综合练习7-波动光学(1)

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《大学物理》综合练习(七)

——波动光学

教学班级: 序 号: 姓 名: 日 期:

一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)

1.如图,由空气中一单色点光源发出的光,一束掠入射到平面反射镜上,另一束经折射率为、厚度为的媒质薄片后直接射到屏上。如果,, 则两相干光束与在点的光程某某:

(A) ; (B) ;

(C) ; (D) 。

[ ]

2.如图,折射率为、厚度为的透明媒质薄膜上方和下方的透明介质的折射率分别是和,已知。如果用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从上下两表面反射的光束的光程某某

(A) ; (B) ; (C) ; (D) 。

[ ]

3.设在双缝干涉实验中,屏幕上的点是亮条纹,如将缝盖住,并在连线的垂直平分面处放一反射镜M (如图),则此时:?

(A) P点处为暗条纹;

(B) P点处仍然是亮条纹;

(C)无干涉条纹;

(D)无法确定P点是亮条纹还是暗条纹。

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4.用波长为的平行单色光垂直照射图示装置观察空气层上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。以下各图画出可能出现的暗条纹的形状和位置。试判断哪一图是实际观察到的干涉暗条纹。

[ ]

5.在迈克尔耳逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为、厚度为的透明薄片,放入前后两条光路的光程差的改变量为

(A) ; (B) ; (C) ; (D) 。

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6.根据惠更斯—菲涅耳原理,如果已知光在某时刻的波阵面为,则的前方某点的光强度决定于波阵面上所有面积元发出的子波各自传到点的

(A) 振动振幅之和; (B) 光强之和;

(C) 振动振幅之和的平方; (D) 振动的相干迭加。

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7.波长为的单色光,以入射角照射到光栅上,原来垂直入射时的中央明纹位置现在变为第二级光谱线的位置。此时能看到光谱线的最高级次是

(A) 3级; (B) 5级; (C) 4级; (D) 2级。

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8.强度为的自然光,经过两块互相迭合的偏振片后,光强为,则这两块偏振片的偏振化方向夹角是

(A) ; (B) ; (C) ; (D) 。

[ ]

9.一束自然光从空气投射到折射率为的釉质平板上,如果测得反射光是完全偏振光,则此时光的入射角和折射角分别是

(A)和; (B)和; (C)和; (D)和。

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10.下列各图表示自然光或线偏振光入射于两介质分界面,表示布儒斯特角。哪些图示情况是正确的?

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二、填充题(单位制为SI)

1.薄钢片上有两条紧靠着的平行细缝,用双缝干涉方法来测量两缝间距。如果用波长的单色光照射,双缝与屏的距离。测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为。则两缝间距离为 。

2.在双缝干涉实验中,已知屏与双缝间距,双缝间距离,设入射光波长,如果用折射率分别是和的两块厚度均为的薄玻璃片覆盖在两缝上,则干涉条纹将向 的方向移动,零级明纹的移动距离为 ,干涉条纹间距 。

3.洛埃镜干涉装置如图,已知光源波长,则反射镜右边缘到第一条亮纹的距离为 。

4.如图,在长度为的两块玻璃平板之间夹一细金属丝,形成空气劈尖,在波长为的单色光垂直照射下形成干涉条纹。如果观察到相邻两明条纹间隔为,则金属丝直径为 。如将金属丝通电,使之受热膨胀,则在上方处可观察到干涉条纹向 方向移动,条纹间距变 (密或稀)。若在处观察到干涉条纹移动条,则金属丝直径的热膨胀量为 。

5.一块玻璃片上滴上一油滴,当油滴展开成油膜时在单色光正入射下,从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹。已知油滴折射率,玻璃折射率,则油滴最外围处(最薄处)对应 (亮或暗)条纹。如果中心处是亮点,并且在此亮点外有个亮圆环,则中心点油滴厚度应为 。

6.一玻璃片上涂有一层薄膜,现用的单色光垂直入射,为达到透射光增强,反射光几乎消失的目的,此薄膜的厚度至少应等于

。

7.用牛顿环实验测单色光波长。当用已知波长为的光垂直照射时,测得第一级和第四级暗环的距离m;当用未知的单色光垂直照射时,测得第一级和第四级暗环的距离m,则未知单色光的波长是 。

8.当牛顿实验装置中的透镜与玻璃之间充以折射率的液体时,第十亮环的半径将由变为 。

9.在单某某夫琅和费衍射示意图中,所画出的各条正入射光线间距相等。光线和在幕上点相遇时的位相差为 ;点应为 (暗或亮)点。

10.波长的单色光垂直入射在光栅上,光栅常数,则第三级明条纹的衍射角为 ;欲使该条纹的衍射角为,则入射角应变为 ,入射角与衍射角应在光栅平面法线 (同或异)侧。

11.波长为的单色平行光垂直照射到缝宽的夫琅和费单某某衍射装置上,当衍射角时,缝可分成 个半波带,屏上相应位置出现第 级亮条纹。

12.天空中两颗星相对一望远镜的角距离为,它们都发出波长的光,要能分辨出这两颗星,望远镜的口径至少为 mm。

13.以波长为的X射线照射岩盐晶面,实验测得X射线与晶面夹角(掠射角)为时获得第一级极大的反射光,则岩盐晶体原子平面之间的间距为 nm。如果以另一束未知波长的X射线照射岩盐晶面,测得X射线与晶面夹角时获得第一级极大反射光,则这束待测X射线的波长为 nm。

14.两偏振片的偏振化方向成角,自然光透射过两偏振片,如果不考虑偏振化方向的吸收,则透射光与入射光强度之比为 ,如偏振片的偏振化方向有的吸收,则透射光与入射光强度之比为 。

15.一束线偏振光垂直射入一块方解石晶体,光的振动方向与晶体的主截面成角,则两束折射光(e光和o光)的强度比 。

三、计算题

1.一双缝,缝距,两缝宽度都是。用波长的平行光垂直照射双缝,在双缝后放一焦距的透镜,求:

(1) 在透镜焦平面处的屏上,双缝干涉条纹的间距;

(2) 在单某某衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目。

2.有一单某某,缝宽,缝后放一焦距的透镜,现用一束白光垂直入射,并在焦面处的屏幕上形成衍射条纹。求

(1) 哪些波长的光在离中心点处的点形成某某;

(2) 它们在点产生的亮纹的级次;

(3) 从点来看,该狭缝对这些波长可分成的半波带数;

3.波长的一束平行光垂直照射在二狭缝所在平面上,在狭缝后的屏幕上,测得双缝干涉条纹间距离为。问:

(1) 这时第二级干涉亮条纹在距屏幕中央O点多远处?

(2) 如果这束平行光以角斜入射于双缝平面,此时这第二级干涉亮条纹移向何处?

4.将一玻璃圆锥体放在一平板玻璃上,做成如图 示装置。锥体母线与玻璃平面夹角,现用单色平行光垂直入射在圆锥底面上方观察干涉图样。

(1) 定性描述干涉图样;

(2) 求干涉图样中亮纹和暗纹的位置;

(3) 求第二级暗纹处对应的空气层厚度;

(4) 如将圆锥面和平玻璃间充满水(),求第级暗纹位置的相对改变量。

5.波长的单色光垂直入射到光栅上。已知第二级主极大出现在处,第三级缺级。求:

(1) 光栅常数;

(2) 光栅上每个缝的宽度;

(3) 屏幕上可以看到的明条纹级数。

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