数将是（ D ） (A) 2 ， 3 ， 4 ， 5 (B) 2 ， 5 ， 8 ， 11 (C) 2 ， 4 ， 6 ， 8 (D) 3 ， 6 ， 9 ， 12 解： 当 两种波长的谱线重合时，衍射角相等，则 根据光栅方程则有： 21s in kkd ； 3512 kk 9. 一束光强为 I0的自然光，相继通过三个偏振片 P1、 P2、 P3后， P1和 P3偏振化方向相互垂直。 出射光的光强为 I I0 / 8若以入射光线为轴，旋转 P2，要使出射光的光强为零， P2要转过的角度是（ B ） (A)
8、 30 (B) 45 (C) 60 (D) 90 解： 假设 P1、 P2间的夹角为 ， P2和 P3间夹角为 90 ， P2转过角度为 ， 根据 马吕斯 定理， 转动前： 020220220 812s i n81s i nc o sI21)2(c o sc o sI21I II =45； 转动后： 045(c o s)45(c o sI21I 220 ）45 10. 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（ C ） (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
9、振光 解： 当光以 布儒斯特角反射时， 反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光 二 、 填空题 1. 两束光相干的条件是 振动频率相同，方向相同，相位差恒定 。获得相干光的两种方 法分别是 波振面分割法、 振幅 分割 法 。 0i 0i1n玻璃 2n空气 2.如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为 e、折射率为 n 的薄云母片覆盖在S1 缝上，中央明条纹将向 _上 _移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹 O 处的光程差为 _（ n-1） e _。 解： 干涉条纹的空间变化取决于光程差的变化。 插入介质后，两相干光在两介质（云母和空气）中的光程不同。 光程差等于折射率与光
10、波几何路程的乘积。 为了保持原中央明条纹处光程差为 0，中央明纹的位置会改 变， 由于 n1,则在云母中的光程比空气中大，则干涉条纹上移。在原 O 处光程差为 en )1( 。 3.波长为 的平行单色光垂直照射到折射率为 n 的劈形膜上，相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是 _ _。 解： OSS 1S 2e屏21 SSSS Ln1nDnn 1bb2/n对于劈尖膜，相邻明或暗条纹的厚度差为 nd 2/ 。 4. 在迈克耳逊干涉仪中的 可调反射镜平移了 0.064mm 的过程中 ,观测到 200 个条纹的移动，则使用的单色光的波长是 640 nm。 解： 如图， 在迈克耳逊干涉仪中， 光程差为 d
11、2 视场中移过的 干涉条纹数 k 和可调反射镜 竖直方向的 平移距离 关系是2kd ，则 )(640200 10064.0226 nmkd d nk 2)21( nk 2（明纹） （暗纹） 1G 2Gd2M2M1Mndd ii 215. 如图所示，用波长 500nm 的单色光垂直照射单缝， 透镜的焦距为 f=0.40m,P点位于 2.0y mm 处。 (1)如果点 P是第二级暗纹所在位置，则单缝宽 b= 0.2 mm.（ 2） 如果改变单缝的宽度，使点 P变为第一级明纹中心，此时单缝宽 b= 0.15 mm。 解 ： 22s in kb 暗纹 2)12(s in kb 明纹 )(005.0t
12、a ns in mmfy 分别代入数据计算 得： )(15.0005.02105003s i n23)(2.0005.0105002s i n26261mmbmmb6. 一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由 转到 ，则转动前后透射光强度之比为 _ 221 )coscos( _。 解： 自然光通过偏振片后 021 II 根据马吕斯定律可知转动前 012c o s21 II ； 转动后 022c o s21 II ； 所以 221 )c o sc o s( II 7. 光从某透明媒质射向空气界面时的全反射临界角是 450，那光从空气射向此媒质的布儒斯特角应是 2arctan 。 解： 光 由光密 介质 n 射到光疏 介质 n 时 ， 刚好被 全部被反射 时的反射角即为全反射 临界角， n1 2=1/sinc（ n b, fd ， 对于 P，有fxsin单缝衍射明纹条件 2)12(s in kb ， （ 2 分） 则有 2)12( kfbx
