波动光学复习题.doc

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两明纹的距离是（ ）。
A B C D
2．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：（ ）
A 4 B 2 C 16 D
3．一束光强为的自然光，相继通过三个偏振片P、P、P后，出射光的光强为，已知P和P的偏振化方向互相垂直，若以入射光为轴，旋转P，问P至少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。（ ）
D
入射光
反射光1
反射光2
e
n
n
n
4．单色平行光垂直照射在薄膜上，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>n, 为入射光在n中的波长，则两束反射光的光程差为（ ）。

5．在上题中，若n1< n2 < n3 ，k=0,1,2,3……… 则（ ）。
A 满足的条件。反射光消失
B 满足的条件。反射光消失
C 满足的条件。透射光消失
D 满足的条件。透射光消失
6．劈尖干涉中干涉条纹是等间距分布的，但牛顿环干涉条纹不是等间距分布的，这是（ ）。
A 因它的条纹是环形 　　 B 因各干涉环对应的厚度不相等
C 因平凸透镜与平玻璃间有空气 　　 D 因平凸透镜曲面上各点的斜率不相等
7．有两个几何形状完全相似的劈尖，一种是空气中的玻璃劈尖，一种是玻璃中的空气劈尖。当以相似波长的单色光分别垂直照射它们时（ ）。
A 玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖大 　 B玻璃劈尖的条纹间距比空气劈尖小
C 两个劈尖干涉条纹间距相似 　 D 观测不到玻璃劈尖的干涉条纹
8．在相等的时间内，一束波长为λ的单色光在空气和玻璃中（ ）。
A 传播的旅程相等，走过的光程不相等 　　 B 传播的旅程相等，走过的光程相等
C 传播的旅程不相等，走过的光程不相等　　 D 传播的旅程不相等，走过的光程相等
9．波长为λ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，则缝宽的大小为：（ ）。
A λ/2 B λ C 2λ D 3λ
10．根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的（ ）。
A 振动振幅之和 B 光强之和
C 振动振幅之和的平方 D 振动的相干叠加
11．在单缝夫琅禾费衍射试验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=4λ的单缝上，对应于衍射角为300的方向，单缝处波阵面可提成的半波带数目为（ ）。
A 2个 B 4个 C 6个 D 8个
12．一束自然光照射到某种介质表面，当折射角为时，反射光为完全偏振光，则此介质的折射率为（ ）。
A 1.832 B 1.732 C 1.632 D 1.532
13.有折射率分别为n1、 n2两种介质，当自然光从第一种介质n1入射到第二种介质n2时，起偏角为；而自然光从第二种介质入射到第一种介质时，起偏角为；若，则两种介质折射率的大小间的关系为：（ ）
A 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变化量为一种波长，则薄膜的厚度是（ ）。
A B C D
15.在双缝干涉试验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采用的措施是：

A　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。
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次序是（ ）。
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试验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹（　　　）。
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（　　　）。
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，薄膜干涉用到的是 。

2.光程差是把光在介质中通过的旅程差按相似折合到真空中的旅程差。
3.光栅衍射条纹是 与 的总效果。
4.光的偏振是指的现象。
5．某单色光垂直入射到一种每毫米有条刻线的光栅上，假如第一级谱线的衍射角为，则入射光的波长应有 。
6．光由空气射入折射率为的玻璃．在图所示的多种状况中，用黑点和短线把反射光和折射光的振动方向表达出来，并标明是线偏振光还是部分偏振光．图中

7．在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角弧度，在波长的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距，此透明材料的折射率 。
8．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，此时由双缝分别到屏幕上原中央极大所在处的两束光的光程差 。
9．波长为的单色平行光，垂直入射到缝宽为的单缝上，缝后有一焦距的透镜， 在透镜焦平面上观测衍射图样。 则：中央明纹的宽度为 ，两个第三级暗纹之间的距离为 。
10．用互相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比为 。
11．光的干涉和衍射现象反应了光的 性质。光的偏振现象阐明光波是 波。
12．干涉条纹的变化和移动，实质上是由于两相干光的 变化， 每变化一种波长值，条纹的级次就 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 ；随薄膜的厚度变化，中央条纹会出现 现象；牛顿环中央为 级的 纹
14．用两块平玻璃构成劈尖观测等厚干涉条纹，如图（a）、（b）所示，若劈尖上表面向上缓慢地平移，则条纹间距 ，条纹向 方向移动。若把劈尖角逐渐增大，则条纹间距 ，条纹向 方向移动，条纹数目将 。

图15题
图14题

15．用波长为λ的平行单色光垂直照射在图中所示的装置，观测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对应的干涉条纹，只画暗纹，表达出它们的形状，条数和疏密。

三．计算题

1. 在杨氏双缝试验中，双缝间距，缝屏间距，试求：
(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；
(2)相邻两明条纹间的距离。

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。

3.在双缝装置中，用一很薄的云母片覆盖其中的一条缝，成果使屏幕上的第七级明条纹恰好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。

图4题
4.如题4图，波长为6800的平行光垂直照射到＝0.12m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边互相接触，另一边被直径=0.048mm的细钢丝隔开．求：
(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内展现多少条明条纹?

5.有一玻璃劈形膜，玻璃的折射率为1.50，劈形膜的夹角为5.0×10-5rad，用单色光正入射，测得干涉条纹中相邻暗纹间的距离为3.64×10-3m，求此单色光的波长。
6．运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，观测到干涉条纹移动数为1024条，求所用单色光的波长。
7．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屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少?
8.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。

9. 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?

10. 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，试问望远镜的口径至少要多大，才能辨别出这两颗星?

11. 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?

12.一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射光的折射角。
原则答案：
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.分波面的措施，分振幅的措施
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)=6250
6.解：见图．
7. 1.40
8.(n1-n2)e 或 (n2-n1)e均可
9. 1.2mm; 3.6mm
10. 1/2
11.波动性；横波；
12.光程差；光程差；增长或减小
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，，
∴
(2)
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

3.解: 设云母片厚度为，则由云母片引起的光程差为

按题意
∴

4.解: (1)由图知，，即
故 (弧度)
(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为
(3)相邻两暗纹间距
(4)条
5.解 根据劈尖干涉相邻暗条纹之间的距离公式
l=λ/(2nsinθ)≈λ/2nθ
可得入射光的波长为
λ= l2nθ
代入数据
λ= 2 l nθ=2×3.64×10-3×1.50×5.0×10-5=5460×10-10m

6.解: 由
得

7.解：中央明纹的宽度为
半角宽度为

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

（2）对于第三级明纹

因此

故第三级明纹到中央明纹中心的距离为

代入数据，得

9.解：
由知，最多见到的条纹级数对应的,
因此有，即实际见到的最高级次为.
10.解：由最小辨别角公式

∴
11.解：由马吕斯定律

∴
12.解 根据布儒斯特定律可以懂得，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，因此折射角为900-580=320