在杨氏双缝干涉试验中
光学练习题答案
一、判断题1. 光程是光在介质中传播的几何路程。
（× ）2. 光在折射率为n 的介质中传播距离为d 时，光程也为d 。
（ × ）3. 在劈尖干涉实验中，若劈尖角变大，其他条件不变，则干涉条纹间隔会变大。
（ × ）4. 在杨氏双缝干涉实验中，减小狭缝之间的距离，其他条件不变，则接收屏上的条纹间隔会变大（√）5. 在单缝衍射实验中，增大单缝的宽度，则接收屏上的条纹间隔会变小。
（ √ ）6. 根据光的偏振理论，经过偏振片后有消光现象的入射光一定是线偏振光。
（ √ ）7. 在单缝夫琅和费衍射实验中，按“半波带”法分析，就是将缝宽按入射光波长的一半来划分，若缝宽为半波长的偶数倍，则相应级次的条纹为明条纹。
（ × ） 8. 自然光一定不是单色光，而线偏振光一定是单色光。
（ × ） 9. 若两束光的频率相等，则两束光相遇就可以产生干涉。
（ × ） 10. 将牛顿环装置放入水中，则观察到牛顿环将向中心收缩。
（ √ ） 11. 光学仪器的分辨本领与光学仪器的口径成正比。
（ √ ） 12. 在单缝衍射中，越远离屏幕中心的条纹亮度越暗。
（ √ ） 13. 空气牛顿环的反射光线干涉图像中心一定是一个暗斑。
（ √ ） 14. 当自然光以布儒斯特角入射到介质表面时，反射光线和折射光线都是线偏振光。
（ × ） 二、填空题1.波长为λ的单色光在折射率为n 的介质中，由a 点传播到b 点相位变化了8π，则a 、b 两点之间的几何距离为4nλ。
2. 真空中波长为λ的单色光，在折射率23=n 的介质中传播，若由S 点传到P 点时，相位变化为π，则S、P 间的几何路程为2nλ；光程为2λ。
3.在杨氏双缝干涉实验中，如果屏幕向狭缝靠近，干涉条纹变__密__ ___，若缝距变小，干涉条纹变____疏__。
（填“疏”或“密”）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，则薄膜的最小厚度为4nλ。
北方民族大学大物题库—波动光学计算题(1)
1. 在杨氏双缝干涉实验中，用波长550nm 的单色光垂直照射在双缝上.若用一厚度为e=6.6×10-6m 、折射率为n=1.58的云母片覆盖在狭缝上方，问：(1)屏上干涉条纹有什么变化？ (2)屏上中央O 点现在是明纹还是暗纹？2. 薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长为nm 480=λ的平面光波正入射到钢片上，屏幕距双缝的距离为D = 2.00 m ．现测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为mm 0.12=∆x ，(1) 求两缝间的距离；(2) 从任一明条纹(计作0)向一边数到第20条明条纹，共经过多少距离?解：(1) 设两缝间距离为d ，则明纹坐标 λdD kx k = 由题意 k ＝5，λdD x x k 102==∆ 所以有m 100.8m 1012108.421010437---⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=x D d λ (2) 共经过20个条纹间距，即m 104.2m 100.8108.422020247---⨯=⨯⨯⨯⨯==λd D l3. 以单色光照射到相距为0.2 mm 的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1 m ，从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5 mm ，求单色光的波长；4. 一油轮漏出的油(折射率n 1=1.20)污染了某海域, 在海水(n 2=1.30)表面形成一层薄薄的油污.(1) 如果太阳正位于海域上空，一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对的油层厚度为460 nm,则他将观察到油层呈什么颜色?(2)如果一潜水员潜入该区域水下，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？5. 波长λ= 650 nm 的红光垂直照射到劈形液膜上，膜的折射率n = 1.33，液面两侧是同一种介质．观察反射光的干涉条纹．(1) 离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少?(2) 若相邻的明条纹间距mm 6=l , 上述第一条明纹中心到劈形膜棱边的距离x 是多少?解：(1) λλk ne k =+22 (明纹中心)现 k = 1， 1e e k = 膜厚度mm 1022.1441-⨯==ne λ(2) mm 00.32==lx 6. 波长为680 nm 的平行光照射到L=12 cm 长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触 ，另一边被厚度Ｄ=0.048 mm 的纸片隔开. 试问在这12 cm 长度内会呈现多少条暗条纹 ?7.如图所示，利用空气劈尖测细丝直径，已知 λ=589.3 nm ，L=2.888×10-2 m,测得30条条纹的总宽度为4.295×10-3 m ,求细丝直径d.解：相邻条纹间距1=-N xb ∆，则细丝的直径为 m .)-(-510×755=21=2=L xn N L nb d ∆λλ8. 图所示为一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好与平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是R ＝400 cm ．用单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第5个明环的半径是0.30 cm ．(1) 求入射光的波长； (2) 设图中OA =1.00 cm ，求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目．解：(1)明环半径为 ,3,2,1,212=-=k R k r λ 所以入射光波长()()()m 105m 41521030.021227222--⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=R k r λ (2)由明环半径公式()λR k r 1222-=得 5.50211054)10(217222=+⨯⨯=+=--λR r k 所以, 在OA 范围内可观察到50个明纹．9.如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片G 上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长 λ=600nm 的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹．已知玻璃的折射率为 n 1=1.50，油膜的折射率 n 2=1.20，问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距800nm 时，可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少 ?10.如图如示，折射率n 2=1.2的油滴落在n 3=1.5的平板玻璃上，.OA.形成一个上表面近似于球面的油膜，测得油膜中心最高处的高度d m =1.1μm ，用 λ=600 nm 的单色光垂直照射油膜。
大学物理第6章题解
第6章 光的干涉6.1 在杨氏双缝实验中，用钠光灯为光源．已知光波长589.3nm λ=，屏幕距双缝的距离为500D mm =，双缝的间距 1.2d mm =，求：⑴第４级明条纹到中心的距离；⑵第４级明条纹的宽度.解：（1）为明条纹的条件1222r r jλ-= (0,1, 2.....)j =±±12sin r r d j θλ-==由于00,sin /r d tg y r θθ==，y 表示观察点p 到0p 的距离 ，所以r y jdλ=，(0,1, 2.....)j =±± 第4级明条纹得到中心的距离：4/y D d λ=⨯3953450010589.3109.8101.210m ----⨯⨯⨯⨯==⨯⨯ （2）：6.2 在杨氏双缝实验中，用钠光灯为光源．已知光波长589.3nm λ=，屏幕距双缝的距离为600D mm =，问⑴ 1.0,10d mm d mm ==两种情况相邻明条纹间距分别为多大？⑵若相邻条纹的最小分辨距离为0.065mm ，能分清干涉条纹的双缝间距最大是多少？解：（1）相邻两条强度最大值的条纹顶点间的距离为1i j r y y y dλ+∆=-=0600d r mm ==由此可知，当 1.0d mm =时39360010589.3101.010y ---⨯⨯⨯∆=⨯ 0.3538mm ≈当10d mm =时39360010589.3101010y ---⨯⨯⨯∆=⨯0.03538mm ≈（2）令能分清干涉条纹的双缝间距最大为d ，则有390360010589.310 5.440.06510r d mm y λ---⨯⨯⨯===∆⨯6.3 用白光作光源观察杨氏双缝干涉．设两缝的间距为d ，缝面与屏距离为D ，试求能观察到的清晰可见光谱的级次？解：白光波长在390~750范围，为明纹的条件为sin d k θλ=±在θ=0处，各种波长的光波程差均为零，所以各种波长的零级条纹在屏上0x =处重叠形成中央白色条纹.中央明纹两侧，由于波长不同，同一级次的明纹会错开，靠近中央明纹的两侧，观察到的各种色光形成的彩色条纹在远处会重叠成白色条纹最先发生重叠的是某一级的红光r λ ，和高一级的紫光v λ，因此从紫光到清晰可见光谱的级次可由下式求得：(1)r v k k λλ=+因而： 3901.08750390v r vk λλλ===--由于k 只能取整数，因此从紫光到红光排列清晰可见的光谱只有正负各一级6.4 在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，现在Ｓ２缝上放置一片厚度为d ，折射率为n 的透明介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测到零级明纹移到了原来的k 级明纹处，求该透明介质的厚度．解：（1）在小孔2s 未贴薄片时，从两小孔1s 和2s 到屏上0p 点的光程差为零，当小孔2s 被薄片贴住时，零光程差从0p 到p 点的光程差变化量为d y r δ'=，（其中d '为双缝间距） p 点的光程差的变化量等于2s 到p 的光程差的增加，即nd d δ=-，（透明介质的厚度） 00(1)dn d y r -=(1)n dr y d -='（2）如果观察到的零级条纹移动到了原来的k 级明纹处 说明p 离0p 的距离0k r y d λ='00(1)k r n dr d dλ-='' 1k n d λ-=6.5 在双缝干涉实验中，双缝间距0.20d mm =，缝屏间距 1.0D m =，若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，试计算此单色光的波长．解：令单色光的波长为λ，由为明条纹需要满足的条件120sin y r r d j dr θλ-==≈ 可知，33600.210 6.0100.6106002 1.0y d nm r j λ---⨯⨯⨯≈==⨯=⨯6.6 一束平面单色光垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃上，油膜的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50，若单色光的波长可由光源连续可调，可观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失．试求油膜层的厚度．解：由于油膜前后表面反射光都有半波损失，所以光程差为2nd δ=，而膜厚又是均匀的，因此干涉的效果不是产生条纹，而是增透或者是显色反射相消的条件是 ： 2(21)2nd k λ=+1λ，2λ两波先后消失，1λ反射消失在k 级，2λ反射消失在1k +级则有 []122(21)2(1)122nd k k λλ=+=-+K =322122220,1, 2......)0.70 1.220.635r k r i n r ==±±===≈14(21)2 6.73102d k d mm nλ-=+=≈⨯6.7 利用等厚干涉可测量微小的角度．折射率 1.4n =的劈尖状板，在某单色光的垂直照射下，量出两相邻明条纹间距0.25l cm =，已知单色光在空气中的波长700nm λ=，求劈尖顶角θ．解：相长干涉的条件为022nd j λλ+=相邻两条纹对应的薄膜厚度差为02012d d d nλ'∆=-=对于劈尖板， 1.4n =，则02012 1.4d d d λ'∆=-=⨯条纹间距x ∆与相应的厚度变化之间的关系为02019422.870010102.80.2510d d d x l rad λθθθ---'∆=-=∆==⨯==⨯⨯6.8 用波长为680nm 的单色光，垂直照射0.12L m =长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边互相接触，另一边夹着一块厚度为0.048h mm =云母片，形成一个空气劈尖．求： ⑴两玻璃片间的夹角？⑵相邻明条纹间空气膜的厚度差是多少？⑶相邻两暗条纹的间距是多少？⑷在这0.12m 内呈现多少条明纹？解：（1）两玻璃间的夹角为330.048100.4100.12tg θθ--⨯≈==⨯ （2）相邻两亮条纹对应的薄膜厚度差为002012d d d nλ∆=-=097020168010 3.410222d d d m n λλ--⨯∆=-====⨯（3）条纹间距与相应厚度变化之间的关系00201733.4100.850.410d d d xx mmθ--∆=-=∆⨯∆==⨯ （4）在这0.12m 内呈现的明条纹数为002222nd j nd j λλλλ+=+⇒=当00.048d mm =时J=142说明在这0.12 m 内呈现了142条明条纹6.9． 用500nm λ=的平行光垂直入射到劈形薄膜的上表面上，从反射光中观察，劈尖的棱边是暗纹．若劈尖上面介质的折射率1n 大于薄膜的折射率 1.5n =．求：⑴膜下面介质的折射率2n 与n 的大小关系；⑵第10级暗纹处薄膜的厚度？⑶使膜的下表面向下平移一微小距离e ∆，干涉条纹有什么样的变化？若 2.0e m μ∆=，原来的第10条暗纹处将被哪级暗纹占据？解：（1） （2）因为空气膜的上下都是玻璃，求反射光的光程差时应计入半波损失，0d =处（棱）反射光相消，是暗条纹，从棱算到地10条暗纹之间有9各整条纹间隔，膜厚是2λ的9倍， 9 2.252d um λ=⨯=（3）使膜的下表面向下平移一微小距离e ∆后，膜上表面向上平移，条纹疏密不变，整体向棱方向平移，原来地10条暗纹处的膜厚增加e ∆，干涉级增加 ： /82k e λ∆=∆=因此原来的第10条暗纹倍第18条暗纹代替6.10． 白光垂直照射在空气中的厚度为0.40m μ的玻璃片上，玻璃的折射率为1.5．试问在可见光范围内（400700nm nm ），哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？ 解：（1）反射光加强的条件是2,(0,1, 2....)2nd k k λδλ=+==±±透射光加强的条件是2,(0,1, 2....)nd k k δλ===±±对于反射光中波长为λ的成分，在玻璃片表面反射光的光程差2,(0,1, 2....)2nd k k λδλ=+==±± 421ndk λ=- 当 14234254271,44 1.50.4 2.442, 1.50.40.8343, 1.50.40.48544, 1.50.40.3437k nd um umnd k um um nd k um umnd k um umλλλλ===⨯⨯====⨯⨯====⨯⨯====⨯⨯=在白光范围内22480,2(0,1, 2.....)2 1.50.41, 1.22,600,4003,400nd knm nd k j umkk umk nm nm knmλδλλλλλλ====±±⨯⨯=========2480,nm λ=反射光加强 对于透射光2nd k δλ==时，透射光加强22 1.50.4nd k um kλ⨯⨯==当 1, 1.22,6003,400k umk nm k nmλλλ======所以600,400nm nm λλ==时，透射光加强。
高中物理波的干涉问题解析
高中物理波的干涉问题解析波的干涉是高中物理中一个重要的概念，也是考试中常见的题型之一。
在解决波的干涉问题时，我们需要理解干涉的原理，并掌握一些解题技巧。
本文将通过几个具体的例子，详细解析高中物理波的干涉问题。
例一：两个相干光源的干涉题目：两个相距为d的相干光源S1和S2发出的光波在屏幕上产生干涉图样。
当两个光源之间的相位差为π/2时，观察到屏幕上的明条纹。
求屏幕上相邻两个明条纹之间的距离。
解析：根据题目中的条件，我们可以知道两个光源之间的相位差为π/2，这意味着它们的光程差为λ/2。
当两个光波在屏幕上相遇时，由于光程差的存在，会产生干涉现象。
根据干涉的条件，当两个光波的光程差为λ/2时，会产生明条纹。
而相邻两个明条纹之间的光程差为λ，即相邻两个明条纹之间的距离为λ/2。
所以，根据题目中的条件，相邻两个明条纹之间的距离为λ/2。
例二：杨氏双缝干涉题目：在杨氏双缝干涉实验中，两个缝距为d的狭缝发出的光波在屏幕上产生干涉图样。
当光源到屏幕的距离为D时，观察到屏幕上的明条纹。
求相邻两个明条纹之间的距离。
解析：在杨氏双缝干涉实验中，光波通过两个缝隙后，会在屏幕上产生干涉图样。
根据干涉的条件，相邻两个明条纹之间的光程差为λ。
在本题中，光源到屏幕的距离为D，所以光波从两个缝隙到屏幕的光程差为d*sinθ，其中θ为光波到屏幕上某一点的入射角。
根据几何关系，可以得到d*sinθ=D*tanθ，即d*sinθ=D*tan(θ)。
而根据干涉的条件，相邻两个明条纹之间的光程差为λ，所以可以得到d*sinθ=λ。
将上述两个等式联立，可以解得相邻两个明条纹之间的距离为λ*D/d。
例三：牛顿环干涉题目：在牛顿环干涉实验中，一块平凸透镜上放置一层薄膜。
观察到透镜与薄膜接触处的干涉图样。
当透镜与薄膜接触处的厚度为t时，观察到明纹。
求相邻两个明纹之间的距离。
解析：在牛顿环干涉实验中，光波经过透镜和薄膜后，会在接触处产生干涉图样。
根据干涉的条件，相邻两个明纹之间的光程差为λ。
光学原子物理习题解答
光学原⼦物理习题解答光学习题答案第⼀章：光的⼲涉 1、在杨⽒双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm ,在距双缝1m 远的屏上观察⼲涉条纹,若⼊射光是波长为400nm ⾄760nm 的⽩光,问屏上离零级明纹20mm 处,哪些波长的光最⼤限度地加强?解:已知:0.2d mm =, 1D m =, 20l mm =依公式:五种波长的光在所给观察点最⼤限度地加强。
2、在图⽰的双缝⼲涉实验中，若⽤薄玻璃⽚（折射率1 1.4n =）覆盖缝S 1 ，⽤同样厚度的玻璃⽚（但折射率2 1.7n =）覆盖缝S 2 ，将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O 变为第五级明纹，设单⾊波长480nm λ=,求玻璃⽚的厚度d （可认为光线垂直穿过玻璃⽚）34104000104009444.485007571.46666.7dl k Ddk l mm nmDk nm k nm k nm k nm k nmδλλλλλλλ-==∴==?===========11111故:od屏 O解：原来，210r r δ=-= 覆盖玻璃后，221121821()()5()558.010r n d d r n d d n n d d mn n δλλλ-=+--+-=∴-===?- 3、在双缝⼲涉实验中，单⾊光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为12l l 和，并且123l l λ=-，λ为⼊射光的波长，双缝之间的距离为d ，双缝到屏幕的距离为D ，如图，求：（1）零级明纹到屏幕中央O 点的距离。
（2）相邻明条纹的距离。
解：（1）如图，设0p 为零级明纹中⼼，则：21022112112021()()03()/3/r r d p o D l r l r r r l l p o D r r d D dλλ-≈+-+=∴-=-==-=(2)在屏上距0点为x 处，光程差 /3dx D δλ≈- 明纹条件 (1,2,3)k k δλ=± = (3)/kx k D d λλ=±+在此处令K=0，即为（1）的结果，相邻明条纹间距1/k k x x x D d λ+?=-=4、⽩光垂直照射到空⽓中⼀厚度为43.810e nm =?的肥皂泡上，肥皂膜的折射率 1.33n =，在可见光范围内44(4.0107.610)?-，那些波长的光在反射中增强？解：若光在反射中增强，则其波长应满⾜条件12(1,2,)2ne k k λλ+= =即 4/(21)ne k λ=- 在可见光范围内，有42424/(21) 6.7391034/(21) 4.40310k ne k nm k ne k nmλλ3= =-=?= =-=?5、单⾊光垂直照射在厚度均匀的薄油膜上（n=1.3），油膜覆盖在玻璃板上（n=1.5），若单⾊光的波长可有光源连续可调，并观察到500nm 与700nm 这两个波长的单⾊光在反射中消失，求油膜的最⼩厚度？解：有题意有：2(1/2)(1/2)2(1/2)500(1/2)700nd k k d nk k λλ=++∴='∴+=+min min 5/277/23,2(31/2)5006732 1.3k k k k d nm'+=+'∴==+∴==?即 56、两块平板玻璃，⼀端接触，另⼀端⽤纸⽚隔开，形成空⽓劈尖，⽤波长为λ的单⾊光垂直照射，观察透射光的⼲涉条纹。
杨氏双缝干涉和薄膜干涉习题
设透明薄膜的厚度为x：
d = r2 - (r1 - x + nx ) = k ¢ l = 0
Q r2 - r1 = kl = 3l
\ 3l + x - nx = 0
3l - 6 \ x = = 3.27 10 (m ) n- 1
4. 在某些光学玻璃上，为了增加反射光的强度， 往往在玻璃上镀一层薄膜，这种薄膜称为增反膜。 今折射率n3=1.52的玻璃上镀层ZnS薄膜（折射率 n2=2.35），当波长为6.328×10-7m的单色光垂 直入射时反射强度最大，ZnS薄膜的最小厚度e 应为多少？ l (2k - 1)l d = 2n 2e + = k l \ e= 2 4n 2 k=1时，厚度e最小，即
2. 在双缝实验中，用一很薄的云母片（n=1.58）覆 盖上边的一条狭缝，这时屏幕上的第6级明条纹 恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置。请问是 哪边的第6级明条纹移至中央？如果入射光的波 长为550nm，则云母片的厚度应为多少？ 设云母片的厚度为d： d = r2 - (r1 - d + nd )
h 2 sin a b
h b b
得：h＝0.219 m
2a
例8：用He-Ne激光器发出的λ=0.633μm的单色光，在牛顿环实 验时，测得第k个暗环半径为5.63mm，第k+5个暗环半径为 7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R。 解：由暗纹公式，可知
rk kR
油膜
n3=1.50
1. 在杨氏双缝实验中，设两缝间的距离d=0.2mm， 屏与缝之间的距离D=100cm，试求： （1）以波长为5890×10-10m的单色光照射时，求 第10级明条纹中心距中央明纹中心的距离；并求 第10级干涉明纹的宽度； （2）以白光照射时，屏上出现彩色干涉条纹，求 第二级光谱的宽度； （3）以波长为6.4×10-5cm的单色光照射时，若P 点离中央明条纹的中心距离 x 为0.4mm，问两 光束在P点的相位差是多少？并求P点的光强和 中央明条纹中心O点的强度之比？
大学物理第十一章波动光学习题答案
第十一章 波动光学习题11-1 在杨氏双缝实验中，双缝间距d ＝0.20 mm ，缝屏间距D ＝1.0 m ，若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0 mm ，试求：（1）入射光的波长；（2）相邻两明条纹间的距离。
解：（1）由λk d D x =明知， λ22.01010.63⨯⨯= 30.610m m 600n m λ-=⨯= （2）3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 11-2 在双缝装置中，用一很薄的云母片（n ＝1.58）覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第7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550 nm ，求此云母片的厚度。
解：设云母片厚度为e ，则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ 按题意 λδ7= ∴610106.6158.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ 11-3 在折射率n 1＝1.52的镜头表面涂有一层折射率n 2＝1.38的MgF 2增透膜，如果此膜适用于波长λ＝550 nm 的光，问膜的最小厚度应取何值？解：设光垂直入射增透膜，欲透射增强，则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件，即λ)21(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A令0=k ，得膜的最薄厚度为996o A 。
11-4 白光垂直照射在空气中厚度为0.4μm 的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50。
试问在可见光范围内（λ= 400~700nm ），哪些波长的光在反射中增强？哪些波长的光在透射中增强？解：（1）222n d j λδλ=+= 24 3,480n m 21n d j j λλ===- （2）22(21) 22n d j λλδ=+=+ 22n d j λ= 2,600n m j λ==；3,400nm j λ== 11-5 白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm 的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈现什么颜色？背面呈现什么颜色？ 解：由反射干涉相长公式有42221ne ne k k λδλλ=+==-， ),2,1(⋅⋅⋅=k 得4 1.3338002674nm 2214 1.3338003404nm 231k k λλ⨯⨯===⨯-⨯⨯===⨯-，红色，紫色所以肥皂膜正面呈现紫红色。
大学光学练习题及答案
光学练习题一、 选择题1．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时（ B ）A.P 处仍为明条纹B.P 处为暗条纹C.P 处位于明、暗条纹之间D.屏幕E 上无干涉条纹2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ）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3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n 薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应 （ A ）(A) 向上移动； (B) 向下移动；(C) 不动； (D) 根据具体情况而定。
4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D )(A) /n ； (B) /2n ； (C) /3n ； (D) /4n 。
5．一折射率为n 、厚度为e 的薄膜处于折射率分别为1n 和3n 的介质中，现用一束波长为λ的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n n n <<，则反射光a 、b 的光程差为 ( B )（A ）、22λ+e n ； （B ）、e n 22；（C ）、λ+e n 22； （D ）、e n 2 。
6．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ）（A ）2个 （B ）3个 （C ）4个 （D ）6个NM Q7．当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为1 1.50n =，空气的折射率为21n =，C 点处的厚度为e ，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为(D)A ．e n 22B ．2/22λ+e nC ． e n 12D ． 2/21λ+e n8．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的 （ C ）（A ）数目减小，间距变大 （B ）数目减小，间距不变（C ）数目不变，间距变小 （D ）数目增加，间距变小9．波长550nm λ=的单色光垂直入射于光栅常数41.010cm d -=⨯的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （ D ）（A ）4 （B ）3 （C ）2 （D ）110．三个偏振片1P 、2P 与3P 堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向相互垂直，2P 与1P的偏振化方向间的夹角为45 ，强度为0I 的自然光入射于偏振片1P ，并依次透过偏振片1P 、2P 与3P ，则通过三个偏振片后的光强为 （ C ）（A ）016I （B ）038I （C ）08I （D ）04I 二、填空题1．相干光的必要条件为 频率相同 、 相位差恒定或相位相同 、振动方向平行 。
- 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)。
例4。(2008山东卷) 37．【物理—物理3-4】 麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁 现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。 （1）一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图1 所示，求该光波的频率。 解：（1）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ,频率为f，则 v f= ① ② c f n ③ 联立①②式得 从波形图上读出波长 4 10 m，代入数据解得 f=5×1014Hz
例1。(2009广东卷) 1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推 动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁 荣与人类文明的进步。下列表述正确的是 A．牛顿发现了万有引力定律 B.洛伦兹发现 了电磁感应定律 C．光电效应证实了光的波动性 D.相对论的创 立表明经典力学已不再适用 【答案】A。 【解析】电磁感应定律是法拉第发现的，B错误；光 电效应证实了光的粒子性，C错误；相对论和经典力 学研究的领域不同，不能说相对论的创立表明经典力 学已不再适用，D错误。正确答案选A。
例6。 （2006 年广东卷 ） 3．下列说法正确的是（ ） A．康普顿发现了电子 B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 D．伦从今琴发现了 X 射线 【答案】BCD 【分析】 康普顿发现了康普顿效应， 汤姆孙发现了 电子， 卢瑟福提出了原子的核式结构模型， 贝史勒 尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，伦琴发现了X 射线。所以答案为 BCD， 有的考生不熟悉物理学史， 导致错选或漏选。属于容易题。 【备考提示】学生应该知道必要的物理学史，这也是 新课标所提倡的。
例7。 （2002年上海物理卷）牛顿为了说明光的性质，提出了光的微 粒说。如今，人们对光的性质已有了进一步的认识。图1中的四个示意 图所表示的实验，能说明光性质的是（ ）
图1 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 解析 图①表示“α粒子散射实验”，证明原子具有核式结构；图 ②表示“杨氏双缝实验”，证明光具有波动性；图③表示“光电效应 实验”，证明光具有粒子性；图4表示“天然放射性实验”，证明原子 核内部结构是可以变化的。所以选项B正确。
Ⅱ Ⅰ Ⅰ
二。近几年《光的本性》高考考查情况
1。题量情况：
有人统计，近四年这部分内容高考全国范围内出现过33次。 宣称为必考点和高频考点。（天体的运动考了29次）
近三年高考题个数 近四年高考题个数 近五年高考题个数
28
40
47
2。《光的本性》考点选析
（1）考查研究《光的本性》的物理学史和科学方法
7
v
c n
例5。 2006年高考上海 6．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光 的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（ ） （A）牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是 一样的． （B）光的双缝干涉实验显示了光具有波动性． （C）麦克斯韦预言了光是一种电磁波． （D）光具有波粒两象性性． 【答案】BCD 【解析】爱因斯坦的光子和牛顿的微粒除了都是粒子之外， 并无任何相同之处。光子不是牛顿所描绘的那种遵循经典力 学运动定律的微粒。 【备考提示】近代物理部分中的典型史实要求学生必须牢记。 这也是体现学生情感、态度、价值观的题型。
《光的本性》复习备考策略
江西省萍乡市三中
2010。3。27～28
张利萍
一。大纲考点要求 （十四）、光的波动性和微粒性 内 容
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
说明
Ⅰ．对所列 知识要知道 其内容及含 义，并能在 有关问题中 识别和直接 使用它们。 63个 Ⅱ．对 所列知识要 理解其确切 含义及与其 他知识的联 系，能够进 行叙述和解 释，并能在 实际问题的 分析、综合、 推理和判断 等过程中运 用。 49个 +19个实验
例2。 （2009北京卷） 15．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌 握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处， 又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结 出下列内容，其中不正确的是 A．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 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电 磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械 波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是 机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而 电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以 电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵 波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振 现象，而偏振现象是横波才有的， D项错误。故正确答案应为 D。
例8。 （2003年上海卷）爱因斯坦由光电效应的实 验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说。从 科学研究的方法来说，这属于（ ） A.等效替代 B.控制变量 C.科学假说 D.数学归纳 解析 本题考查物理思维方法，刚提出“光子说” 时属于科学猜想，是否正确需要实验的进一步检验， 这种方法是科学假说，所以选C。 点评 人类对光的本性的认识过程是一段物理学 史，要指导学生应在阅读教材理解教材的基础上， 加强记忆 。
例3。 （2008江苏卷单科物理） C．(选修模块3—5)(12分) (1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的 有 ．
【答案】（1）AB 【解析】（1）A为康普顿散射，B为光电效应，康普顿散射和 光电效应都深入揭示了光的粒子性；C为粒子散射，不是光子， 揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射，揭示了氢原子能 级的不连续；（结合演示实验考查。）
94．光本性学说的发展简史 95．光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干 涉．双缝干涉的条纹间距与波长的关系 96．光的衍射 97．光的偏振现象 98．光谱和光谱分析．红外线、紫外线、X 射线 、γ射线以及它们的应用．光的电磁 本性．电磁波谱 99．光电效应．光子．爱因斯坦光电效应 方程 100．光的波粒二象性 101．激光的特性及应用 物质波