1、波动光学复习题一.选择题1双缝间距为 ，双缝与屏幕相距 ，用波长为 的光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻2m30cm06A两明纹的距离是（ B ） 。A B C D 4.50.9.124.152在同一媒质中两列相干光的强度之比 是，则两列相干光的振幅之比是：（ B ）IA 4 B 2 C 16 D 211A21A21A43一束光强为 的自然光，相继通过三个偏振片 P 、P 、P 后，出射光的光强为 ，已知 P0I 13 0/8I和 P 的偏振化方向相互垂直，若以入射光为轴，旋转 P ，问 P 最少要转过多大角度，才能使出射光1 2的光强为零。 （ B ）D 604530CA 904单色平行光垂直照
2、射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为 e, 且 n n , 为入射光在 n 中的波长，则两束反射光的光程差为（ C ） 。123111221neDCeB5在上题中，若 n1 n2 B n1 = n2 C n1 n2 D 难以判断14在迈克逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改n变量为一个波长 ，则薄膜的厚度是（ D ） 。A B C D 2n2(1)15.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： BA 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、16以白光垂直照射光栅，所得到的一级光谱按衍射角从小到大排列的顺序是（ A ） 。A 紫黄红 B 红紫黄 C 黄红紫 D 红黄紫17.在单缝夫琅和费衍射实验中,若增大缝宽,其它条件不变,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 宽度不变,但中心强度增大18.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1.获得相干光的途径一般有两种，其中杨氏双缝干涉用到的_分波面的方法_，薄膜
4、干涉用到的_分振幅的方法_。 2.光程差是把光在介质中通过的路程差按_相位变化_相同折合到真空中的路程差。3.光栅衍射条纹是 单缝衍射 与 多缝干涉 的总效果。4.光的偏振是指_光波的振动方向相对传播方向的不对称性_的现象。5某单色光垂直入射到一个每毫米有 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为 ，则入射光80 30的波长应有 1/1600(mm)=6250 。oA6光由空气射入折射率为 的玻璃在图所示的各种情况中，用黑点和短线把反射光和折射光的振动方n向表示出来，并标明是线偏振光还是部分偏振光图中 .arctn,0i6.解：见图 7在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角 弧度，在波长 的单色光
5、垂直照射下，410.oA70测得两相邻干涉明条纹间距 ，此透明材料的折射率 1.40 。0.25lcmn8若一双缝装置的两个缝分别被折射率为 和 的两块厚度均为 的透明介质所遮盖，此时由双缝分1n2e别到屏幕上原中央极大所在处的两束光的光程差 (n1-n2)e 或 (n 2-n1)e 均可 。9波长为 的单色平行光，垂直入射到缝宽为 的单缝上，缝后有一焦距60n0.6am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 1.2mm ，两个第三级fcm暗纹之间的距离为 3.6mm 。10用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片
6、时，发现透射光强的最大值为最小值的 倍，则入射光中，自然光强 与线偏振光强 之50II比为 1/2 。11光的干涉和衍射现象反映了光的 波动性 性质。光的偏振现象说明光波是_横波 波。12干涉条纹的变化和移动，实质上是由于两相干光的 光程差 改变，_光程差 每变化一个波长值，条纹的级次就 增加或减小 一级。13等倾干涉和牛顿环的干涉图样都是明暗相间、内疏外密的同心圆环。等倾干涉图样的中央条纹级次 最高 ；随薄膜的厚度变化，中央条纹会出现 “吞” “吐”环 现象；牛顿环中央为 零级 的暗 纹14用两块平玻璃构成劈尖观察等厚干涉条纹，如图（a） 、 （b）所示，若劈尖上表面向上缓慢地平移，则条纹间
7、距 不变 ，条纹向 劈棱 方向移动。若把劈尖角逐渐增大，则条纹间距 变小 ，条纹向 劈棱 方向移动，条纹数目将 增多 。15用波长为 的平行单色光垂直照射在图中所示的装置，观察空气薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试在上右图中所示的装置下方的 方框内画出相应的干涉条纹，只画暗纹，表示出它们的形状，条数和疏密。三计算题1. 在杨氏双缝实验中，双缝间距 ，缝屏间距 ，试求：0.2dm1.0Dm(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为 ，计算此单色光的波长；6(2)相邻两明条纹间的距离。1.解: (1)由 知， ，kdDx明 2.01.63 3106.moA(2) 3106.2.13dxm图 14
8、题47图 15 题2. 用波长 550nm 的单色光垂直照射到相距为 1mm 的双缝上，已知屏幕到双缝的距离为 2m，求中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离。2解 根据杨氏双缝干涉明纹公式，可以得到中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离为 mdDkx0176.1528393.在双缝装置中，用一很薄的云母片 覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好(.58)n移到屏幕中央原零级明纹的位置若入射光的波长为5500 ，求此云母片的厚度。oA3.解: 设云母片厚度为 ，则由云母片引起的光程差为eene)1(按题意 7 610.58.1ne m.4.如题4图，波长为6800 的平行光垂直照射到 0.1
9、2m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，oAL另一边被直径 =0.048mm的细钢丝隔开求：d(1)两玻璃片间的夹角 ?(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少?(3)相邻两暗条纹的间距是多少?(4)在这0.12 m内呈现多少条明条纹?4.解: (1)由图知， ，即dLsinL故 (弧度)4310.12.048d(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为 710.32em(3)相邻两暗纹间距 641085.6l 85.(4) 条14lLN5.有一玻璃劈形膜，玻璃的折射率为 1.50，劈形膜的夹角为 5.010-5rad，用单色光正入射，测得干涉图 4 题条纹中相邻暗纹间的距离为 3.6410-3m，
10、求此单色光的波长。5.解 根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式l=/(2nsin)/2n可得入射光的波长为= l2n代入数据= 2 l n=23.6410 -31.505.010-5=546010-10m6利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长当 移动距离为 0.322mm时，观察到干涉条纹移动数1M为 1024 条，求所用单色光的波长。6.解: 由 2Nd得 10243.3d7289.6m689oA7单缝宽 0.10mm，透镜焦距为 50cm，用 的绿光垂直照射单缝求：位于透镜焦平面处的50o屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少? 7.解：中央明纹的宽度为 2xfa半角宽度为 1sin 3
11、310.5.502x m33101.sinrad8.有一单缝，逢宽 ，缝后透镜焦距为 ，用平行橙光 垂直照射单缝。求：（1）屏0.3m0.8m60A幕上中央明纹宽度；（2）第三级明纹中心到中央明纹中心的距离。8.解 （1）把已知数据代入单缝衍射中央明条纹的宽度公式，可得afl 33100 25.682（2）对于第三级明纹2/7/)132(sina所以 /7故第三级明纹到中央明纹中心的距离为si2fxftga代入数据，得103370.865.692m9. 用 的钠黄光垂直入射到每毫米有 条刻痕的光栅上，问最多能看到第几级明条纹?590oA09.解： 1bam310.241.2oA由 知，最多见到
12、的条纹级数 对应的 ,ksin)( maxk2所以有 ，即实际见到的最高级次为 .39.501.24maxb 3maxk10. 已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为 ，它们都发出波长为 的光，试64.810rad50A问望远镜的口径至少要多大，才能分辨出这两颗星?10.解：由最小分辨角公式 D2.1 86.3084.52.1. 6Dcm11. 使自然光通过两个偏振化方向夹角为 的偏振片时，透射光强为 ，今在这两个偏振片之间再插6o 1I入一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成 ，问此时透射光 与 之比为多少?3011.解：由马吕斯定律 2016cosI80I3290cos32020 I
13、I 5.491I12.一束自然光从空气入射到平面玻璃上，入射角为 ，此时反射光为偏振光。求此玻璃的折射率及折58o射光的折射角。12.解 根据布儒斯特定律可以知道，当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为偏振光，因而布儒斯特角为 i=580，玻璃的折射率为n=tg580=1.6反射光与折射光垂直，所以折射角为 900-580=320标准答案：一.选择题1B 2B 3B 4C 5B 6D 7B 8D 9C 10D 11B 12B 13C 14D 15B 16A 17A 18C 二.填空题 1.分波面的方法，分振幅的方法2.相位变化3. 单缝衍射，多缝干涉4. 光波的振动方向相对传播方向的不对称性5. 1/1600(mm)=6250oA6.解：见图 7. 1.408.(n1-n2)e 或 (n 2-n1)e 均可 9. 1.2mm; 3.6mm 10. 1/211.波动性；横波； 12.光程差；光程差；增加或减小13.最高； “吞” “吐”环； 零； 暗14.不变； 劈棱； 变小； 劈棱； 增多15.三计算题1.解: (1)由 知， ，kdDx明 2.01.63 3106.moA(2) 3106.2.13dxm2解 根据杨氏双缝干涉明纹公式，可以得到中央明纹两侧的第八级明纹之间的距离为 dDkx0176.158239
