大学物理—光学习题.pdf

光学：1等厚薄膜干涉中，当反射光干涉增强时必有透射光干涉减弱；.（）2单缝衍射中，如以白光入射，则在中央明纹两侧由里到外依次为由红到紫。.（）3.可以采取减小双缝间距的办法增大双缝干涉条纹的间距。（）4.两束光产生相干叠加的条件相位差相同，频率相同，振动方向相同。（）5、增大天文望远镜物镜的孔径主要是为了有效地提高其成像的放大率。（）6、自然光射入各向异性晶体时一定会发生双折射现象。（）7、从水面、柏油路面等反射的光通常都是部分偏振光。（）8、在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹对应的衍射角变大。（）9.在单缝衍射中，将透镜沿垂直于透镜光轴稍微向上移动时，则观察屏上的衍射图样会移动。（）10.若以相位的变化相同为条件,光在折射率为 n 的介质中传播L 距离,相当于光在真空中传播的距离为 nL。（）2.为了使双缝干涉的条纹间距变大，可以采取的方法是 A.使屏靠近双缝；C.使两缝的间距变小；C.使两缝的宽度稍微变小；D.改用波长较小的单色光源。3.一束平行的自然光以 60 度的入射角由空气入射到平行玻璃表面上，反射光成为完全线偏振光，则知 A 折射光的折射角为 30 度，玻璃的折射率为 1.73B 折射光的折射角为 60 度，玻璃的折射率为 1.73C 折射光的折射角为 30 度，玻璃的折射率为 1.50D折射光的折射角为 60 度，玻璃的折射率为 1.504波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为 30，则缝宽的大小为 A.a B.a 2C.a 2D.a 3第 5 页共 6 页5.一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 A.12C.13 B.15D.236、在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a 6的单缝上，对应于衍射角为 30O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8、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（）A.使屏靠近双缝；B.改用波长较小的单色光；C.把缝的宽度稍微调小些；D.使两缝间距变小。9、光的偏振现象证实了（）A光具有波粒二象性；B光是电磁波；C光是横波；D光是纵波。10、波长为400nm的光垂直照射到每1mm内有 600 条刻痕的光栅上，则最多能观察到的衍射光谱的级数是（）A.2 级 B.3 级 C.4 级 D.5 级11、在真空中波长为的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传到B，若A、B两点相位差为3，则沿此路径AB的光程差为（）1.5A.1.5 B.1.5n C.3 D.n12.增大劈尖的楔角，则条纹移动的方向和条纹间距（）A 远离棱边，条纹间距变小；B 靠向棱边，条纹间距变小；C 远离棱边，条纹间距变大；D 靠向棱边，条纹间距变大。13.某元素特征光谱中含有波长分别为 1=450nm 和 2=750nm 的光谱线。在光栅光谱中，这两种谱线有重叠现象，重叠处 2谱线的级数将是（）A.3,6,9,12.B.2,5,8,11.C.2,4,6,8.D.2,3,4,5.14、将波长为的平行单色光垂直投射于 a=800nm 的单缝上，若对应于衍射图第 5 页共 6 页样的第一级暗纹的衍射角=4，那么所用光的波长为（）（）700nm（）750nm（）566nm（）555nm15、自然光以 600的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为：（）(A)完全偏振光且折射角是 300；(B)部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是300；(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；(D)部分偏振光且折射角是 300。16、如右图所示，一厚度为e光学薄膜的折射率为n2，其上方空间介质的折射率为n1，其下方空间介 n n1 1e en n2 2质的折射率为n3，则（）n n3 3(A)若n1n2n3，满足2n2ek条件的反 射光增强；2(B)若n1n2n3，满足2n2ek条件的反射光消失；(C)若n1n2n3，满足2n2ek条件的反射光增强；(D)若n1n2n3，满足2n2ek 条件的反射光增强；217、两偏振片位置互相平行，偏振化方向夹角为 30o，一束光强为I0的自然光相继垂直通过两个偏振片，则透射光的光强为：（）AI08；B3I08；C3I04；D3I0418、如右图所示，两列波长为的相干波在 P 点相遇，S1点的初位相是1，S1到 P 点的距离是 r1，S2点的初位相是2，S2到 P 点的距离是 r2，以 k 代表零或正、负整数，则 P 点是干涉极大的条件为：第 5 页共 6 页(A)r2r1 k;(B)21 2k;2(r2r1)2k;2(r1r2)(D)21 2k(C)2119.以下两种方法都可以提高光学仪器分辨率的是()A.减小物镜孔径,减小入射波长B.增大物镜孔径,增大入射波长C.减小物镜孔径,增大入射波长D.增大物镜孔径,减小入射波长20.以下干涉实验属于分波振面干涉的是()A.增透膜B.劈尖干涉C.洛埃镜D.牛顿环21.以下三个图是双缝干涉（标记为 1）、单缝衍射（标记为 2）、光栅衍射（标记为 3）的条纹图样，则从左到右依次为()A.321B.123C.312D.其它22 波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为 30，则缝宽的大小为（）A.a B.a 2C.a 2D.a 323、在单缝的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 6的单缝上，则对应于衍射角30o的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为A.2 个；B.4 个；C.6 个；D.8 个。24、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。第 5 页共 6 页25、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。26.当入射光在各向同性介质界面上以布儒斯特角入射时（）A.入射光线和折射光线互相垂直；B.入射光线、反射光线和折射光线互相垂直；C.反射光是线偏振光，折射光是部分偏振光；D.反向光和折射光都是部分偏振光；27、下列哪种措施不能提高光学仪器的分辨率（）A.增大孔径；B.减小入射光波长；C.增大透镜焦距；D.物空间充满介质1、薄膜干涉在实际中意义最大的是等倾干涉和等厚干涉。其中牛顿环是干涉的结果，迈克尔逊干涉仪所形成的同心圆环是干涉的结果。2、光的干涉和现象说明光的波动性质；光的现象说明光是横波。3、提高光学仪器分辨率的两个途径：仪器的孔径，入射光的波长（填增大或减小）。4杨氏双缝干涉中，如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为 n，厚为 d的介质，则光程差的变化是；5 两偏振片夹角为 30，一束光强为I0的自然光相继通过两个偏振片，则透射光的光强是；6.氏双缝干涉中，如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为 n，厚为 d 的介质，则光程差的变化是；7 相干波的条件是、。8 能够说明光为横波的光学实验现象为光的现象。9 在杨氏双缝干涉实验中，将一折射率为 n、厚度为 d 的透明薄片放入其中一条光线的传播路径上，则两条光线光程差的变化量为；若将该透明薄片放入迈克尔逊干涉仪的一条光路中，这条光路的光程改变量为。10 克尔逊干涉仪的反射镜 M2移动0.25mm时，看到条纹移过的数目为 909 个，设光垂直入射到两平面镜上，则两束光的光程差变化了，入第 5 页共 6 页射光的波长为。11 束自然光从空气中入射到折射率为n的平板玻璃上，这时反射光为完全偏振光，则入射角i的值为，反射光线与折射光线之间的夹角为。12 两个偏振片叠放在一起，其偏振化方向之间的夹角为60o，以光强为I0的自然光照射，设无吸收损失，则穿过第一个偏振片的出射光强为，穿过第二个偏振片的出射光强为。13.牛顿环装置中的平板玻璃向下平移，则干涉图样中所有圆环将（填“收缩”、“扩张”或“不变”），对同一级暗环，其半径将（填“变大”、“不变”或“变小”）14.光学仪器分辨率的两种途径：_和_15 波长为 500nm 单色光垂直入射到光栅常数为1.0104cm的衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角为。16.得相干光的方法是分波面法和分振幅法，杨氏双缝干涉属于 _法，而薄膜干涉属于_法。17.自然光在空气中以某一入射角入射到平板玻璃上，这时反射光为完全偏振光。若折射光的折射角为 30o，则太阳光的入射角为，该玻璃的折射率为。18.然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为 1），当折射角为300时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于。19.是自然光和偏振光的混合光，让它们垂直通过一偏振片，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和线偏振光的光强比值为。20.550nm 的单色光垂直入射到光栅常数为 a+b=210-4cm 的平面透射光栅上，可观察到谱线的最高级次为第级；共有条主极大亮纹。21.缝干涉实验从空气移入水面之下进行，则干涉条纹间的距离将。（填变大、变小或不变）22.为的单色光垂直入射到折射率为 n 厚度为 e 的薄膜上，薄膜放在空气中，则第 5 页共 6 页薄膜两表面反射（不考虑多次反射）的光线其光程差为_.23.行单色光垂直入射在缝宽为 0.1mm 的单缝上，缝后有焦距为 800mm 的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕现测得屏幕上中央明条纹宽度为 8 mm，则入射光的波长为_nm24.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时，发现透射光强的最大值为最小值的 3 倍，则入射光中自然光强与线偏振光强之比为_25.空气射向某介质时的布儒斯特角是 600,则此介质的折射率为_26.衍射的光强分布由和共同决定。1 用波长为的单色光垂直照射宽度a 0.6mm的单缝，缝后凸透镜的焦距f 40cm。衍射屏幕上离中心点 O 的距离为x 1.4mm的P点恰为一明纹的中心。求：（1）该入射光的波长和P点处明纹的级次；（2）该明纹相应单缝处的波振面被划分为多少个半波带。2 如图所示的是集成光学中的楔形薄膜，它由沉积在玻璃衬底上的氧化钽构成，其楔形端从 A 到 B 厚度逐渐减小为零。为了测量薄膜的厚度d，以波长为 632.8nm的激光垂直照射，观察到薄膜楔形端（AB 段）共出现 11 条暗纹，且 A 处对应于一暗纹。已知氧化钽对632.8nm激光的折射率为n 2.21，试求氧化钽薄膜的厚度d。3 在半导体生产中需要测量物质 A 上 SiO2薄膜的厚度，将此薄膜磨成劈尖。已知 SiO2的折射率为 1.5，物质 A 的折射率为 1.3，用波长 633nm 的光垂直照射，观察整个斜面上刚好有 9 条暗纹和 9 条明纹，求 SiO2薄膜的厚度。SiO2dA AnB BA4 单缝宽 a=0.5mm，透镜焦距 f=100cm，如单色平行光垂直照射单缝，则在第 5 页共 6 页屏上形成衍射条纹；若在离屏上中央明条纹中心距离为 1.5mm 处的 P 点为一亮纹，求：(1)入射光的波长；(2)P 点条纹的级数；(3)狭缝处的波面可分为几个半波带；(4)中央明条纹的线宽度。5.所学的光学知识，请举出二种测量未知光线波长的方法，并简述其基本原理。（此题 10 分）6.缝的宽度为 a=1.010-4m，透镜焦距为 0.5m，有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处，现用 760nm 的平行单色光垂直照射，在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。（本题 10 分）求：（1）中央明纹的宽度；（2）第三级暗纹中心的位置。7 如图，在眼镜表面镀上一层 MgF2薄膜作为增透膜。为了使垂直入射的波长为500nm 的光尽可能减少反射，试计算 MgF2薄膜的最小厚度。已知空气、玻璃、MgF2的折射率分别为n11.00,n21.60,n 1.38。（本题 10 分）n1nn28 在双缝实验中，入射光波长为 500 nm，双缝距观察屏为 1 米，双缝之间距离为 0.25mm.用折射率 n=1.5 的很薄的玻璃片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第 0 级亮条纹刚好移动了 1cm.求玻璃片的厚度.9 用一个每毫米有 500 条缝的衍射光栅观察钠谱线（波长 589nm），问平行光在垂直入射时，最多能看见哪几级谱线？共看到几条谱线？（不考虑缺级）（本题 8 分）10 如图 4，在眼镜表面镀上一层 MgF2薄膜作第 5 页共 6 页n1nn2计算题 第 4 题图为增透膜。为了使垂直入射的波长为 500nm 的光尽可能减少反射，试计算 MgF2薄 膜 的 最 小 厚 度。已 知 空 气、玻 璃、MgF2的 折 射 率 分 别 为n11.00,n21.60,n 1.38。（本题 8 分）11 油轮漏出的油(n1=1.20)污染了某海域，在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污。油层厚度为 e=460nm，试问在可见光范围内（400760nm）：(1)飞行员从上往下观察哪些波长的光增强？(2)潜水员从下往上观察哪些波长的光增强？12 自然光通过两个偏振化方向成60o的偏振片，透射光强为I1，今在这两个偏振片中间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成30o，则透射光强为多少？13 光垂直照射在空气中厚度为 0.4m 的玻璃片上，玻璃的折射率为 1.50，在可见光范围内求：（1）哪些波长的光在反射中增强；（2）哪些波长的光在透射中增强；14 缝的宽度为 a=1.010-4m，透镜焦距为0.5m，有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处，现用 760nm 的平行单色光垂直照射，在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。求：（1）中央明纹的宽度；（2）第三级暗纹距中央的距离。第 5 页共 6 页