光学题目.pptx

教教材材P265 13-8、在在杨杨氏氏双双缝缝实实验验中中，两两缝缝间间的的距距离离是是0.30mm，用用单单色色光光照照射射，在在离离缝缝1.2m远远的的屏屏上上测测得得两两个个第第5级级暗暗纹纹间间的的距距离离为为22.78mm，问入射光的波长为多少？它是什么颜色的光？，问入射光的波长为多少？它是什么颜色的光？解：暗条纹的位置解：暗条纹的位置故两个第故两个第5级暗纹间距级暗纹间距红光红光教教材材P265 13-10、在在劳劳厄厄镜镜装装置置中中，狭狭缝缝光光源源和和它它的的虚虚像像在在离离镜镜左左边边20 cm的的平平面面内内，镜镜长长为为30cm，在在镜镜的的右右边边边边缘缘处处放放置置一一毛毛玻玻璃璃光光屏屏，若若到到镜镜面面的的垂垂直直距距离离为为1.0mm，使使用用波波长长680nm的的红红光光，试试计计算算镜镜面面右边边缘到第一条明纹中心的距离。右边边缘到第一条明纹中心的距离。解：由于半波损失解：由于半波损失,中心为暗纹中心为暗纹第一条明纹的位置第一条明纹的位置教教材材P266 13-11、在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，两两缝缝分分别别被被折折射射率率为为n1和和n2的的透透明明薄薄膜膜遮遮盖盖，二二者者的的厚厚度度均均为为e，波波长长为为的的平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射到到双双缝缝上上，在在屏屏中中央央处处，求求两两束束相干光的相位差。相干光的相位差。解：解：教教材材P266 13-13、在在空空气气中中垂垂直直入入射射的的白白光光从从薄薄油油膜膜上上反反射射，油油膜膜覆覆盖盖在在玻玻璃璃板板上上，在在可可见见光光谱谱中中观观察察到到500nm与与700nm这这两两个个波波长长的的光光在在反反射射中中消消失失，油油的的折折射射率率为为1.30，玻玻璃璃的的折折射射率率为为1.50，试求油膜的厚度。试求油膜的厚度。解：解：故故教教材材P266 13-15、把把一一细细铁铁丝丝夹夹在在两两块块光光学学平平玻玻璃璃之之间间，形形成成空空气气劈劈尖尖，已已知知钢钢丝丝的的直直径径d=0.048mm，钢钢丝丝与与劈劈尖尖顶顶点点的的距距离离L=120mm，用用波波长长为为632.8nm的的平平行行光光垂垂直直照照射射在在玻玻璃璃面面上上，求求，(1)两两玻玻璃璃面面之之间间的的夹夹角角是是多多少少？(2)相相邻邻两两明明条条纹纹间间距距是是多多少少？(3)在这在这120mm内呈现多少明条纹？内呈现多少明条纹？解：解：(1)两玻璃片间的夹角两玻璃片间的夹角(2)相邻两明条纹间距相邻两明条纹间距(3)相邻两明条纹间距相邻两明条纹间距呈现呈现152条明纹条明纹教教材材P267 13-22、在在夫夫琅琅禾禾费费单单 缝缝 衍衍 射射 中中，以以 波波 长长 =632.8nm的的He-Ne激激光光垂垂直直照照射射时时，测测得得衍衍射射第第一一极极小小的的衍射角为衍射角为5C，求单缝的宽度。，求单缝的宽度。解：解：教材教材P267 13-23、在单缝夫琅禾费衍在单缝夫琅禾费衍射中，波长为射中，波长为的单色光的第三级亮的单色光的第三级亮条纹与条纹与=630nm的单色光的第二级的单色光的第二级亮条纹恰好重合，计算亮条纹恰好重合，计算的数值。的数值。解：解：教教材材P268 13-24、为为了了测测定定一一光光栅栅的的光光栅栅常常数数，用用波波长长=632.8nm的的He-Ne激激光光器器光光源源垂垂直直照照射射光光栅栅，已已知知第第一一级级亮亮条条纹纹出出现现在在30的的方方向向上上，问问这这光光栅栅常常数数是是多多大大？这这光光栅栅的的1cm内内有有多多少少条条缝缝？第二级亮条纹是否可能出现？为什么？第二级亮条纹是否可能出现？为什么？解：解：不可能，因为对应于第二级亮纹的衍射角为不可能，因为对应于第二级亮纹的衍射角为90。教教材材P268 13-26、用用波波长长为为 632.8nm的的单单色色光光垂垂直直照照射射一一光光栅栅，已已知知该该光光栅栅的的缝缝宽宽a=0.012mm，不不透透光光部部分分的的宽宽度度b=0.029mm，求求(1)单单缝缝衍衍射射花花样样的的中中央央明明纹纹角角宽宽度度；(2)单单缝缝衍衍射射花花样样中中央央明明纹纹宽宽度度内内能能看看到到的的主主极极大大数数目目；(3)若若a=b=0.006mm，则则能能看看到到哪哪几级主极大？几级主极大？解：解：(1)单缝衍射花样的中央明纹角宽度单缝衍射花样的中央明纹角宽度能看到能看到7条明纹条明纹第二级缺级第二级缺级(3)(2)教材教材P268 13-27、试设计一透明试设计一透明光栅，当用平行光垂直照射时，光栅，当用平行光垂直照射时，可以在衍射角可以在衍射角=30方向上观方向上观察到察到600nm的第二级主极大，的第二级主极大，却看不到却看不到400nm的第三级主极的第三级主极大。大。解：解：教教材材P269 13-37、从从水水面面上上反反射射出出来来的的太太阳阳光光是是完完全全偏偏振振的的，则则太太阳阳在在地地平平线线上上的的仰仰角角为为多多大大？反反射射光光中中E矢矢量量的的振振动动面面方方向向是是怎怎样的？样的？解：解：矢量振动面垂直于入射面矢量振动面垂直于入射面指指导导P265 3、用用很很薄薄的的云云母母片片(n=1.58)覆覆盖盖在在双双缝缝实实验验中中的的一一条条缝缝上上，这这时时屏屏幕幕上上的的零零级级明明纹纹移移到到原原来来的的第第七七级级明明条条纹纹的的位位置置上上。如果入射光波长为如果入射光波长为550nm，试求此云母片的厚度为多少，试求此云母片的厚度为多少?解：设云母片厚度解：设云母片厚度,由云母片引起的附加光程差为由云母片引起的附加光程差为指导指导P265 5、白光垂直照射到空气中一厚度为白光垂直照射到空气中一厚度为380nm的肥皂膜上，的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈什么颜色？背面呈，试问该膜的正面呈什么颜色？背面呈现什么颜色？现什么颜色？解：解：紫红光紫红光指导指导P265 7、解：解：最小厚度最小厚度指指导导P265 8、有有一一介介质质劈劈尖尖，折折射射率率n=1.4，尖尖角角=10-4rad，在在某某一单色光的垂直照射下，可测得两相邻明条纹之间的距离为一单色光的垂直照射下，可测得两相邻明条纹之间的距离为0.25cm，试求，试求（a）此单色光在空气中的波长；）此单色光在空气中的波长；（b）如果劈尖长为）如果劈尖长为0.5cm，那么总共可出现多少明条纹。，那么总共可出现多少明条纹。解：由解：由 可得可得劈尖劈尖故故指导指导P268 1、波长为波长为700nm的平行红光垂直照射在一单缝上，缝后的平行红光垂直照射在一单缝上，缝后置一透镜，焦距为置一透镜，焦距为0.70m，在透镜的焦距处放置一屏，若屏上呈现，在透镜的焦距处放置一屏，若屏上呈现的中央明条纹的宽度为的中央明条纹的宽度为2mm，求该缝的宽度是多少？假定用另一，求该缝的宽度是多少？假定用另一种光照射后，测得中央明条的宽度为种光照射后，测得中央明条的宽度为1.5mm，求该光的波长是多，求该光的波长是多少？少？解：解：(1)由由 可得可得(2)由由 可得可得指导指导P268 3、在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长1和和2，并垂直入射单缝上。假如，并垂直入射单缝上。假如1的第一级衍射极小与的第一级衍射极小与2的第二的第二级衍射极小相重合，试问级衍射极小相重合，试问(a)这两种波长之间有何关系？这两种波长之间有何关系？(b)在这种两波长的光所形成的衍射图样中，是否有其他极小重合在这种两波长的光所形成的衍射图样中，是否有其他极小重合？解：解：(1)即即(2)指导指导P268 5、一衍射光栅宽一衍射光栅宽2.0cm，共刻有，共刻有6000条刻痕。若以波长条刻痕。若以波长为为589nm的单色光垂直入射，问在哪些角度处出现主极大？共可的单色光垂直入射，问在哪些角度处出现主极大？共可观察到几个主极大？观察到几个主极大？解：光栅常数解：光栅常数指指导导P268 6、波波长长=600nm的的单单色色光光垂垂直直入入射射到到某某一一光光栅栅上上，测测得得第二级主极大的衍射角为第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺级。试求，且第三级是缺级。试求a)光栅常数光栅常数(a+b)等于多少等于多少?b)透光缝可能的最小宽度透光缝可能的最小宽度a等于多少等于多少?解：解：(1)由由可得可得(2)第三级缺级，故第三级缺级，故故故(3)故可见到第故可见到第1、第、第2级。级。指导指导P269 7、一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，长的光，1=440nm，2=660nm。实验发现，两种波长的谱线。实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角（不计中央明纹）第二次重合于衍射角=60的方向上。求此的方向上。求此光栅的光栅常数。光栅的光栅常数。解：解：第二次重合时，对应于第二次重合时，对应于故故指导指导P272 1、将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成方向分别与第一个的偏振化方向成45和和90角。角。a）强度为）强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，试求经每一偏的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，试求经每一偏振片后的光强和偏振状态。振片后的光强和偏振状态。b）如果将第二个偏振片抽走，情况又如何）如果将第二个偏振片抽走，情况又如何?解：解：(1)经过第一个偏振片后，经过第一个偏振片后，自然光成为线偏振光，强度为自然光成为线偏振光，强度为经过第二个偏振片后，经过第二个偏振片后，经过第三个偏振片后，经过第三个偏振片后，(2)第第一一个个偏偏振振片片和和第第三三个个偏偏振振片片夹夹角角为为90度度，将将第第二二个个偏偏振振片片抽抽走走后后，通通过过第第三三个个偏偏振振片片的光强为零。的光强为零。指指导导P272 5、利利用用布布儒儒斯斯特特定定律律可可以以测测定定不不透透明明介介质质的的折折射射率率。今今测测得得真真空空中中某某种种釉釉质质的的起起偏偏振振角角为为58，求它的折射率。，求它的折射率。解：空气的折射率解：空气的折射率n1=1由布儒斯特定律由布儒斯特定律可得可得指指导导P272 4、求求自自然然光光在在装装满满水水的的玻玻璃璃容容器器的的底底部部反反射射时时的的起起偏偏振振角角，已已知知玻玻璃璃的的折折射射率率为为1.52，水的折射率为，水的折射率为1.33。解：由布儒斯特定律可得解：由布儒斯特定律可得故故