波动光学1
一．概念选择题
1．关于波的相干条件，以下条件错误的的是（）
（A）振动方向相同（B）振幅相同（C）频率相同（D）相位差恒定2．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
3．关于光的本性的认识，以下现象不能支持波动性的是（）
（A）光的折射现象（B）光的干涉现象
（C）光的偏振现象（D）光的衍射现象
4．关于光的本性的认识，以下说法最完善的是（）
（A）光具有微粒性（B）光具有波动性
（C）光具有量子性（D）光具有波粒二象性
5．光波的衍射没有声波的衍射显著，这是由于（）。
（A）光是电磁波（B）光速比声速大
（C）光有颜色（D）光波波长比声波波长小得多
6．两光源发出的光波产生相干的必要条件是：两光源（）
（A）频率相同、振动方向相同、相位差恒定
（B）频率相同、振幅相同、相位差恒定
（C）发出的光波传播方向相同、振动方向相同、振幅相同
（D）发出的光波传播方向相同、频率相同、相位差恒定
7．在研究衍射时，可按光源和所研究的点到障碍物的距离，将衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，其中夫琅和费衍射为：（）
（A）光源到障碍物有限远，所考查点到障碍物无限远
（B）光源到障碍物无限远，所考查点到障碍物有限远
（C）光源和所考察点的到障碍物的距离为无限远
（D）光源和所考察的点到障碍物为有限远
8．杨氏双缝干涉实验是（）
（A）分波阵面法双光束干涉；（B）分振幅法双光束干涉；
（C）分波阵面法多光束干涉；（D）分振幅法多光束干涉。
9．牛顿环是由一块曲率半径很大的平凸透镜与一平板玻璃相接触，构成空气劈尖，用单色光垂直入射到空气劈尖中，请问产生干涉条纹的区域是（）（A）在凸透镜的上表面（B）在凸透镜内部
（C）空气劈尖上表面（即凸透镜凸面）处（D）空气劈尖下表面
10．薄膜干涉是常见的光的干涉现象，如油膜、劈尖等，请问干涉条纹产生的区域是在（）
（A）薄膜上表面附近区域（B）薄膜内部区域
（C）薄膜下表面附近区域（D）以上都不对
11．对于光的本性认识，历史上存在着争论，以下哪位科学家首次验证了光具有波动性（）
（A）牛顿（B）托马斯-杨（C）菲涅耳（D）劳埃德12．光波在介质中传播是，以下关于光程与光程差的描述正确的是（）（A）光程与真空中的波长有关
（B）光程与光波传播的几何路径有关
（C ）光程与介质的折射率无关
（D ）光程与光波传播的几何路径、介质的折射率都有关
二．填空题
1．在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为λ)的相位差为 ，光程差为 。 2．如图所示，光线从A 点射向B 点。若在A 、B 之间放一块折射率为n ，厚度为e 的透明介质薄膜，则增加的光程为 。
3．波长为nm 550=λ的单色光垂直入射到光栅常数
cm d 4102-?=的平面衍射光栅上，可能观察到光谱线的最
高级次为第 级。
4．在双缝干涉实验中，所用光为nm 5.562=λ，双缝与观察屏的距离m d 2.1='，若测得屏上相邻明条纹间距为mm x 5.1=?，则双缝的间距为 mm 。
5．用白光做双缝干涉实验，其缝间距是d ，能观察到的清晰可见的光谱级次是 。
6．波长为 600 nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽为mm b 6.0=的单缝上，缝后有一焦距cm f 60='的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样。则：中央明纹的线宽度为 mm ，两个第三级暗纹之间的距离为 mm 。
7．某种波长为λ的单色光在折射率为n 的介质中从A 点传播到B 点，已知相位改变了π，则光程改变了 ，光从A 点到B 点的几何路程为 。
8．在单缝衍射中，衍射角愈大，所对应的明纹宽度越 ，衍射明纹角宽度越 （除中央明纹外）。
9．光栅方程,...)2,1,0(sin )(=±='+k k b b λθ，当2=k 时，第一条缝与第二条缝沿角θ出射的光线的光程差为 ，第一条缝与第n 条缝沿角θ出射的光线的光程差为 。
10．一束波长为λ的单色光，从空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，要使反射光得到加强，薄膜的最小厚度为 。
11．光强为I 的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是 。
12．波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖角为θ，劈尖薄膜的折射率为n ，第k 级明纹与第5+k 级明纹的间距是 。
13．在单缝衍射中，但衍射角满足λθ3sin =b 时，单缝的波阵面可分为 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来的第三级暗纹将变为第 级 条纹。
14．一平行光束垂直照射到一平面光栅上，则第三级光谱中波长为 nm 的谱线刚好与波长为670nm 的第二级光谱线重叠。
15．波长为500nm 的平行光垂直入射在光栅常数为mm 3102-?的光栅上，光栅透光缝宽为mm 3101-?，则第 级主极大缺级，屏上将出现 条条纹。
16．一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm ．若整个装置放在
水中，干涉条纹的间距将为 mm 。（设水的折射率为4/3）
17．牛顿环装置中，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径为400cm ，用某单色平行光垂直入射，测得第5个明环的半径是0.30cm ，则入射光波长为 nm 。
18．用波长为633nm 的单色光做牛顿环实验，测得第个k 暗环的半径为5.63mm ，第5+k 暗环的半径为7.96mm ，则平凸透镜的曲率半径R ＝ m 。（10）
19．有一玻璃劈尖，放在空气中，劈尖夹角rad 5108-?=θ，用nm 589=λ的单色光垂直入射时，测得干涉条纹的宽度mm b 4.2=，则玻璃的折射率为 。
20．在照相机镜头（折射率为1.5）上镀增透膜，膜的折射率为1.375，使得黄绿光（550nm ）最大限度进入镜头，所镀膜层最小厚度为 。
21．单缝夫琅禾费衍射实验中，已知缝宽λ5=b ，缝后透镜焦距为cm f 40=，则中央明条纹的线宽度为 ，第一级亮纹的线宽度为 。
22．在双缝干涉实验中，两缝间距为0.15mm ，在1.0m 远处测得第一级和第十级暗纹之间的距离为36mm ，则所用单色光波长为 nm 。
23．一玻璃劈尖，折射率52.1=n ，波长为589.3nm 的钠光垂直入射时测得相邻条纹间距为5mm ，则劈尖夹角θ＝ 。
24．某一单色平行光垂直入射到一单缝，其衍射的第三级明纹位置恰好与波长为
nm 600的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级明纹位置重合，
则该单色光的波长是 nm 。
三．选择题
1．在杨氏双缝干涉实验中，如果缩短双缝间的距离，下列中陈述正确的是（ ）。
（A ）相邻明暗纹间距离减小
（B ）相邻明暗纹间距离增大
（C ）相邻明暗纹间距离不变
（D ）不能确定相邻明暗纹间距离的变化情况
2．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率n 为的薄玻璃片将上面的狭缝盖上，则此时中央明条纹的位置与原来相比应（ ）。
（A ）向上移动 （B ）向下移动
（C ）不动 （D ）条纹变宽
3．用劈尖干涉检验工件的表面，当波长为λ的单色光垂直入射时，观察到的干涉条纹如图所示，每一条条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切，由图示条纹可知，工件表面（ ）。
（A ）有一凸棱，高2λ （B ）有一凸棱，高4
λ （C ）有一凹槽，深4λ （D ）有一凹槽，深2
λ 4．严格地讲，空气折射率大于1，因此牛顿环实验中若将玻璃夹层中的空气逐渐地抽去而成为真空时，牛顿环条纹将（ ）。
A 、变大
B 、缩小
C 、不变
D 、消逝
5．在相同的时间内，一束单色光在空气中和在玻璃中（ ）。
（A ）传播的路程相等，走过的光程相等
（B ）传播的路程相等，走过的光程不相
（C ）传播的路程不相等，走过的光程相等
（D ）传播的路程不相等，走过的光程不相等
6．观察屏上单缝夫琅禾费衍射花样，如入射光波长变大时，中央明纹宽度（ ）。
（A ）变小 （B ）变大 （C ）不变 （D ）变化情况由其他因素决定
7．在单缝夫琅禾费衍射实验中，若将整个装置浸入折射率为n 的水中，则中央明条纹宽度（ ）。
（A ）变大 （B ）变小 （C ）不变 （D ）变化情况由其他因素决定
8．用一束平行白色光垂直照射在单缝上，则在屏中央附近的现象是（ ）。
（A ）中央亮条纹为白色，两边对称分布着由紫到红的彩色光谱
（B ）中央亮条纹为白色，两边对称分布着由红到紫的彩色光谱
（C ）中央条纹为白色，两边对称分布着黑白相间的条纹
（D ）不出现条纹，因为白光是复合光
9．平行光单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射屏上点P 处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为半波带的个数为（ ）。
（A ）5 （B ）2 （C ）3 （D ）4
10．若一束白光通过衍射光栅，则中央明条纹为（ ）。
（A ）白色 （B ）紫色 （C ）红色 （D ）黄绿色
11．一束平行单色光垂直入射在光栅上，若要使9,6,3=k 等级的主级大均不出现，
则光栅常数b b '+应为（b 表示缝宽）（ ）。
（A ）b b b 2='+ （B ）b b b 3='+
（C ）b b b 4='+ （D ）b b b 5='+
12．一束单色光垂直入射于平面光栅上，衍射光谱中出现了5条明纹。若已知此光栅通光宽度与不通光宽度相等，那么在中央明纹一侧的第二条明纹是第（ ）。
（A ）2级 （B ）3级 （C ）4级 （D ）1级
13．以波长nm 800~400的白光照射光栅，在它的衍射光谱中，第二级光谱被重叠的范围是（ ）。
（A ）nm 800~533 （B ）nm 533~400
（C ）nm 800~600 （D ）nm 600~533
14．把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中，两缝间距离为d ，双缝到屏的距离为D （d D >>），所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻明纹间距是（ ）。
（A ）)/(nd D λ （B ）d D n /λ
（C ）)/(nD d λ （D ）)2/(nd D λ
15．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为（ ）
（A ）λ5.1 （B ）n /5.1λ （C ）λn 5.1 （D ）λ3
16．某元素的特征光谱中含有波长为nm 4501=λ和nm 7502=λ的光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2λ谱线的级数将是（ ）。
（A ）2，3，4，5，… （B ）2，5，8，11，…
（C ）2，4，6，8，… （D ）3，6，9，12，…
17．一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为（ ）
（A ）λ / 4 （B ）λ / (4n )
（C ）λ / 2 （D ）λ / (2n )．
18．测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确（ ）。
（A ）双缝干涉 （B ）牛顿环
（C ）单缝衍射 （D ）光栅衍射
19．真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l 。A 、B 两点光振动相位差记为
φ?，则（ ）。 （A ）πφλ3,2/3=?=l l （B ）πφλn n l 3),2/(3=?=
（C ）πφλ3),2/(3=?=n l （D ）πφλn n l 3,2/3=?= 20．如图所示，折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为1n 和3n ，已知321n n n <<。若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是（ ）。
（A ）e n 22 （B ）2/22λ-e n
n 3
（C ）λ-e n 22 （D ）)2/(222n e n λ-
21．单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小．若使单缝宽度b 变为原来的3/2，同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3/4，则屏上单缝衍射条纹中央明纹的宽度?x 将变为原来的（ ）。
（A ）3/4倍 （B ）2/3倍
（C ）2倍 （D ）1/2倍
22．对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该（ ）。
（A ）换一个光栅常数较小的光栅 （B ）换一个光栅常数较大的光栅
（C ）将光栅向靠近屏幕的方向移动 （D ）将光栅向远离屏幕的方向移动
23．一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0m 的凸透镜。已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0mm ，则入射光波长为（ ）。
（A ）100 nm （B ）400 nm （C ）500 nm （D ）600 nm
24．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 ）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
四．判断题（正确的打√，错误的打×）
1．衍射条纹的分布特点是明暗相间，等间距分布。（ ）
2．薄膜干涉中所两束相干光获得方法采用了分波阵面法。（ ）
3．透镜可以改变光线的传播方向，但不附加光程差。（ ）
4．当光波从一种透明介质入射到另一种透明介质时，会在这两种介质分界面上产生反射和折射，则反射光与折射光必定会产生半波损失。（ ）
5．在光栅衍射中，光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔也越远。（ ）
6．在光栅衍射中，光栅片的狭缝条数越多，明纹越亮。（ ）
五．计算题
1．使一束水平的氦氖激光器发出的激光（nm 8.632=λ）垂直照射一双缝，在缝后2.0m 处的墙上观察到中央明纹和第1级明纹的间隔为14cm 。求：
（1）两缝的间距；（2）在中央条纹以上还能看到几条明纹。
2．用每毫米内有500条缝的光栅，观察钠光谱线（nm 3.589=λ），问：
（1）平行光线垂直入射时，最多能看见第几级条纹？总共有多少条条纹？
（2）平行光线以入射角ο30=i 斜入射时，谱线的最高级次m ax k 。
3．一双缝，缝间距mm d 10.0=，缝宽mm b 02.0=，用波长nm 480=λ的平行单色光垂直入射该双缝，双缝后放一焦距为50cm 的透镜，求：
（1）透镜焦平面处屏上干涉条纹的间距；
（2）单缝衍射中央亮纹的宽度；
（3）单缝衍射的中央包线内有多少条干涉的主极大。
4．将一折射率为1.58的云母片覆盖于杨氏双缝上的
一条缝上，使得屏上原中央极大的所在点改变为第五
λ，求：
级明纹．假定nm
=
550
（1）条纹如何移动？（2）云母片厚度t。
μ4.0，折射率为1.5，用白光垂直照射，问在可见光范5．一薄玻璃片，厚度为m
围内，（nm
360），求：
nm780
~
（1）哪些波长的光在反射中加强？
（2）哪些波长的光在透射中加强？
6．为了精确的测量一根细丝的直径，把它夹在两块玻璃片之间，使两片之间形成一个很薄的劈形空气薄膜。当用波长为λ的平行单色光垂直照射玻璃片而从上方观察发射光，会出现玻璃表面出现与劈尖边棱平行的明暗相间的等距条纹，（1）分析明暗条纹出现的条件；
λ，在玻片上共出现了7条明纹，求细丝的直径。
（2）设nm
590
=
五．计算题
1．解：（1）λd
d x '=?，……2分 得λx d d ?'=m m μ0.9100.9108.63214
.0269=?=??=--；……3分 （2）λθk d ±=sin ，,...3,2,1,0=k ……2分
2.14==λd k m ，取整得14=m k ，即还能看到14条明纹。……3分
2．解：m mm d 6102500/1-?==，……2分
（1）垂直入射：
λθk d ±=sin ，,...3,2,1,0=k
4.3max ==λd
k ，取整得3max =k ，
即最多看见第3级条纹，共有7条条纹；……3分
（2）斜入射：
λθk i d ±=-)sin (sin ，,...3,2,1,0=k ，……3分
λ
θ)
sin (sin i d k -±=， 1.5)
30sin 1(max =---=λοd k ，取整得5max =k 。……2分
3．解：（1）λd d x '=?mm m 4.2104.21048010
1.05.0393=?=???=---；……3分 （2）b f
x λ2=?cm 4.202.0501048026=???=-；……3分 （3）
5=b
d ，在,...)3,2,1(,5=''±=k k k 处出现缺级，……2分 所以中央包线内有9142=+?=n 条主极大。……2分
或者914
.224=-=n 。
4．解：设云母片厚度t （1）t n r r )1(12--=-=?λ558.0)158.1(-=-=--=t t 0<，
即此时O 点由第零级变为第-5级明纹，所以条纹向上移动了5级；……5分
（2）m m t μλ74.41074.458.0/10550558.0/569=?≈??==--。……5分
5．解：（1）反射光加强条件：
λλk nd =+22，,...3,2,1=k
k nd /)2/12(+=λ，得,480nm =λ反射加强；……5分
（2）透射加强条件：
λk nd =2，,...3,2,1=k
k nd /2=λ，得nm nm 600,40021==λλ，透射加强。……5分
6．解：设薄膜厚度为d ，
（1）明纹条件：
,...)3,2,1(,2/2==+k k nd λλ，
n k d 4/)12(λ-=时出现亮条纹；
暗纹条件：
,...)3,2,1,0(,2/)12(2/2=+=+k k nd λλ
)2/(n k d λ=时出现暗条纹；……5分
（2）劈尖棱和细丝处都是暗纹，细丝所在处暗纹级次为7=k ，所以
细丝直径D 为m m n k D μλ07.21007.21
2105907)2/(69
=?=???==--。……5分
(答案1)波动光学习题..
波动光学习题 光程、光程差 1.在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ A ］ 2.在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ C ］ 3.如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ B ］ 4.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反 射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1)． (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π． (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π． (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1)． ［ C ］ 5.真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 6.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而 且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ A ］ P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 3λ1 n 1 3λ
大学物理下册波动光学习题解答杨体强
波动光学习题解答 1-1 在氏实验装置中，两孔间的距离等于通过光孔的光波长的100倍，接收屏与 双孔屏相距50cm 。求第1 级和第3级亮纹在屏上的位置以及它们之间的距离。 解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，光波波长为λ，则有=100d λ. (1)第1级和第3级亮条纹在屏上的位置分别为 -5150==510m 100D x d λ=?? -42503==1.510m 100 D x d λ=?? (2)两干涉条纹的间距为 -42=1.010m D x d λ?=?? 1-2 在氏双缝干涉实验中，用0 6328A =λ的氦氖激光束垂直照射两小孔，两小孔的间距为1.14mm ，小孔至屏幕的垂直距离为1.5m 。求在下列两种情况下屏幕上干涉条纹的间距。 （1）整个装置放在空气中； （2）整个装置放在n=1.33的水中。 解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，装置所处介质的折射率为n ，则两小孔出射的光到屏幕的光程差为 21()x n r r nd D δ=-= 所以相邻干涉条纹的间距为 D x d n λ?=? （1）在空气中时，n ＝1。于是条纹间距为 943 1.5 632.8108.3210(m)1.1410 D x d λ---?==??=?? （2）在水中时，n ＝1.33。条纹间距为 9 43 1.563 2.810 6.2610(m)1.1410 1.33 D x d n λ---???=?==??? 1-3 如图所示，1S 、2S 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为1r 和2r 。路径1S P 垂直穿过一块厚度
为1t 、折射率为1n 的介质板，路径2S P 垂直穿过厚度为2t ，折射率为2n 的另一块介质板，其余部分可看做真空。这两条路径的光程差是多少？ 解：光程差为 222111[r (n 1)t ][r (n 1)t ]+--+- 1-4 如图所示为一种利用干涉现象测定气体折射率的原理性结构，在1S 孔后面放 置一长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过程中幕上的干涉条纹就会移动。由移过条纹的根数即可推知气体的折射率。 （1）设待测气体的折射率大于空气折射率，干涉条纹如何移动？ （2）设 2.0l cm =，条纹移过20根，光波长为 589.3nm ，空气折射率为1.000276，求待测气体（氯气）的折射率。 1-5 用波长为500 nm 的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上。在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边1=1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。 （1）求此空气劈尖的劈尖角θ； （2）改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上，仍观察反射光的干涉条纹，A 处是明条纹还是暗条纹？ （3）在第（2）问的情形从棱边到A 处的围共有几条明纹，几条暗纹？
(完整word版)波动光学复习题及答案
第九章波动光学 9.1 在双缝干实验中，波长λ =500nm 的单色光入射在缝间距 d=2×10-4 m的双缝上，屏到双缝的距离为2m，求： （1）每条明纹宽度；（2）中央明纹两侧的两条第10 级明纹中心的间距；（3）若用一厚度为e=6.6 × 10 m的云母片覆盖其中一缝后，零级明纹移到原来的第7 级明纹处；则云母片的折射率是多少？ 9 解：（1）Δχ=D = 2 500 140 m=5×10-3m d 2 10 4 （2）中央明纹两侧的两条第10 级明纹间距为 20Δχ =0.1m （3）由于e（n-1）=7 λ , 所以有 n=1+7 =1.53 e 9.2 某单色光照在缝间距为d=2.2 ×10-4的杨氏双缝上，屏到双缝的距离为D=1.8m，测出屏上20 条明纹之间的距离为9.84 × 10-2m，则该单色光的波长是多少？ 解：因为x Dy d 2 x 20 x 9.84 10 m 2.2 10 4 9.84 10 2 20 1.8 所以601.3nm 9.3 白光垂直照射到空气中一厚度e=380nm的肥皂膜（n=1.33）上，在可见光的范围内400～760nm），哪些波长的光在反射中增强？
r 2 r 1 k 干涉加强。所以 λ = 4ne 2k 1 在可见光范围内， k=2 时，λ =673.9nm k=3 时 , λ =404.3nm 9.4 如题图 9.4 所示，在双缝实验中入射光的波长为 550nm ， 用一厚度为 e=2.85 ×10-4cm 的透明薄片盖住 S 1缝，发现中央明纹 解：当用透明薄片盖住 S 1 缝，以单色光照射时，经 S 1缝的光程， 在相同的几何路程下增加了，于是原光程差的中央明纹位置从 O 点向上移动，其他条纹随之平动，但条纹宽度不变。依题意，图 中 O ' 为中央明纹的位置，加透明薄片后，①光路的光程为 r 1 e ne r 1 (n 1)e ；②光路的光程为 r 2 。因为点是中央明条纹的 位置，其光程差为零，所以有 r 2 [r 1 (n 1)e] 0 ，即 r 2 r 1 (n 1)e ⑴ 在不加透明薄片时，出现中央明条纹的条件为 解：由于光垂直入射，光程上有半波损失，即 2ne+ 2=k λ时， 。试求：透明薄片的折射率。
波动光学1
一．概念选择题 1．关于波的相干条件，以下条件错误的的是（） （A）振动方向相同（B）振幅相同（C）频率相同（D）相位差恒定2．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 3．关于光的本性的认识，以下现象不能支持波动性的是（） （A）光的折射现象（B）光的干涉现象 （C）光的偏振现象（D）光的衍射现象 4．关于光的本性的认识，以下说法最完善的是（） （A）光具有微粒性（B）光具有波动性 （C）光具有量子性（D）光具有波粒二象性 5．光波的衍射没有声波的衍射显著，这是由于（）。 （A）光是电磁波（B）光速比声速大 （C）光有颜色（D）光波波长比声波波长小得多 6．两光源发出的光波产生相干的必要条件是：两光源（） （A）频率相同、振动方向相同、相位差恒定 （B）频率相同、振幅相同、相位差恒定 （C）发出的光波传播方向相同、振动方向相同、振幅相同 （D）发出的光波传播方向相同、频率相同、相位差恒定 7．在研究衍射时，可按光源和所研究的点到障碍物的距离，将衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，其中夫琅和费衍射为：（） （A）光源到障碍物有限远，所考查点到障碍物无限远 （B）光源到障碍物无限远，所考查点到障碍物有限远 （C）光源和所考察点的到障碍物的距离为无限远 （D）光源和所考察的点到障碍物为有限远 8．杨氏双缝干涉实验是（） （A）分波阵面法双光束干涉；（B）分振幅法双光束干涉； （C）分波阵面法多光束干涉；（D）分振幅法多光束干涉。 9．牛顿环是由一块曲率半径很大的平凸透镜与一平板玻璃相接触，构成空气劈尖，用单色光垂直入射到空气劈尖中，请问产生干涉条纹的区域是（）（A）在凸透镜的上表面（B）在凸透镜内部 （C）空气劈尖上表面（即凸透镜凸面）处（D）空气劈尖下表面 10．薄膜干涉是常见的光的干涉现象，如油膜、劈尖等，请问干涉条纹产生的区域是在（） （A）薄膜上表面附近区域（B）薄膜内部区域 （C）薄膜下表面附近区域（D）以上都不对 11．对于光的本性认识，历史上存在着争论，以下哪位科学家首次验证了光具有波动性（） （A）牛顿（B）托马斯-杨（C）菲涅耳（D）劳埃德12．光波在介质中传播是，以下关于光程与光程差的描述正确的是（）（A）光程与真空中的波长有关 （B）光程与光波传播的几何路径有关
大学物理答案波动光学一
第十二章（一） 波动光学 一、选择题 1．C 2．A 3．C 4．E 5．D 6．D 7．B 8．B 二、填空题 1．1 mm 2．频率相同； 振动方向相同； 相位相等或相位差恒定； 相干光在相遇点的相位差等于π的偶数倍； 相干光在相遇点的相位差等于π的奇数倍。 3．向棱边移动； 向远离棱边移动； 向棱边移动且条纹间距减小，条纹变密。 4．71022.1-? m 5．λ d 2 6．6； 暗； a f λ3± 7．单缝处波前被分成的波带数越多，每个波带面积越小。 8．3 mm 三、计算题 1．解： 由 λλ k e n =+222 得 1 242-=k e n λ 由此可分别求得相应于k =1,2,3,4的波长为： 22401＝λnm ； 7.7462＝λnm ； 4483＝λnm ； 3204＝λnm 、 2λ3λ在可见光范围（400nm-760nm ）内，故波长为746.7nm 和448nm 的两种光在反射时加强。 2．解：（1）m 11.010 2105502102249 10=?????==?∴=--x x d kD x k λ （2）0)(12=-+-e ne r r ()m 10828.3158.1106.6)1(6612--?=-??=-=-n e r r 71055010828.39 612≈??=-= ∴--λr r k 3．解： 2)12(2220λ λ +=++k e e 由几何关系R r e 22 = 代入，得：R e k r )2(0-= λ 其中，k 为整数，且λ02e k >
4．解： ()212s i n λ θ＋k a ±= 2,1＝k 得 1 2100.3m 4.01020.112105.0212212sin 26 33+?=??+??=+≈+=---k k f x k a k a ?λm 令k =1 10001=λnm （红外光） 令k =2 6002=λnm （黄光） 令k =3 6.4283=λnm （紫光） 题给入射光是紫色平行光，所以观察到的波长为428.6nm 即为第三级明条纹。又因k =3，则 ()2 7212sin λλθ＝＋k a = 所以，对应于这个衍射方向，可以把单缝处的波前分为7个波带。
《大学物理学》波动光学习题及答案
一、选择题(每题4分，共20分) 1．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的位相差为（B （A ） 22πn e λ ； （B ） 24πn e λ ； （C ） 24πn e πλ -； （D ） 24πn e πλ +。 2．如图示，用波长600λ=nm 的单色光做双缝实验，在屏P 处产生第五级明纹，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P （A ）5.0×10-4cm ；（B ）6.0×10-4cm ； （C ）7.0×10-4cm ；（D ）8.0×10-4cm 。 3．在单缝衍射实验中，缝宽a =0.2mm ，透镜焦距f =0.4m ，入射光波长λ=500nm 位置2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？（ D ） (A) 亮纹，3个半波带； (B) 亮纹，4个半波带；(C) 暗纹，3个半波带； (D) 暗纹，4个半波带。 4．波长为600nm 的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm 的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全部级数为（B ） (A) 0、1±、2±、3±、4±； (B) 0、1±、3±；(C) 1±、3±； (D) 0、2±、4±。 5． 自然光以60°的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则（ B ） (A) 折射光为线偏振光，折射角为30°； (B) 折射光为部分偏振光，折射角为30°； (C) 折射光为线偏振光，折射角不能确定； (D) 折射光为部分偏振光，折射角不能确定。 二、填空题(每小题4分，共20分) 6．波长为λ的单色光垂直照射在空气劈尖上，劈尖的折射率为n ，劈尖角为θ，则第k 级明纹和第3k +级明纹的间距l = 32s i n λn θ 。 7．用550λ=nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为 1.1 μm 。 8．在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若1600nm λ=为入射光，中央明纹宽度为 3m m ；若以2400nm λ=为入射光，则中央明纹宽度为 2 mm 。 9．设白天人的眼瞳直径为3mm ，入射光波长为550nm ，窗纱上两根细丝之间的距离为3mm ，人眼睛可以距离 13.4 m 时，恰能分辨。 10.费马原理指出，光总是沿着光程为 极值 的路径传播的。 三、计算题(共60分) 11.（10分）在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求：(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长；(2)相邻两明条纹间的距离． 解：(1)由λk d D x = 明知，23 0.26002110 x nm λ= =??， 3 n e
大学物理波动光学题库及标准答案
大学物理波动光学题库及答案
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一、选择题：（每题3分） 1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］ 2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］ 3、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 5、如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ ］ 6、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 . (C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． ［ ］ 7、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2. (C) 2n 2 e －λ ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 n 2 n 3 e λ n 2n 1n 3 e ①② n 2n 1n 3 e ①②
物理光学作业参考答案 第十五章
物理光学作业参考答案 [15-1] 一束自然光以 30角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率54.1=n ，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。 解： （1）入射自然光可以分解为振动方向互相垂直的s 波和p 波，它们强度相等，设以0I 表示。已知： 301=θ，所以折射角为： 35.50)30sin 54.1(sin )sin (sin 1 112=?==--θθn 根据菲涅耳公式，s 波的反射比为： 12.0)35.5030sin()35.5030sin()sin()sin(2 2 2121=?? ? ???+-=? ???? ?+-= θθθθρs 4 因此，反射波中s 波的强度： 00) (124.0I I I s R s ==ρ 而p 波的反射比为： 004.0881.5371.0)()(2 2 2121=?? ? ???= ? ???? ?+-=θθθθρ tg tg p 因此，反射波中p 波的强度： 00) (004.0I I I p R p ==ρ 于是反射光的偏振度： %94%8.93004.0124.0004.0124.00 000≈=+-= I I I I P （2）玻璃-空气界面的布儒斯特角： 3354 .1111 1 1 21 ====---tg n tg n n tg B θ （3）对于以布儒斯特角入射时的透射光，s 波的透射系数为： 4067.133 cos 57sin 2cos sin 2) sin(cos sin 2122112===+= θθθθθθs t 式中， 331==B θθ，而 57902=-=B θθ 所以，s 波的透射强度为：
(问题详解1)波动光学习题
波动光学习题 光程、光程差 1.在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ A ］ 2.在相同的时间，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ C ］ 3.如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ B ］ 4.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反 射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1)． (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π． (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π． (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1)． ［ C ］ 5.真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 6.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而 且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ A ］ 7.如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 3λ1 n 1 3λ
波动光学答案2011
波动光学填空题 56、杨氏双缝的间距为0.3mm ，双缝距离屏幕1500mm ，若第四到第七明纹距离为7.5 ，则入射光波长 =___500nm____ ；若入射光的波长 =639nm ，则相邻两明纹的间距x k+1-x k =____3.195___mm 。 57、用单色光做单缝衍射实验，若缝宽变为原来的6倍，则中央明纹区宽度是原来的____1/6____倍。 58、波长为750nm 的单色平行光，垂直照射到宽度为d 的单缝上，若衍射角为3π/12时，对应的衍射图样为第一极小，则缝宽为_____1.06μm______。 59、单色平行光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P 点处为第3级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 __6___个半波带，若将单缝宽度缩小一半，P 点将是第__1__级__明__纹。 60、单色平行光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P 点处为第3级明纹，则单缝处波面相应地可划分为 _____个半波带，若将单缝宽度缩小一半，P 点将是第____级____纹。 61、一束强度为I 0的自然光垂直穿过两个叠合在一起、偏振化方向成45゜角的理想偏振片，则透射光强为____1/4____I 0 62、光的干涉和衍射现象反映了光的___波动_____性质．光的偏振现象说明光波是______横___波． 63、单色平行光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P 点处为第2级明纹，则单缝处波面相应地可划分为 _____个半波带，若将单缝宽度缩小一半，P 点将是第____级____纹。 64、单色光在折射率为n=1.4的介质中传播的几何路程长度为30m ，则相当于该光在真空中传播的路程长度为____42m_____。 65、波长为λ=532nm 的单色光垂直照射到宽度为d 的单缝上，若对应第二级暗纹的衍射角θ=30°。则缝宽d __2128______nm 。 66、光的_ 干涉____和_ 衍射____现象表明光具有波动性质，光的__偏振_____现象说明光波是横波。 67、一束自然光由空气斜入射到折射率为n 的均匀平板玻璃表面，当入射角i 满足_i tan _____=n 时,反射光将具有完全偏振性。 68、光从光疏媒质射向光密媒质时，反射光的半波损失对应的附加光程为__λ/2__,对应的附加位相为____π__. 69、一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由α1转到α2，则转动前后透射光强度之比为___2 212cos cos αα______。 70、已知玻璃的折射率为 ，在其上面镀一层氟化镁（MgF 2）薄膜(n =1.38)，放在空气中，白光垂直照射到膜的表面，欲使反射光中波长为550nm 的光相消，此膜的最小厚度为___0.1μm____。 波动光学选择题 79、为了使双缝干涉的条纹间距变大，可以采取的方法是：[ B ] A. 使屏靠近双缝； B. 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。 80、为了使干涉的条纹更亮，可见条纹更多，条纹拉得更开，最可取的方法是：[ B ] A. 使屏靠近光缝； B. 减小缝间距； C. 增加缝间距； D. 采用等距多缝方案 81、在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将[ B ]。 A. 远离劈棱方向移动； B. 向劈棱方向移动； C. 相邻条纹间的距离将变宽； D. 条纹位置和间距不变. 82、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的媒质中，由a 点传到b 点相位改变了π，则对应的光程为[ D ] A. λ; B. λ/2; C. λn /2; D. λ/2n 83、光波从光疏媒质垂直入射到光密媒质，当它在界面反射时，其[ C ]。 A.相位不变 B.频率增大 C.产生附加光程λ/2 D.频率减小
波动光学一答案
一. 选择题 [ B ]1、 在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法就是 (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. 参考解答:根据条纹间距公式D x nd λ?= ,即可判断。 [ B ]2、 在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2、5 λ,则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹; (B) 变为暗条纹; (C) 既非明纹也非暗纹; (D) 无法确定就是明纹,还就是暗纹 参考解答:光程差变化了2、5λ,原光程差为半波长的偶数倍(形成明纹),先光程差为半波 长的奇数倍,故变为暗条纹。 [ A ]3、 如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1＞n 2＞n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ. (C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. 参考解答:此题中无半波损失,故相位差为: 22222e 4/n n e π π ?πλλ λ ?=? ? =光程差。 [ B ]4、 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 (A) λ / 4 . (B) λ / (4n ). (C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). 参考解答:反射光要干涉加强,其光程差应为半波长的偶数倍,故薄膜的最小厚度h 应满 足如下关系式:212 nh λ λ+ =?(要考虑半波损失),由此解得/(4)h n λ=。 [ C ]5、 若把牛顿环装置(都就是用折射率为1、52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1、33的水中,则干涉条纹 n 1 3λ
第十二章 波动光学(一)答案
一. 选择题 [ C ]基础训练2. 如图16-19所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 （A ） 2πn 2e /（n 1 λ1） （B ）[4πn 1e /（n 2 λ1）] + π （C ） [4πn 2e /（n 1 λ1）]+ π （D ） 4πn 2e /（n 1 λ1） 参考解答：真空中波长= n 1λ1。考虑半波损失后的总光程差=2 n 2e + n 1λ1/2，故相位差=(2 n 2e + n 1λ1/2)*2π/( n 1λ1)=[4πn 2e /（n 1 λ1）]+ π 。 [ B ]基础训练6. 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 （A ） λ / 4 （B ） λ / （4n ） （C ） λ / 2 （D ） λ / （2n ） 参考解答：反射光要干涉加强，其光程差应为半波长的偶数倍，故薄膜的最小厚度h 应满足如下关系式：212 nh λ λ+=?(要考虑半波损失)，由此解得/(4)h n λ=。 [ B ]基础训练8. 用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 （A ） 向右平移 （B ） 向中心收缩 （C ） 向外扩张 （D ） 静止不动 （E ） 向左平移 参考解答：根据牛顿环公式，此时固定位置的k 变大。 [ A ]基础训练9. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的 （A ） 间隔变小，并向棱边方向平移 （B ） 间隔变大，并向远离棱边方向平移 （C ） 间隔不变，向棱边方向平移 （D ） 间隔变小，并向远离棱边方向平移 参考解答：条纹间距=λ/2/ sin θ，逆时针转动，导致变大，进而条纹间距变小，条纹向棱边方向移动。 [ D ]自测提高5. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为 (A) 全明． (B) 全暗． (C) 右半部明，左半部暗． (D) 右半部暗，左半部明． 参考解答：接触点P 的左边两反射光的光程差为2left nh δ=，接触点P 的右边两反射光的 图中数字为各处的折射 图16-19 n 3
波动光学试题答案版3
波动光学 一、概念选择题 1. 如图所示，点光源S 置于空气中，S 到P 点的距离为r ，若在S 与P 点之间置一个折射率为n （n ＞1），长度为l 的介质，此时光由S 传到P 点的光程为（D ） （A ）r （B ）l r （C ）nl r （D ）)1(n l r 2. 在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中（ C ）（A ）传播的路程相等，走过的光程相等； （B ）传播的路程相等，走过的光程不相等； （C ）传播的路程不相等，走过的光程相等； （D ）传播的路程不相等，走过的光程不相等。3. 来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于（C ） （A ）白光是由不同波长的光构成的（B ）两光源发出不同强度的光 （C ）两个光源是独立的，不是相干光源（D ）不同波长,光速不同 4. 真空中波长为的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l, 则A 、B 两点光振动位相差记为, 则（C ） （A ）当l = 3 / 2 ,有 = 3 （B ）当l = 3 / (2n) , 有 = 3 n . （C ）当l = 3 /(2 n),有 = 3 （D ）当l = 3 n / 2 , 有 = 3 n . 5. 用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是（A ） （A ）相邻干涉条纹之间的距离相等 （B ）中央明条纹最宽，两边明条纹宽度变窄 （C ）屏与缝之间的距离减小，则屏上条纹宽度变窄 （D ）在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，下列说法正确的是（C ） （A ）减小缝屏距离，干涉条纹间距不变 （B ）减小双缝间距，干涉条纹间距变小 （C ）减小入射光强度, 则条纹间距不变 （D ）减小入射波长, 则条纹间距不变 7. 一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使透射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为（D ） （A ） / 4 （B ） / (4 n) （C ） / 2 （D ） / (2 n) 8. 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距（B ） P · l r · S n
波动光学(一)答案
第十二章 波动光学（一） 一. 选择题 [ B ]1. 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) 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． 参考解答：根据条纹间距公式D x nd λ?= ，即可判断。 [ B ]2. 在双缝干涉实验中，入射光的波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝， 若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 ，则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹； (B) 变为暗条纹； (C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹 参考解答：光程差变化了2.5，原光程差为半波长的偶数倍形成明纹，先光程差 为半波长的奇数倍，故变为暗条纹。 [ A ]3. 如图所示，波长为 的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4n 2 e / ． (B) 2n 2 e / ． (C) (4n 2 e / ． (D) (2n 2 e / ． 参考解答：此题中无半波损失，故相位差为： 22222e 4/n n e π π ?πλλ λ ?=? ? =光程差＝。 [ B ]4. 一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 (A) ． (B) / (4n )． (C) ． (D) / (2n )． 参考解答：反射光要干涉加强，其光程差应为半波长的偶数倍，故薄膜的最小厚度h 应 满足如下关系式：212 nh λ λ+ =?(要考虑半波损失)，由此解得 /(4)h n λ=。 n 1 n 2 n 3 e λ
几何光学、波动光学(一)
几何光学、波动光学（一）作业 班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________ 日期:__________年_______月_______日 成绩:_____________ 一、选择题 1. 如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄 膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意) 的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2. (C) 2n 2 e －λ ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． ［ ］ 2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则 两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1)． (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π． (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π． (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1)．［ ］ 3. 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，若薄膜的厚度为e ，且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为 (A) 2n 2e ． (B) 2n 2 e - λ1 / (2n 1)． (C) 2n 2 e - n 1 λ1 / 2． (D) 2n 2 e - n 2 λ1 / 2． ［ ］ 如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离 分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 5. n 3 n 1 3λ1 n 3 P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1
波动光学大学物理答案
习题13 13.1选择题 （1）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) 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． [答案：C] （2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移． (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A] （3）一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ] (A) λ / 4 ． (B) λ / (4n )． (C) λ / 2 ． (D) λ / (2n )． [答案：B] （4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ] (A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ． (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2． (D) nd ． (E) ( n -1 ) d ． [答案：A] （5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是 ［ ］ (A) λ / 2 ． (B) λ / (2n )． (C) λ / n ． (D) λ / [2(n-1)]． [答案：D] 13.2 填空题 （1）如图所示，波长为λ的平行单色光斜入射到距离 为d 的双缝上，入射角为θ．在图中的屏中央O 处 (O S O S 21=)，两束相干光的相位差为 ________________． [答案：2sin /d πθλ] （2）在双缝干涉实验中，所用单色光波长为λ＝562.5 nm (1nm ＝10-9 m)，双缝与观察屏的距离D ＝1.2 m ，若测得屏上相邻明条纹间距为?x ＝1.5 mm ，则双缝的间距d ＝
初二物理光学试题及答案
初二物理光学试题及答案一、选择题 (每空？分，共? 分） １、如图的四幅图片中,其中一幅所反映的光学原理与其它三幅不同的是（）A ． B. C. Ｄ. 2、下列有关光的说法正确的是( ) A．日食主要是因为光的反射形成的 B.光从空气射入水中传播速度不变 C.雨后天空中出现彩虹，属于光的色散现象 Ｄ.我们看到了黑板上老师写的字是利用了光的镜面反射 3、如图所示的光现象中，属于光的直线传播形成的是（）Ａ．屏幕上的“手影” B.水中筷子变“折” Ｃ.茶杯在镜中的“倒影” D.钢笔“错位” 4、下列光现象与其成因对应正确的是( ） A．海市蜃楼﹣﹣光的色散Ｂ．水中倒影﹣﹣光的折射 Ｃ．形影不离﹣﹣光的直线传播Ｄ.雨后彩虹﹣﹣光的反射 5、下列属于光的反射现象的是（） Ａ.吸管斜放在水杯中“变粗” B．水中倒影 C.太阳光透过云层射到大地上 Ｄ.白光经过三棱镜形成彩色光带 ６、平面镜利用的是( ) A．光的反射 B.光的折射 C．光的直线传播 D.光的色散 ７、下列光现象与日食的形成原因不同的是( ） A ． 小孔成像 评卷人得分
B ． 水中倒影 C ． 手影游戏 Ｄ． 树下阴影 8、图中现象中属于光的反射的是( ） Ａ. 水中倒影B. 铅笔“折断” C ． 鸽子的影子 D. 日食形成 9、下列图中所示的现象中,由于光的反射形成的是( ） A.墙上的手影 B.杯中“折断的筷子”Ｃ.水中的塔影Ｄ.露珠下被放大的草叶 １0、下列图中属于光的反射现象的是（)
A ． 放大镜的游戏 B ． 小猫叉鱼游戏 C. 手影游戏D. 隔墙看猫游戏 1１、下列四种现象中属于光的反射的是（ ) Ａ．一束光穿透玻璃 B.用凹透镜矫正近视眼 C．黑板反光 D.小孔成像 1２、下列有关光现象的说法正确的是（) A．人靠近平面镜时镜中人的像变大 Ｂ.在光的反射中，入射光线靠近法线时反射光线将远离法线Ｃ.雨后天空中的彩虹是光的色散形成的 D.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪 13、关于下列光学现象的描述正确的是( ）A.白光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光 B．人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼 C.小孔所成的像是倒立的虚像 D．漫反射不遵循光的反射定律 14、在如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是( ） Ａ.筷子在水中弯折 B.山在水中的倒影 Ｃ．手的影子D ．天空中出现的彩虹15、如图所示的现象中,由于光的反射形成的是（） Ａ. 游戏中的“手影” Ｂ． 钢勺在水面处“折断”