光的干涉 衍射试题(含答案)
《光的干涉 衍射》测试题(含答案)
《光的干涉衍射》测试题(含答案)一、光的干涉衍射选择题1．利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。
图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是（）A．图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏B．图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变C．在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹下D．图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故2．四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是A．B．C．D．3．下列说法中正确的是A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉4．关于下列光学现象，正确的说法是()A．水中蓝光的传播速度比红光快B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄。
5．如图所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈P在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜、在酒精灯火焰上撒食盐，用肥皂液膜观察灯焰S的像，下列说法正确的是（）A．在酒精灯上撒一些食盐、目的是为了灯焰能发出的光更亮B．实验时应观察液膜反射酒精灯的光，使我们看到灯焰的像C．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来现察薄膜干涉现象D．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的6．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是()A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光B．玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率C．改变α角，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行D．通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的条纹宽度大于光束Ⅲ的宽度7．把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上，让单色光从上方射入如图(甲)，这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应 ( )A．将凸透镜的曲率半径变大B．将凸透镜的曲率半径变小C．改用波长更长的单色光照射D．改用波长更短的单色光照射8．关于红光和紫光的比较，下列说法正确的是（）A．红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度B．同一种介质对红光的折射率小于对紫光的折射率C．从玻璃到空气发生全反射时，红光的临界角大于紫光的临界角D．在同一介质中，红光的波长大于紫光的波长E.在同一杨氏双缝干涉装置中，红光的条纹间距小于紫光的条纹间距9．下列关于振动和波的说法，正确的是。
光的干涉和衍射练习题计算干涉和衍射的光强分布
光的干涉和衍射练习题计算干涉和衍射的光强分布首先，让我们回顾一下光的干涉和衍射。
光的干涉是指两束或多束光波叠加在一起形成干涉图样的现象，而光的衍射是指光通过一个小孔或者绕过一个障碍物后产生的弯曲或扩散的现象。
我们将通过一些练习题来计算干涉和衍射的光强分布。
练习题1：单缝衍射设有一个宽度为a的单缝，缝宽为d，光波的波长为λ，观察屏幕与缝的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：根据夫琅禾费衍射公式，我们可以计算出在屏幕上某一点的光强分布。
公式如下：I(θ) = I0 * (sin(πd sinθ / λ)/(πd sinθ /λ))^2其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表缝的中央处光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题2：双缝干涉设有两个宽度为a的缝，缝宽为d，两缝间距为D，光波的波长为λ，观察屏幕与缝的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：公式如下：I(θ) = 4I0 * cos^2(πd sinθ / λ) * cos^2(πD sinθ / λ) / (π^2 (d sinθ /λ)^2)其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表缝的中央处光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题3：菲涅尔双棱镜干涉设有一对菲涅尔双棱镜，棱镜角为α，光波的波长为λ，观察屏幕与双棱镜的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：根据菲涅尔双棱镜干涉的理论，我们可以计算出在屏幕上某一点的光强分布。
公式如下：I = I0 * (sin(πα sinθ / λ)/(πα sinθ / λ))^2其中，I代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表双棱镜两个棱镜面的光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题4：衍射光栅设有一个衍射光栅，光栅常数为d，光波的波长为λ，观察屏幕与光栅的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：公式如下：I(θ) = I0 * (sin(Nπd sinθ / λ)/(Nπd sinθ /λ))^2 * (sin(πd sinθ / λ)/(πd sinθ /λ))^2其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表光栅刻痕的光强的最大值，N代表光栅的阶数，θ代表观察角度。
光的干涉 衍射试题(含答案)(1)
光的干涉 衍射试题(含答案)(1)一、光的干涉 衍射 选择题1．两束平行的单色光a 、b 射向长方形玻璃砖，光从上面入射，恰从下表面重叠射出，如图所示，比较两束单色光，则下列说法正确的是______________．A ．玻璃对a 光的折射率比对b 光的小B ．在玻璃中，a 光的传播速度比b 光的大C ．在玻璃砖的下表面上，a 光可能发生全反射D ．a 、b 光的波长均大于紫外线的波长，在真空中的速度均等于紫外线的传播速度 E.a 光与b 光可能发生干涉2．如图所示，一束激光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是（ ）A ．增大双缝到光屏的距离，条纹间距变小B ．入射光波长不变，光强增大，条纹间距不变C ．增大激光器到双缝的距离，条纹间距变大D ．若仅将双缝和光屏置于水中，同等条件下条纹间距变大3．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样A ．B ．C ．D ．4．如图所示，半径为R 的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为2R ，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源s 向顶部发射一束由a 、b 两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P 的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P 点高度h 降低为122R +时只剩下a 光从顶部射出，下列判断正确的是（ ）A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度B．a光从顶部射出时，无a光反射回透光材料C．此透光材料对b光的折射率为1042D．同一装置用a、b光做双缝干涉实验，b光的干涉条纹较大5．把一个上表面是平面下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方垂直射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹（）A．圆环状条纹是光经凸透镜上下两个玻璃表面之间反射引起的千涉造成的B．圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C．如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其它条件保持不变，观察到的圆环亮纹间距变大D．如果改用波长更长的单色光照射而其它条件保持不变，观察到的圆环亮纹间距变小6．把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上，让单色光从上方射入如图(甲)，这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应 ( )A．将凸透镜的曲率半径变大B．将凸透镜的曲率半径变小C．改用波长更长的单色光照射D．改用波长更短的单色光照射7．下列说法正确的是 ( )A．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的B．在杨氏双缝干涉实验中,用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距相等的条纹C．电磁波与声波由空气进入水中时,电磁波波长变短,声波波长变长D．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黃、绿三盏灯时,看到红灯距水面最远E. 照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理8．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为θ= 30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法正确的是（）A．该棱镜中对单色光a的折射率为3B．在棱镜中传播，a光的传播速度较大C．a光的频率一定大于b光的频率D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大9．下列说法中正确的是()A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关B．线性变化的电场一定产生恒定的磁场，线性变化的磁场一定产生恒定的电场C．在杨氏双缝实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄D．光纤通信的工作原理是光的反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优E.用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏转10．下列说法正确的是A．图甲牛顿环是由两玻璃表面间的空气薄膜的反射光干涉形成的B．图甲中换表面曲率半径更大的凸透镜，中心暗纹半径不变C．图乙属于红光的干涉条纹D．图丙测彩色条纹的成因与图甲相同11．利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。
(完整版)光的衍射习题(附答案)
光的衍射(附答案)一. 填空题1. 波长入=500 nm (1 nm = 10 -9m)的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹•今测得屏幕上中央明条纹之间的距离为 d = 12 mm，则凸透镜的焦距f为3_m .2. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光( 入〜589 nm )中央明纹宽度为4.0 mm，贝U k ~442 nm (1 nm = 10-9m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为3.0 mm .3. 平行单色光垂直入射在缝宽为a = 0.15 mm的单缝上，缝后有焦距为f = 400 mm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纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为500 nm (或5 X 410- mm).4. 当一衍射光栅的不透光部分的宽度b与透光缝宽度a满足关系b = 3 a时，衍射光谱中第±±…级谱线缺级.5. 一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅，用平行钠光束与光栅平面法线成30角入射，在屏幕上最多能看到第5级光谱.6. 用波长为入的单色平行红光垂直照射在光栅常数d = 2 pm (1 m = 10-6m)的光栅上，用焦距f = 0.500 m的透镜将光聚在屏上，测得第一级谱线与透633nm.7. 一会聚透镜，直径为3 cm，焦距为20 cm .照射光波长550nm .为了可以分辨，两个远处的点状物体对透镜中心的张角必须不小于 2.24 x i0-5rad .这时在透镜焦平面上两个衍射图样中心间的距离不小于 4.47 m .8. 钠黄光双线的两个波长分别是589.00 nm和589.59 nm (1 nm = 10 -9m), 若平面衍射光栅能够在第二级光谱中分辨这两条谱线，光栅的缝数至少是500.9. 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上，波长为21= 440 nm的第3级光谱线将与波长为2=660 nm的第2级光谱线重叠(1 nm = 10 -9m).10. X射线入射到晶格常数为d的晶体中，可能发生布拉格衍射的最大波长为2d.二.计算题11. 在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长入和2，垂直入射于单缝上.假如入的第一级衍射极小与2的第二级衍射极小相重合，试问：(1) 这两种波长之间有何关系？(2)在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其它极小相重合？解：(1)由单缝衍射暗纹公式得a sin a= 1 入 a sin Q = 2 2由题意可知Q= Q, sin Q= sin &代入上式可得2= 2 2(2) a sin Q = k12=2 k12 (k1=1,2,…)sin Q = 2 k12/ aa sin &= k2 A (k2=1,2,…)sin(2= 2 k2 A/ a若k2= 2 k i,贝U e i= 即A的任一k i级极小都有A的2 k i级极小与之重合. 12. 在单缝的夫琅禾费衍射中，缝宽a = 0.100 mm，平行光垂直如射在单缝上，波长A= 500 nm，会聚透镜的焦距f = 1.00 m .求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度A x.解：单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标X i为a sin d = AX1 = f tan d ~f sin d ~f A/ a (v d 很小)单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标X2为a sin d= 2 AX2 = f tan d ~f sin d~2 f A/ a (v d很小)单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度7 4A x1 = X2 - X1 ~f (2 A/ a - A a)= f A/ a= 1.00X5.00X10" /(1.00 X10" ) m=5.00mm .13. 在单缝夫琅禾费衍射中，垂直入射的光有两种波长，A= 400 nm，A= 760nm (1 nm = 10 "9m).已知单缝宽度a = 1.0 X10-2cm，透镜焦距f = 50 cm .(1) 求两种光第一级衍射明纹中心间的距离.(2) 若用光栅常数a = 1.0X10-3cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离.解：(1)由单缝衍射明纹公式可知1 1a sin$= (2 k + 1) A= 2 A (取k = 1)1 3a sin礎=^ (2 k + 1) A= ? Atan $ = x1 / f，tan 心=x1 / fsin 帀 ~tan 召，sin 血 ~tan 心由于3所以治=㊁f入/ a3x2= 2 f 入/ a则两个第一级明纹之间距为3A x1 = x2 - x1 = 2 f AA/ a = 0.27 cm(2)由光栅衍射主极大的公式d sin召=k入=1入d sin &= k A= 1 A且有sin © = tan ©二 x / f所以A x1= x2 - x1 = f A A/ a = 1.8 cm14. 一双缝缝距d = 0.40 mm，两缝宽度都是a = 0.080 mm，用波长为A= 480 nm (1nm = 10 "m)的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距 f = 2.0 m 的透镜.求：(1)在透镜焦平面的屏上，双缝干涉条纹的间距I; (2)在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉数目N和相应的级数.解：双缝干涉条纹(1)第k级亮纹条件：d sin B= k A第k 级亮条纹位置：X1= f tan 6 ~f sin d ~k f A/ d相邻两亮纹的间距：3A x= X k+1 - X k = (k + 1) f A d - k A/ d = f A/ d = 2.4 X10" m = 2.4 mm ⑵单缝衍射第一暗纹：a sin 6= A单缝衍射中央亮纹半宽度：A = f tan 6 ~f sin 6 ~k f A d = 12 mmA x0/ A x = 5•••双缝干涉第i5级主极大缺级.•••在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N = 9分别为k = 0, ±,吃，±3, ±4级亮纹或根据d / a = 5指出双缝干涉缺第i5级主极大，同样可得出结论。
《光的干涉 衍射》单元测试题(含答案)
《光的干涉衍射》单元测试题(含答案)一、光的干涉衍射选择题1．用某单色光做光的双缝干涉实验，能在光屏上观察到干涉条纹．若把其中一条缝遮住，则在光屏上（）A．没有任何条纹B．只有一条亮条纹C．有等间距的明暗相间的条纹D．有不等间距的明暗相间的条纹2．四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是A．B．C．D．3．如图所示，一束激光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是（）A．增大双缝到光屏的距离，条纹间距变小B．入射光波长不变，光强增大，条纹间距不变C．增大激光器到双缝的距离，条纹间距变大D．若仅将双缝和光屏置于水中，同等条件下条纹间距变大4．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处如图所示．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为()．A ．18λB ．14λC ．12λD ．λ5．如图所示，半径为R 的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为2R ，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源s 向顶部发射一束由a 、b 两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P 的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P 点高度h 降低为122R +时只剩下a 光从顶部射出，下列判断正确的是（ ）A ．在此透光材料中a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．a 光从顶部射出时，无a 光反射回透光材料C ．此透光材料对b 光的折射率为1042+D ．同一装置用a 、b 光做双缝干涉实验，b 光的干涉条纹较大6．如图所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈P 在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜、在酒精灯火焰上撒食盐，用肥皂液膜观察灯焰S 的像，下列说法正确的是（ ）A ．在酒精灯上撒一些食盐、目的是为了灯焰能发出的光更亮B ．实验时应观察液膜反射酒精灯的光，使我们看到灯焰的像C ．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来现察薄膜干涉现象D ．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的7．关于红光和紫光的比较，下列说法正确的是（ ）A ．红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度B ．同一种介质对红光的折射率小于对紫光的折射率C ．从玻璃到空气发生全反射时，红光的临界角大于紫光的临界角D ．在同一介质中，红光的波长大于紫光的波长E.在同一杨氏双缝干涉装置中，红光的条纹间距小于紫光的条纹间距8．在杨氏双缝干涉实验中，如果A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹9．下列说法正确的是A．图甲牛顿环是由两玻璃表面间的空气薄膜的反射光干涉形成的B．图甲中换表面曲率半径更大的凸透镜，中心暗纹半径不变C．图乙属于红光的干涉条纹D．图丙测彩色条纹的成因与图甲相同10．增透膜的应用)关于光学镜头增透膜，以下说法中正确的是( ) A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1 4C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1 4D．因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色E.涂有增透膜的镜头，进入的光线全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好11．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是________A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄12．如图所示，一束复色光从圆柱形玻璃砖的侧面A点，以45°的入射角射入，结果从玻璃砖的侧面B点和C点各射出一束单色光a和 b，则下列说法正确的是（）A．单色光a从B点出射时的折射角小于单色光b从C点出射的折射角B．逐渐增大复合光在A点的入射角，则b光束先于a光束在玻璃砖中发生全反射C．单色光a在玻璃中从A到B的传播时间比单色光b从A到C的传播时间少D．经同一双缝干涉实验装置，a光形成的条纹间距比b光形成的条纹间距小13．如图所示，OO'是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是平行于OO'轴的两束不同单色细光束，a、b到OO'的距离相等，光屏MN与OO'垂直，左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑p，以下说法正确的是（）A．a在该玻璃体中的折射率比b的小B．a通过该玻璃体的时间比b短C．由该玻璃体进入空气时，a的临界角比b小D．a比b更容易发生衍射14．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化（）A．这主要是光的干涉现象B．这主要是光的衍射现象C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细15．关于干涉和衍射，正确的说法是（）A．有的波能发生干涉现象，有的波能发生衍射现象B．波具有衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小16．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
光的衍射习题(附答案)
光的衍射（附答案）一．填空题1.波长λ = 500 nm（1 nm = 109 m）的单色光垂直照射到宽度a = mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹．今测得屏幕上中央明条纹之间的距离为d = 12 mm，则凸透镜的焦距f 为3 m．2.在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（λ1 ≈589 nm）中央明纹宽度为mm，则λ2 ≈ 442 nm（1 nm = 109 m）的蓝紫色光的中央明纹宽度为mm．3.平行单色光垂直入射在缝宽为a = mm的单缝上，缝后有焦距为f = 400 mm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纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为500 nm（或5×104mm）．4.当一衍射光栅的不透光部分的宽度b与透光缝宽度a满足关系b = 3a 时，衍射光谱中第±4, ±8, …级谱线缺级．5.一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅，用平行钠光束与光栅平面法线成30°角入射，在屏幕上最多能看到第5级光谱．6.用波长为λ的单色平行红光垂直照射在光栅常数d = 2 μm（1 μm = 106 m）的光栅上，用焦距f= m的透镜将光聚在屏上，测得第一级谱线与透镜主焦点的距离l = m，则可知该入射的红光波长λ=或633nm．7.一会聚透镜，直径为3 cm，焦距为20 cm．照射光波长550nm．为了可以分辨，两个远处的点状物体对透镜中心的张角必须不小于×105rad．这时在透镜焦平面上两个衍射图样中心间的距离不小于μm．8.钠黄光双线的两个波长分别是nm和nm（1 nm = 109 m），若平面衍射光栅能够在第二级光谱中分辨这两条谱线，光栅的缝数至少是500．9.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上，波长为λ1 = 440 nm的第3级光谱线将与波长为λ2 =660 nm的第2级光谱线重叠（1 nm = 109 m）．10.X射线入射到晶格常数为d的晶体中，可能发生布拉格衍射的最大波长为2d．二．计算题11.在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长λ1和λ2，垂直入射于单缝上．假如λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小相重合，试问：(1) 这两种波长之间有何关系(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其它极小相重合解：(1) 由单缝衍射暗纹公式得a sinθ1= 1 λ1 a sinθ2= 2 λ2由题意可知θ1= θ2, sinθ1= sinθ2代入上式可得λ1 = 2 λ2(2) a sinθ1= k1λ1=2 k1λ2(k1=1, 2, …)sinθ1= 2 k1λ2/ aa sinθ2= k2λ2(k2=1, 2, …)sinθ2= 2 k2λ2/ a若k2= 2 k1，则θ1= θ2，即λ1的任一k1级极小都有λ2的2 k1级极小与之重合．12.在单缝的夫琅禾费衍射中，缝宽a = mm，平行光垂直如射在单缝上，波长λ= 500 nm，会聚透镜的焦距f= m．求中央亮纹旁的第一个亮纹的宽度Δx．解：单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x1为a sinθ1= λx1 = f tanθ1≈ f sinθ1≈ f λ / a (∵θ1很小)单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x2为a sinθ2 = 2 λx2 = f tanθ2≈ f sinθ2≈ 2 f λ / a (∵θ2很小)单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度Δx1 = x2x1≈ f (2 λ / a λ / a)= f λ / a=××107/×104) m=．13.在单缝夫琅禾费衍射中，垂直入射的光有两种波长，λ1 = 400 nm，λ2 = 760nm（1 nm = 109 m）．已知单缝宽度a = ×102 cm，透镜焦距f = 50 cm．(1)求两种光第一级衍射明纹中心间的距离．(2)若用光栅常数a= ×10-3cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离．解：(1) 由单缝衍射明纹公式可知a sinφ1= 12(2 k + 1)λ1 =12λ1（取k = 1）a sinφ2= 12(2 k + 1)λ2=32λ2tanφ1= x1/ f，tanφ2= x1/ f由于sinφ1≈ tanφ1，sinφ2≈ tanφ2所以x1= 32f λ1 /ax2= 32f λ2 /a则两个第一级明纹之间距为Δx1= x2x1= 32f Δλ/a = cm(2) 由光栅衍射主极大的公式d sinφ1= k λ1 = 1λ1d sinφ2= k λ2 = 1λ2且有sinφ = tanφ = x / f所以Δx1= x2x1 = fΔλ/a = cm14.一双缝缝距d = mm，两缝宽度都是a = mm，用波长为λ = 480 nm（1 nm =109 m）的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距f= m的透镜．求：(1) 在透镜焦平面的屏上，双缝干涉条纹的间距l；(2) 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉数目N和相应的级数．解：双缝干涉条纹(1) 第k级亮纹条件：d sinθ = kλ第k级亮条纹位置：x1= f tanθ1≈ f sinθ1≈ k f λ / d相邻两亮纹的间距：Δx= x k +1x k = (k + 1) fλ / d k λ / d= f λ / d = ×103 m = mm(2) 单缝衍射第一暗纹：a sinθ1= λ单缝衍射中央亮纹半宽度：Δx= f tanθ1≈ f sinθ1≈ k f λ / d = 12 mm Δx0/ Δx = 5∴双缝干涉第±5级主极大缺级．∴在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N = 9分别为k = 0, ±1, ±2, ±3, ±4级亮纹或根据d /a= 5指出双缝干涉缺第±5 级主极大，同样可得出结论。
成都市 《光的干涉 衍射》单元测试题(含答案)
一、光的干涉 衍射 选择题
1．一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反 射从玻璃砖上表面射出后，光线分为 a、b 两束，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a、b 一定是平行光线 B．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于 b 光的条纹间距 C．a 光的频率大于 b 光的频率 D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角小 E.增大从空气到玻璃的入射角（90°之内），a、b 光可能在玻璃内发生全反射 2．下列说法正确的是（ ） A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的 是绿光 B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹 C．红光的光子能量比紫光光子能量大 D．只有横波才能产生干涉现象 3．如图所示，一束激光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是 （）
A．a 光的频率比 b 光小 B．水对 a 光的折射率比 b 光大 C．a 光在水中的传播速度比 b 光大 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹间距比 b 光小
9．a、b、c 三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所 示，光线 b 正好过圆心 O，光线 a、c 从光线 b 的两侧对称入射，光线 a、c 从玻璃砖下表 面进入空气后与光线 b 交于 P、Q 两点，则下列说法正确的是( )
A．在酒精灯上撒一些食盐、目的是为了灯焰能发出的光更亮 B．实验时应观察液膜反射酒精灯的光，使我们看到灯焰的像 C．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来现察薄膜干涉现象 D．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的 7．关于红光和紫光的比较，下列说法正确的是（ ） A．红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度 B．同一种介质对红光的折射率小于对紫光的折射率 C．从玻璃到空气发生全反射时，红光的临界角大于紫光的临界角 D．在同一介质中，红光的波长大于紫光的波长 E.在同一杨氏双缝干涉装置中，红光的条纹间距小于紫光的条纹间距 8．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源 S，它发出的是两种不同颜色的 a 光和 b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由 a、b 两种单色光所构成的 复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为 a 光的颜色（见图乙）。则以下说法中正确的 是（ ）
光的干涉习题(附答案)
π
S1
S2
3λ 4
4. 用波长为 λ 的单色光垂直照射牛顿环装置，观察牛顿环，如图所示。若使凸 透镜慢慢向上垂直移动距离 d， 移过视场中某固定观察点的条纹数等于 2d/λ 。
5. 空气中两块玻璃形成的空气劈形膜， 一端厚度为零， 另一端厚度为 0.005 cm， 玻璃折射率为 1.5，空气折射率近似为 1。如图所示，现用波长为 600 nm 的 单色平行光， 沿入射角为 30°角的方向射到玻璃板的上表面， 则在劈形膜上形 成的干涉条纹数目为 144 。
6. 维纳光驻波实验装置示意如图。MM 为金属反射镜，NN 为涂有极薄感光层 的玻璃板。MM 与 NN 之间夹角 φ=3.0×10-4 rad，波长为 λ 的平面单色光通过 NN 板垂直入射到 MM 金属反射镜上，则反射光与入射光在相遇区域形成光 驻波， NN 板的感光层上形成对应于波腹波节的条纹。 实验测得两个相邻的驻 波波腹感光垫 A、B 的间距 1.0 mm，则入射光的波长为 6.0×10-4 mm 。
8. 如图所示，折射率为 n2，厚度为 e 的透明介质薄膜的上、下方透明介质的折 射率分别为 n1 和 n3，且 n1<n2<n3，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之间的光程差为 2长为 λ 的单色平行光垂直照射两个劈尖上，两劈尖角分别为 θ1 和 θ2，折射 率分别为 n1 和 n2， 若两者分别形成的干涉条纹的明条纹间距相等， 则 θ1， θ2， n1，n2 之间的关系为 n1θ1= n2θ2 。
2h c arcsin 0.1 5.7 o arcsin 2hf
11. 油船失事，把大量石油（n=1.2)泄漏在海面上，形成一个很大的油膜。试求： （1）如果你从飞机上竖直地向下看油膜厚度为 460nm 的区域，哪些波长的 可见光反射最强？ （2 ） 如果你戴了水下呼吸器从水下竖直的向上看这油膜同 一区域，哪些波长的可见光透射最强？（水的折射率为 1.33） 答：因为在油膜上下表面反射光都有半波损失， （1）反射光干涉加强：2nd=k
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光的干涉 衍射试题(含答案)一、光的干涉 衍射 选择题1．一束复色光沿半径方向射向一半球形玻璃砖，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所示。
下列说法中正确的是（ ）A ．a 、b 光在玻璃中的折射率关系为a b n n >B ．a 、b 光在玻璃中的传播速度关系为a b v v >C ．增大复色光的入射角，b 光先发生全反射D ．用同一单缝装置进行衍射实验，a 光中央亮纹间距比b 光的宽2．下列说法中正确的是A ．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B ．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象C ．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D ．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉3．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S ，它发出的是两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a 光的颜色（见图乙）。
则以下说法中正确的是（ ）A ．a 光的频率比b 光小B ．水对a 光的折射率比b 光大C ．a 光在水中的传播速度比b 光大D ．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹间距比b 光小4．下列关于振动和波的说法，正确的是 。
A ．声波在空气中传播时，空气中各点有相同的振动频率B ．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动C ．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射D ．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大 E.为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光5．.关于红光和紫光的比较,下列说法正确的是( )A．在同一介质中,红光的波长大于紫光的波长B．红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度C．从玻璃到空气发生全反射时,红光的临界角大于紫光的临界角D．在同一杨氏双缝干涉装置中,红光的条纹间距小于紫光的条纹间距6．下列说法正确的是________。
A．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象B．在同一种介质中，不同频率的声波的传播速度不同C．黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距D．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关E.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用7．下列说法正确的是___________A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的D．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹E.某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近8．如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（）A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C．a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小E.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射9．一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示。
下列说法正确的是（）A．a、b一定是平行光线B．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距C．a光的频率大于b光的频率D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小E.增大从空气到玻璃的入射角（90°之内），a、b光可能在玻璃内发生全反射10．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是．A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象B．a光在玻璃中的传播速度比b在玻璃中的传播速度大C．a光的频率比b光的频率大D．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失E.若让a、b二色光通过一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大11．a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出，判断正确的是（）A．a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大B．玻璃砖对a光的折射率大C．双缝干涉时，用a光照射得到条纹间距小D．增大入射角，a光在下表面可发生全反射12．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。
下列说法正确的是（）A．a光的频率小于b光的频率B．出射光束a、b一定相互平行C ．a 、b 两色光从同种玻璃射向空气时，a 光发生全反射的临界角大D ．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距13．a 、b 是两种单色光，其频率分别为v a 、v b ，且a bνν=k A ．a 、b 光子动量之比为a bP P =k B ．若a 、b 光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为a bxx ∆∆=k C ．若a 、b 都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差E ka -E kb =hv b (k -1） D ．若a 、b 是处于同一激发态的原子跃迁到A 态和B 态产生的，则A 、B 两态的能级之差E A -E B =hv b （k -1）14．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO 方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光I 、II 、III ，则（ ）A ．增大α角且α≤90︒，光束II 、III 会靠近光束IB ．玻璃对光束III 的折射率大于对光束II 的折射率C ．减小α角且α＞0︒，光束III 可能会由于全反射而从上表面消失D ．光束III 比光束II 更容易发生明显衍射15．雨后的空气中有一水滴，太阳光射入后先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
如图所示，太阳光从左侧射入球形水滴，a 、b 是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。
下面说法正确的是（ ）A ．遇到同样的障碍物，b 光比a 光更容易发生明显衍射B ．当光线在水滴背面发生全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮C ．a 光线是紫光，b 光线是红光D ．a 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间短16．如图所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是（ ）A．b在该介质中的折射率比a小，在介质中波速大于a光B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽C．用a更易观测到泊松亮斑D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大17．甲、乙两束单色光通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样。
则这两束单色光（）A．甲光的光子能量比乙光的大B．甲光的光子动量比乙光的小C．在相同的玻璃中传播，甲光的速度小于乙光的速度D．在水面发生全反射时，甲光的临界角大于乙光的临界角18．如图所示分别是a光、b光各自通过同一双缝干涉仪器形成的图样（黑色部分表示亮纹），则下列说法正确的是（）A．在同一均匀介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．两种光通过同一狭缝时，a光产生的中央亮条纹的宽度比b光的大C．光由同一介质射入空气，发生全反射时，a光的临界角比b光大D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大19．如图所示的四种明暗相间条纹，是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样．图中黑色部分代表亮纹，下列四幅图中由红光形成的图样是（）A．B．C．D．20．下列说法正确的是（）A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B．光纤通信，医用纤维式内窥镜及全息照相都是利用了光的全反射原理C．泊松亮斑支持了光的波动说D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散21．如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，上下边缘分别为a、b可见单色光，则（）A．a为紫光，b为红光B．玻璃对a光的折射率比b光的大C．a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度D．a、b两束光通过同一单缝衍射装置形成的中央宽条纹，a光的宽E.a、b两束光通过同一双缝衍射装置形成的干涉宽条纹，相邻条纹间距a光的较大22．下列说法中正确的有（）A．泊松亮斑说明光具有波动性B．电磁波在各种介质中的速度相等C．光线通过强引力场时会发生弯曲D．在水中同一深处有红、黄、绿三个小球，岸上的人看到的是绿球最浅E.某波源振动的频率是1000Hz，当观察者和波源相互靠近时，波源的频率变大23．图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样。
图甲条纹间距明显大于图乙，比较两次实验A．若光屏到双缝的距离相等，则图甲对应的波长较大B．若光源、双缝间隙相同，则图甲光屏到双缝的距离较大C．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图甲双缝间隙较小D．图甲的光更容易产生明显的衍射现象24．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b两束可见单色光从空气中垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知（）A．棱镜内a光的传播速度比b光的大B ．a 光的波长比b 光的长C ．a 光、b 光通过同一狭缝发生衍射时，a 光的中央亮纹更宽D ．让a 光与b 光通过同一双缝干涉装置，a 光条纹间的距离小于b 光25．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后出a 、b 两束光线．则（ ）A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距E.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、光的干涉 衍射 选择题1．A【解析】 【分析】【详解】A ．根据光的偏折程度可知玻璃对光的偏折程度较大，所以折射率，A 正确；B ．根据光在介质中传播速度可知，B 错误；C ．根据全反射定律可知光的临界角小，所以增大复色光的 解析：A【解析】【分析】【详解】A ．根据光的偏折程度可知玻璃对a 光的偏折程度较大，所以折射率a b n n >，A 正确；B ．根据光在介质中传播速度c v n =可知a b v v <，B 错误； C ．根据全反射定律1sin C n=可知a 光的临界角小，所以增大复色光的入射角，a 光先发生全发射，C 错误；D ．a 光的折射率大，频率高，根据c f λ=可知a 光的波长短，所以用同一单缝装置进行衍射实验，a 光中央亮纹间距比b 光的窄，D 错误。