习题25 双缝干涉
高中物理-实验：用双缝干涉测量光的波长练习题
高中物理-实验：用双缝干涉测量光的波长练习题基础·巩固1.若把杨氏双缝干涉实验改在水中进行,其他条件不变,则得到的干涉条纹间距将如何变化( )A.变大B.变小C.不变D.不能确定解析：光在水中的波长小于空气中波长,由条纹间距公式Δx=dl λ知,Δx∝λ,B 选项正确.答案：B2.用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.屏幕上到两狭缝的路程差等于波长的整数倍的那些地方,将出现明条纹C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹的距离增大D.在实验装置不变的情况下,红光条纹间距小于蓝光条纹间距解析：双缝干涉,若入射光是单色光,则得到等间距分布的明暗相间的条纹,A 选项对;光程差等于波长整数倍的地方出现明纹,B 选项对;相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx=dl λ,若屏与双缝之间距离L 减小,屏上条纹间距减小,C 选项错；红光波长比蓝光波长长,所以保持L 、d 不变时,Δx 红＞Δx 蓝,D 选项错.答案：AB3.利用双缝装置观察色光的干涉现象时,用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下,以下说法正确的是( )A.不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间且等距的条纹B.条纹间距与光的波长成正比C.由于色光波长不同,位于中央的条纹可能是明条纹,也可能是暗条纹D.红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距小解析：由条纹间距公式Δx=dl λ,同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下,条纹间距与光的波长成正比,B 选项正确;不同色光在屏上产生的条纹间距是不等的,A 选项错误;虽然各色光波长不同,但中央的条纹一定是明条纹,C 选项错误;红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大,D 选项错误.答案：B4.用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间的距离越小,则屏上条纹间距增大D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小与蓝光的条纹间距解析：在单色光做双缝干涉实验中,相邻干涉条纹之间的距离相等,A 选项正确,B 选项错误;由条纹间距公式Δx=dl λ,若其他量不变,屏与双缝之间的距离越小,则屏上条纹间距减小,C 选项错误;由于红光的波长大于蓝光的波长,所以红光的条纹间距大与蓝光的条纹间距,D 选项错误.答案：A5.先后用两种不同的单色光,在相同条件下用同一双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大的那种单色光比另一种单色光( )A.在真空中的波长较短B.在玻璃中的传播速度较大C.在玻璃中传播时,玻璃的折射率较大D.其光的强度较强解析：由条纹间距公式Δx dl λ,若其他量不变,条纹间距与波长成正比,间距较大的那种单色光比另一种单色光的波长较大,A 选项错误;在玻璃中的传播速度较大,B 选项正确;在玻璃中传播时,玻璃的折射率较小,C 选项错误;与光的强度无关,D 选项错误.答案：B6.在如图13-3-7所示的杨氏双缝干涉实验中,已知SS 1=SS 2,且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差d=1.5×10-6 m.当S 为λ=6 mm 的单色光源时,在P 点处将形成_______________条纹；当S为λ=0.5 mm 的单色光源时,在P 点处将形成________________条纹.图13-3-7解析：若两相干光源的振动同相,则在离开两相干光源路程之差为光波波长的整数倍处会出现亮条纹,路程之差为光半波长的奇数倍处会出现暗条纹,若两相干源的振动反相,则出现明暗条纹的情况刚好相反.由于SS 1=SS 2,所以S 1、S 2处的光振动同相.当λ=0.6 mm 时,d/λ=2.5,则P 点处两分振动反相,形成暗条纹；当λ=0.5 mm 时,d/λ=3,则P 点处两分振动同相,形成亮条纹.答案：暗 亮7.为什么不直接测Δx ,而要测n 个条纹的间距？解析：相邻两条纹间距Δx 是两条纹中心间的距离,这个距离比较小.为了减小误差,测出n 个条纹间的距离a,然后取平均值求出Δx ,则Δx=1n a . 8.为什么白光双缝干涉图样的中央亮纹是白色的？其他各级亮条纹中,为什么红色在最外侧？图13-3-8解析：如题图所示,自双缝S 1、S 2透射的光到达O 点的距离总相等,则各种颜色的光在O 点都被加强,故O 点作为中央亮纹是白色的.自双缝出射的光到达P 点,其路程差为某一色光的整数倍时,P 点就为这种色光的颜色.由于红光的波长最长,根据条纹间距Δx=dl λ,知红条纹间距最大,则红色在最外侧. 综合·应用9.实验室里观察黄光双缝干涉图样时,看到屏上的干涉条纹过密,难以区分,使相邻亮（暗）纹变宽一些的办法是( )A.使光源变亮一些B.使单缝到双缝的距离变大一些C.使双缝到屏的距离变大一些D.改用绿色光作光源解析：条纹间距公式Δx=dl λ,若使相邻亮（暗）纹变宽一些,则双缝与屏之间的距离大一些,B 选项错误,C 选项正确,改用波长长一些的光源,D 选项错误.答案：C10.在用双缝干涉测光的波长的实验中,屏上不能看到干涉图样,比较可能出现的操作问题是( )A.单缝设置过宽B.光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上C.光源亮度不够D.单缝、双缝互相不平行解析：在用双缝干涉测光的波长的实验中,屏上不能看干涉图样,有可能光源、单缝、双缝未调节在遮光筒的轴线上,B 选项正确,也有可能单缝、双缝互相不平行,D 选项正确.答案：BD11.某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中,实验装置如图13-3-9所示.使用的双缝的间距为0.025 cm.实验时,首先调节________________和________________的中心位于遮光筒的中心轴线上,并使________________和________________竖直且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,通过测量头（与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm ）观察第一条亮纹的位置如图13-3-9所示,第五条亮纹位置如图13-3-10所示,测出双缝与屏的距离为50.00 cm,则待测光的波长λ=________________nm.图13-3-9图13-3-10解析：在光的干涉测波长的实验中,首先调节光源、滤光片、单缝、屏的中心位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直且互相平行.在读数时由螺旋测微器原理知图（a ）读数为1.138 mm,图（b ）读数为5.880 mm,由Δx=1 n a =1-51.138-5.880 mm=1.185 5 mm由公式λ=lx d ∆=0.55 1.185102.5-4⨯⨯ m=5.927 5×10-7 m=592.75 nm. 答案：光源 滤光片/单缝 单缝 双缝 592.75 nm12.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件,要把它们放在图13-3-11所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.图13-3-11(1)将白光光源C 放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、___________________A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意__________________和__________________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图13-3-12所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图13-3-13中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距Δx 为______mm.图13-3-12 图13-3-13(4)已知双缝间距d 为 2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l 为0.700 m,由计算式λ=___________,求得所测红光波长为__________________nm.解析：在利用光的干涉测定光的波长的实验中,光具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏和测量头,实验过程中一定要注意单缝和双缝间距5 cm —10 cm,使单缝与双缝相互平行,才能在屏上产生干涉条纹.据公式Δx=1[]dλ知需测双缝到屏之间的距离l 和n 条条纹间距a,从而计算出条纹间距离Δx ,最后求出波长λ.答案：(1)E 、D 、B (2)单缝和双缝间距5—10 cm 使单缝与双缝相互平行 (3)13.8702.310 (4)ld Δx 6.6×103。
光的干涉和衍射练习题杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射
光的干涉和衍射练习题杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射光的干涉和衍射练习题：杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射在物理学中，光的干涉和衍射是讲述光波传播的重要现象。
本文将深入探讨杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射的相关理论，并提供一些练习题供读者练习应用。
一、杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是由杨振宁提出并实验验证的，通过物理实验可以观察到明暗相间的干涉条纹。
杨氏双缝干涉实验如下：实验仪器：一束单色光经由狭缝照射到一个间距相等的双缝上，然后在投影屏上观察到干涉图案。
光波的干涉是由于光波的相长和相消引起的。
当两个光波到达投影屏时，如果它们的位相一致，则光波相长，出现亮纹；如果不一致，则光波相消，出现暗纹。
在杨氏双缝干涉中，我们可以使用以下公式计算出干涉条纹的位置：Δy = λD / d其中，Δy表示两个相邻暗纹之间的距离，λ是光波的波长，D是双缝到投影屏的距离，d是双缝的间距。
练习题1：如果使用红光（波长λ = 650 nm），双缝的间距为0.1 mm，投影屏距离双缝的距离为1 m，计算相邻暗纹之间的距离。
解答：代入公式，Δy = (650×10^-9 m)×(1 m) / (0.1×10^-3 m) =6.5×10^-3 m。
练习题2：如果将双缝的间距减小为原来的一半，其他条件保持不变，计算相邻暗纹之间的距离。
解答：代入公式，Δy = (650×10^-9 m)×(1 m) / (0.05×10^-3 m) =13×10^-3 m。
二、菲涅尔衍射菲涅尔衍射是法国物理学家菲涅尔提出的一种衍射现象，适用于光线通过较小尺寸的孔或物体时的衍射。
菲涅尔衍射实验如下：实验仪器：一束单色光通过一块孔或物体衍射，然后在观察屏上可以观察到具有明暗交错的衍射图案。
菲涅尔衍射的公式相较于杨氏双缝干涉较为复杂，但可以使用数值计算来求解。
练习题3：一束波长为400 nm的蓝光通过孔的直径为0.02 mm的圆孔时，观察屏上的最小亮斑直径为0.1 mm，求孔到观察屏的距离。
高中物理《实验：用双缝干涉测量光的波长》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点：实验目的1. 观察白光及单色光的干涉条纹2测定单色光的波长实验原理如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略，凉风S1，S2的连线的中垂线与屏的焦点为P0，双缝到屏的距离OP0=L，屏上P1与P0之间的距离x,两缝到P1的距离分别为P1S1=r1，P1S2=r2。
在P1S2上做P1M=P1S1，于是S2M=r2-r1,由于两缝之间的距离远小于缝到屏的距离，所以可近似认为三角形S1S2M是直角三角形，根据三角函数的关系看，有r2-r1=dsinθ另一方面，x=tanθ≈Lsinθ。
因此有r2-r2=dx/L.当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/L.=+-kλ（k=0,1,2,3...）时会出现亮条纹，，也就是说吗，亮条纹中心位置为x=Lλ/d。
根据双缝干涉中条纹间距△x=Lλ/d。
已知双缝间距d，再测出双缝到屏的距离L和条纹间距△x，就可以测出光波的波长。
实验过程1. 观察光的干涉图样（1）如图安装仪器（2）接通电源，闭合开关，使灯丝正常发光。
（3）调整各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线达到光屏。
（4）安装单缝和双缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝平行，两者之间的距离为5—10cm，这时可观察白光的干涉条纹。
（5）在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
2. 测定单色光的波长（1）安装好测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。
（2）条纹间距用测量头测出，如图测量头由分划板，目镜，手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动，测量时，应使分划板中心刻线对齐某条纹中心，记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移至另一条亮条纹中央，记下此时手轮的读数a2；并记下两次测量的亮（或暗）条纹数n，则相邻两条亮（或暗）条纹间距为。
（3）用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L（4）将L，△x代入公式求出光的波长λ（5）重复测量，计算，求出波长的平均值。
（6）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹的异同，求出相应的波长。
22-25 习题课等光的相干性 双缝干涉 光程
练习二十二光的相干性双缝干涉光程一.选择题(1)完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上；(2)同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上；(3)用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上.以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是(A) 装置(3).(B) 装置(2).(C) 装置(1)(3).(D) 装置(2)(3).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) 把两个缝的宽度稍微调窄.(C) 使两缝的间距变小.(D) 改用波长较小的单色光源.22.1所示,设s1、s2为两相干光源发出波长为λ的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n1和n2，且n1>n2)射到介质的分界面上的P点,己知s1P = s2P = r,则这两条光的几何路程∆r,光程差δ和相位差∆ϕ分别为(A) ∆ r = 0 ,δ = 0 ,∆ϕ = 0.(B) ∆ r = (n1－n2) r ,δ =( n1－n2) r ,∆ϕ=2π (n1－n2) r/λ.(C) ∆ r = 0 , δ =( n1－n2) r , ∆ϕ =2π (n1－n2) r/λ.(D) ∆ r = 0 ,δ =( n1－n2) r ,∆ϕ =2π (n1－n2) r.4. 如图22.2所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化？答:(A) 保持不变.(B) 条纹间隔增加.(C) 条纹间隔有可能增加.(D) 条纹间隔减小.5. 用白光(波长为4000Å～7600Å)垂直照射间距为a=0.25mm的双缝,距缝50cm处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是(A) 3.6×10-4m , 3.6×10-4m.(B) 7.2×10-4m , 3.6×10-3m.(C) 7.2×10-4m , 7.2×10-4m.(D) 3.6×10-4m , 1.8×10-4m.二.填空题,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆ϕ=.s1、、s2为双缝,缝光源,当s和s2移动时, 中央明条纹将向移动；若s不动,而在s1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向移动.3. 如图22.4所示,在劳埃镜干涉装置中，图22.1图22.4若光源s离屏的距离为D, s离平面镜的垂直距离为a(a很小).则平面镜与屏交界处A的干涉条纹应为条纹；设入射光波长为λ，则相邻条纹中心间的距离为.三.计算题,单色光源s到两缝s1和s2的距离分别为l1和l2,并且l1－l2=3λ, 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22.5,求(1)零级明纹到屏幕中央O点的距离；(2)相邻明条纹间的距离.2. 双缝干涉实验装置如图22.6所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长λ=5000 Å的单色光垂直照射双缝.(1) 求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.(2) 如果用厚度e=1.0×10-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的s1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x' .练习二十三薄膜干涉劈尖牛顿环一.选择题23.1 所示, 薄膜的折射率为n2, 入射介质的折射率为n1, 透射介质为n3,且n1＜n2＜n3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)和(2), 则产生半波损失的情况是(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失.(B) (1)光(2)光都产生半波损失.(C) (1)光(2)光都不产生半波损失.(D) (1)光不产生半波损失,(2)光产生半波损失.波长为λ的单色光垂直入射到厚度为e的平行膜上,如图23.2,若反射光消失,则当n1＜n2＜n3时,应满足条件(1)；当n1＜n2＞n3时应满足条件(2).条件(1),条件(2)分别是(A) (1)2ne = kλ, (2) 2ne = kλ.(B) (1)2ne= kλ+ λ/2,(2) 2ne= kλ+λ/2.(C)(1)2ne= kλ－λ/2,(2) 2ne= kλ.(D)(1)2ne = kλ, (2) 2ne = kλ－λ/2.3. 由两块玻璃片（n1 = 1.75）所形成的空气劈尖,其一端厚度为零，另一端厚度为0.002cm，现用波长为7000 Å的单色平行光，从入射角为30︒角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为(A) 27.(B) 56.(C)40.(D) 100.图23.1涉实验中,(A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展.(B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢.(C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展.(D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢.5. 一束波长为λ的单色光由空气入射到折射率为n的透明薄膜上,要使透射光得到加强,则薄膜的最小厚度应为(A) λ/2.(B) λ/2n.(C) λ/4.(D) λ/4n.二.填空题23.3所示,波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为θ1和θ2 ,折射率分别为n1和n2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等,则θ1 , θ2 , n1和n2之间的关系是.2. 一束白光垂直照射厚度为0.4μm的玻璃片,玻璃的折射率为 1.50,在反射光中看见光的波长是,在透射光中看到的光的波长是.空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,条纹变化的情况是,如将一片玻璃平行的拉开, 条纹变化的情况是.三.计算题1. 波长为λ的单色光垂直照射到折射率为n2的劈尖薄膜上, n1＜n2＜n3,如图23.4所示,观察反射光形成的条纹.(1)从劈尖顶部O开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e5是多少？(2)相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？折射率n=1.50的玻璃上,镀上n'=1.35的透明介质薄膜,入射光垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对λ1所镀介质膜的厚度.练习二十四单缝衍射光栅衍射一.选择题(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.1图23.4图23.3(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.(D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.2. 波长λ = 5000 Å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,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为(A) 2m . (B) 1m . (C) 0.5m . (D) 0.2m . (E) 0.1m .λ垂直入射到单狭缝上,对应于某一衍射角θ , 此单狭缝两边缘衍射光通过透镜到屏上会聚点A 的光程差为δ = 2λ , 则(A) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A 点为明点.(B) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A 点为暗点.(C) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A 点为明点.(D) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A 点为暗点.λ = 5500 Å的单色光垂直照射到光栅常数d = 2×10－4cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2. (B) 3.(C) 4.(D) 5.5. 每毫米刻痕200条的透射光栅,对波长范围为5000Å～6000Å的复合光进行光谱分析, 设光垂直入射.则最多能见到的完整光谱的级次与不重叠光谱的级次分别为(A) 8, 6. (B) 10, 6. (C) 8, 5. (D) 10, 5.二.填空题设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光（λ1≈5890 Å）照射单缝得到中央明纹的宽度为4.0mm , 则用λ2=4420 Å的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度为 .2. 波长为5000 Å～6000 Å的复合光平行地垂直照射在a =0.01mm 的单狭缝上,缝后凸透镜的焦距为 1.0m,则此二波长光零级明纹的中心间隔为 ,一级明纹的中心间隔为.光栅上时,波长为λ1 = 440nm 的第3级光谱线,将与波长为λ2 = nm 的第2级光谱线重叠. 三.计算题λ = 6328Å的平行光垂直照射单缝,缝宽a = 0.15mm,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm,求此透镜的焦距.2. 波长λ=6000Å的单色光垂直入射到光图25.1一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30︒,且第三级是缺级.(1) 光栅常数(a + b )等于多少？ (2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少？(3) 在选定了上述(a+b )和a 之后, 求在衍射角－π/2 ＜ϕ ＜π/2 范围内可能观察到的全部主极大的级次.练习二十五 光的偏振一.选择题光通过一偏振片,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然光的强度I 1和偏振光的强度I 2之比I 1:I 2为(A) 2:15. (B) 15:2. (C) 1:15. (D) 15:1.,设想用完全相同但偏振化方向相互垂直的偏振片各盖一缝,则屏幕上(A) 条纹形状不变,光强变小. (B) 条纹形状不变,光强也不变. (C) 条纹移动,光强减弱. (D) 看不见干涉条纹.3. 自然光以入射角i = 58︒从真空入射到某介质表面时,反射光为线偏光,则这种物质的折射率为(A) cot58︒ . (B) tan58︒ .(C) sin58︒. (D) cos58︒.4. 一束平行入射面振动的线偏振光以起偏角入到某介质表面,则反射光与折射光的偏振情况是(A) 反射光与折射光都是平行入射面振动的线偏光.(B) 反射光是垂直入射面振动的线偏光,折射光是平行入射面振动的线偏光.(C) 反射光是平行入射面振动的线偏光, 折射光是垂直入射面振动的线偏光.(D) 折射光是平行入射面振动的线偏光,看不见反射光.π/4角度的线偏振光,以起偏角入射到某介质上,则反射光与折射光的情况是(A) 反射光为垂直入射面振动的线偏光, 折射光为平行入射面振动的线偏光.(B) 反射光与折射光都是振动与入射面成π/4的线偏光.(C) 反射光为垂直入射面振动的线偏光,折射光也是线偏光,不过它的振动在平行入射面上的投影大于在垂直入射面上的投影.(D) 看不见反射光,折射光振动方向与入射光振动方向相同. 二.填空题1.一束平行光,在真空中波长为589nm (1nm=10-9m),垂直入射到方解石晶体上,晶体的光轴和表面平行,如图251所示.已知方解石晶体对此单色光的折射率为n o=1.658, n e=1.486.则此光在该晶体中分成的寻常光的波长λo= , 非寻常光的波长λe = .1.65, 现将这块玻璃浸没在水中（n = 1.33）, 欲使从这块火石玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的,则光由水射向玻璃的入射角应为.振片P1与P3之间平行地加入一块偏振片P2. P2以入射光线为轴以角速度ω匀速转动,如图25.2.光强为I0的自然光垂直入射到P1上,t = 0时, P2与P1的偏振化方向平行,.则t时刻透过P1的光强I1= , 透过P2的光强I2= , 透过P3的光强I3= .三.计算题1. 如图25.3所示,三种透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的折射率分别为n1、n2、n3,它们之间的两个交界面互相平行.一束自然光以起偏角i0由介质Ⅰ射向介质Ⅱ,欲使在介质Ⅱ和介质Ⅲ的交界面上的反射光也是线偏振光,三个折射率n1、n2和n3之间应满足什么关系？,其偏振化方向成30︒角, 由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上,已知两种成分的入射光透射后强度相等.(1)若不计偏振片对透射分量的反射和吸收, 求入射光中线偏振光光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向之间的夹角.(2)仍如上一问,求透射光与入射光的强度之比.(3) 若每个偏振片对透射光的吸收率为5% , 再求透射光与入射光的强度之比.练习二十六光学习题课一.选择题26.1所示，折射率为n2折射率分别为n1和n3，已知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（用①②示意）的光程差是(A) 2n2e.(B) 2n2e－λ/(2 n2 ).(C) 2n2e－λ.(D) 2n2e－λ/2.26.2所示，s1、s2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2，路径s1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为图26.2图25.2n1的介质板，路径s2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2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) (r2 + n2 t2)－(r1 + n1 t1).(B) [r2 + ( n2－1)t2]－[r1 + (n1－1)t1].(C) (r2 －n2 t2)－(r1 －n1 t1).(D) n2 t2－n1 t1.26.3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n1＜n2＞n3，λ1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为(A) 2 π n2 e / (n1 λ1 ).(B) 4 π n1 e / (n2 λ1 ) +π.(C) 4π n2 e / (n1 λ1 ) +π.(D) 4π n2 e / (n1 λ1 ).4.在如图26.4所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，s为单缝，L为透镜，C为放在L的焦面处的屏幕，当把单缝s沿垂直于透镜光轴的方向稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样(A) 向上平移.(B) 向下平移.(C) 不动.(D) 条纹间距变大.5. 在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为(A) a = b.(B) a = 2b.(C) a = 3b.(D) b = 2a.二.填空题性质,光的偏振现象说明光波是波.充以某种液体时,观察到第10级暗环的直径由1.42cm变成1.27cm,由此得该液体的折射率n = .3. 用白光(4000Å～7600Å)垂直照射每毫米200条刻痕的光栅,光栅后放一焦距为200cm的凸透镜,则第一级光谱的宽度为.三.计算题1.波长为500nm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l = 1.56cm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？在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用图26.4图26.3它来观察波长为λ=589 nm的钠黄光的光谱线.(1) 当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数k m是多少?(2) 当光线以30︒的入射角(入射线与光栅平面法线的夹角)斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数k m是多少?练习二十二光的相干性双缝干涉一.选择题 A C C D B二.填空题1. 2π(n1-n2)e/λ.2. 下, 上.3. 暗, ∆x=Dλ/(2a) .三.计算题1.光程差δ=(l2+r2)-(l1+r1)=(l2-l1)+(r2-r1)= l2-l1+xd/D=-3λ+xd/D (1)零级明纹δ=0有x=3λD/d(2)明纹δ=±kλ=-3λ+x k d/D有x k=(3λ±kλ)D/d∆x=x k+1-x k=Dλ/d2.(1)光程差δ=r2-r1=xd/D=kλx k=kλD/d因k=5有x5=6mm(2)光程差δ=r2-(r1-e+ne)=r2-r1-(n-1)e=x'd/D-(n-1)e=k λ有x'=[kλ+(n-1)e]D/d因k=5,有x'5=19.9mm练习二十三薄膜干涉劈尖一.选择题 B C A C B 二.填空题1. n1θ1= n2θ2.2. 0.48μm; 0.6μm, 0.4μm.3. 依然平行等间距直条纹,但条纹变密；依然平行等间距直条纹，条纹间距不变，但条纹平行向棱边移动.三.计算题1.(1)因n1<n2<n3，所以光程差δ=2n2e暗纹中心膜厚应满足δk=2n2e k=(2k+1)λ/2 e k=(2k+1)λ/(4n2) 对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹δ=λ/2，即k=0，所以第五条暗纹的k=4，故e4=9λ/(4n2)(2)相邻明纹对应膜厚差∆e=e k+1-e k=λ/(2n2)2．因n1<n2<n3所以光程差δ=2n2eλ1相消干涉，有δ=2n2e=(2k1+1)λ1/2λ2相长干涉，有δ=2n2e=2k2λ2/2因λ2>λ1,且中间无其他相消干涉与相长干涉，有k1=k2=k，故(2k+1)λ1/2=2kλ2/2k=λ1/[2(λ2-λ1)]=3得e=kλ2/(2n2)=7.78⨯10-4mm练习二十四牛顿环迈克耳逊干涉仪一.选择题 C D D B A二.填空题1. 0.9.2. 4I0.3. 干涉(或相干叠加).三.计算题1.(1) 明环半径r=[(2k-1)Rλ/2]1/2λ=2r 2/[(2k -1)R ]=5000Å(2) (2k -1)=2r 2/(R λ)=100k =50.5故在OA 范围内可观察到50个明环（51个暗环）2. 暗环半径 2n kR λr k =2n kR λr k '=' 222n kR λn kR λn kR λr r r kk k '-='-13.6%111122222='-='-=n n n n n练习二十五 单缝 圆孔 分辨率一.选择题 A B B D C二.填空题1. 3.0mm .2. 0, 15mm .3. 1.0m .三.计算题1. 单缝衍射暗纹角坐标满足 a sin θk =k λ 线坐标满足 x k =f tan θ≈f sin θ=f k λ/a∆x=x k -x k -1≈f λ/a f ≈a ∆x/λ=400mm=0.4m ；2.(1) 单缝衍射暗纹角坐标满足a sin θ1=λ1 a sin θ2=2λ2因重合有a sin θ2=a sin θ1，所以λ1=2λ2(2) a sin θ1=k 1λ1 = k 12λ2 a sin θ2=k 2λ2a sin θ1= a sin θ2得 k 2=2k 1故当k 2=2k 1时,相应的暗纹重合练习二十六 光栅 X 射线的衍射一.选择题 B C C D A二.填空题 1. 660.2. 570nm, 43.16°. 3. 1, 3.三.计算题1.(1) (a+b )sin ϕ=k λa+b= k λ/sin ϕ=2.4⨯10-4cm(2) (a+b )sin θ=k λ，a sin θ=k 'λ(a+b )/a=k/k ' a=(a+b )k '/k这里k =3，当k '=1时a =(a+b )/3=0.8⨯10-4cm 当k '=2时 a =2(a+b )/3=1.6⨯10-4cm 最小宽度 a =0.8⨯10-4cm (3) 因θ<π/2，有 k λ=(a+b )sin θ<(a+b )k < (a+b )/ λ=4 k max =3而第三级缺级，故实际呈现k =0,±1,±2级明纹，共五条明纹.2.(1) (a+b ) sin θ=k λλ=(a+b )sin θ/k a+b =(1/300)mmk =1时， λ1=1.38⨯10-6m(红外光) k =2时，λ2=6.90⨯10-7m=0.69μm(红光) k =3时， λ3=4.60⨯10-7m=0.46μm 所以 λR =.069μm λB =0.46μm (2) k Rmax <(a+b )/λR =4.831故 k Rmax =4 k Bmax <(a+b )/λB =7.246故 k Bmax =7 各谱线出现的最高级次是：λR =.069μm 为4， λB =0.46μm 为7 重叠时有k R λR = k B λB k B =k R λR /λB =3k R /2 故除红光2级与兰光3级重叠外，还有红光4级与兰光6级重叠.（2）k Rmax =4且2级、4级与兰光重叠，不重叠只有1级、3级sin ϕ1=λR /(a+b )=0.207， ϕ1=11.9° sin ϕ3=3λR /(a+b )=0.621， ϕ3=38.4°练习二十七 光的偏振一.选择题 A D B D C二.填空题1. 355nm, 396nm；2. 51.13°.3. I0/2,I0cos2ωt/2,I0cos2ωt sin2ωt /2 (或I0sin2(2ωt)/8).三.计算题1. 依布儒斯特定律tan i0=n2/n1tan r0=n3/n2i0+r0=π/2tan r0=cot i0=n3/n2tg i0·cot i0=( n2/n1)·(n3/n2)=1n3=n12. 设入射前自然光与偏振光的光强均为I0，透射后自然光与偏振光光强分别为I1，I2.有(1)自然光I1=(I0/2)cos230°偏振光I2=I0cos2αcos230°且I1=I2得cosα=22所以入射光中线偏振光光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向之间的夹角α=45°(2)透射光与入射光的强度之比(I1+ I2)/(2 I0)=(1/2)( cos230°/2+cos245°cos230°)= cos230°/2=3/8；(3)I'1=[I0(1-5%)/2](1-5%)cos230°I'2=I0(1-5%)cos2α(1-5%)cos230°故考虑吸收后透射光与入射光的强度之比(I'1+ I'2)/(2 I0)=I'/I0=(1/2)(1-5%)2cos230°=0.338练习二十八光学习题课一.选择题 D B C C A 二.填空题1．波动，横.2. 1.25.3. 14.7cm(或14.4cm).三.计算题1.因是空气薄膜,有n1>n2<n3，且n2=1,得δ=2e+λ/2，暗纹应δ=2e+λ/2=(2k+1)λ/2，所以2e=kλe=kλ/2因第一条暗纹对应k=0，故第4条暗纹对应k=3，所以e=3λ/2(1)空气劈尖角θ=e/l=3λ/(2l)=4.8⨯10-5rad(2) 因δ/λ'=(2e+λ'/2)/λ'=3λ/λ'+1/2=3故A处为第三级明纹，棱边依然为暗纹. (3) 从棱边到A处有三条明纹，三条暗纹，共三条完整条纹.2. (1) (a+b) sinθ=k maxλ<(a+b)k max<(a+b)/λ=3.39所以最高级数k max=3(2) (a+b) (sin30°+sinθ')=k'maxλk'max<(a+b) (sin30°+1)/λ=5.09所以k'max=5Ⅳ 课堂例题 一.选择题1.平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全部浸入n ＝1.60的液体中，如图所示，凸透镜可沿O O '移动，用波长λ＝500 nm(1nm=10-9m)的单色光垂直入射．从上向下观察，看到中心是一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是(A) 156.3 nm (B) 148.8 nm (C) 78.1 nm (D) 74.4 nm2.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹(A) 间距变大． (B) 间距变小． (C) 不发生变化．(D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化． 3.设光栅平面、透镜均与屏幕平行．则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级次k(A) 变小． (B) 变大． (C) 不变． (D) 改变无法确定．4.在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏幕上形成干涉条纹,若在两缝后放一个偏振片,则 (A) 无干涉条纹.(B) 干涉条纹的间距不变, 但明纹的亮度加强. (C) 干涉条纹的间距变窄, 且明纹的亮度减弱. (D) 干涉条纹的间距不变, 但明纹的亮度减弱.5.一束光强为I 0的自然光，相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后，出射光的光强为I ＝I 0 / 8．已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P 2，要使出射光的光强为零，P 2最少要转过的角度是(A) 30°． (B) 45°． (C) 60°． (D) 90°．6.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i 0，则在界面2的反射光(A) 是自然光．(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面． (C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面． (D) 是部分偏振光．二.填空题1.如图所示，假设有两个同相的相干点光源S 1和S 2，发出波长为λ的光．A 是它们连线的中垂线上的一点．若在S 1与A 之间插入厚度为e 、折射率为n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A 点的相位差∆φ＝________．若已知λ＝500 nm ，n ＝1.5，A 点恰为第四级明纹中心，则e ＝_____________nm ．(1 nm =10-9m)2.如图所示，在双缝干涉实验中SS 1＝SS 2，用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2，通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹．已知P 点处为第三级明条纹，则S 1和S 2到P 点的光程差为__________．若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率n ＝____________．3.波长为λ=480.0 nm 的平行光垂直照射到宽度为a =0.40 mm 的单缝上，单缝后透镜的焦距为f =60 cm ，当单缝两边缘点A 、B 射向P 点的两条光线在P 点的相位差为π时，P 点离透镜焦点O 的距离等于_______________________．4.假设某介质对于空气的临界角是45°，则光从空气射向此介质时的布儒斯特角是____．三.计算题1.在双缝干涉实验装置中，幕到双缝的距离D 远大于双缝之间的距离d ．整个双缝装置放在空气中．对于钠黄光，λ＝589.3 nm(1nm=109m)，产生的干涉条纹相邻两明条纹的角距离(即相邻两明条纹对双缝中心处的张角)为0.20°．(1) 对于什么波长的光，这个双缝装置所得相邻两明条纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10％？(2) 假想将此整个装置浸入水中(水的折射率n ＝1.33)，相邻两明条纹的角距离有多大？2.一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3 cm ，在光栅后放一焦距f=1 m 的凸透镜，现以λ=600 nm (1 nm =10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：(1) 透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ (2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？PE3.在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，λ1=400 nm，λ2=760 nm (1 nm=10-9 m)．已知单缝宽度a=1.0×10-2 cm，透镜焦距f=50 cm．(1) 求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离．(2) 若用光栅常数d=1.0×10-3 cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离．4.波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级．(1) 光栅常数(a + b)等于多少？(2) 透光缝可能的最小宽度a等于多少？(3) 在选定了上述(a+b)和a之后，求在衍射角-π/2＜ϕ＜π/2范围内可能观察到的全部主极大的级次．附Ⅴ振动和波课堂例题解答一.选择题 E B B D C C二.填空题 1． 0.842. )2121cos(2.0π-π=t y P . 3. 2k π + π /2， k = 0，±1，±2，…2k π +3 π /2，k = 0，±1，±2，… 4. 1065 Hz ， 935 Hz 三.计算题1.解：(1))1024cos(1.0x t y π-π= )201(4cos 1.0x t -π= (SI) 3分(2)t 1 = T /4 = (1 /8) s ，x 1 = λ /4 = (10 /4) m 处质点的位移)80/4/(4cos 1.01λ-π=T y m 1.0)818/1(4cos 1.0=-π= 2分(3)振速)20/(4sin 4.0x t t y -ππ-=∂∂=v ． 当)4/1(212==T t s ， 在x 1= λ /4= (10 /4)m 处质点的振速26.1)21sin(4.02-=π-ππ-=v m/s 3分2.解：(1) O 处质点，t = 0 时0cos 0==φA y ， 0sin 0>-=φωA v 所以 π-=21φ 2分又==u T /λ (0.40/ 0.08) s= 5 s 2分故波动表达式为]2)4.05(2cos[04.0π--π=x t y (SI) 4分(2) P 处质点的振动方程为]2)4.02.05(2cos[04.0π--π=t y P)234.0cos(04.0π-π=t (SI) 2分3.解：设S 1和S 2的振动相位分别为φ 1和φ 2．在x 1点两波引起的振动相位差]2[]2[1112λφλφx x d π---π-π+=)12(K即π+=-π--)12(22)(112K x d λφφ ① 2分在x 2点两波引起的振动相位差]2[]2[2122λφλφx x d π---π-π+=)32(K即π+=-π--)32(22)(212K x d λφφ ② 3分②－①得π=-π2/)(412λx x6)(212=-=x x λ m 2分由①π+=-π+π+=-)52(22)12(112K x d K λφφ 2分当K = -2、-3时相位差最小 π±=-12φφ 1分4.解：选O 点为坐标原点，设入射波表达式为])/(2cos[1φλν+-π=x t A y 2分则反射波的表达式是 ])(2cos[2π++-+-π=φλνxDP OP t A y 2分合成波表达式（驻波）为 )2cos()/2cos(2φνλ+ππ=t x A y 2分在t = 0时，x = 0处的质点y 0 = 0， 0)/(0<∂∂t y ，故得π=21φ 2分因此，D 点处的合成振动方程是)22cos()6/4/32cos(2π+π-π=t A y νλλλt A νπ=2sin 3 2分附Ⅵ 光学课堂例题解答一.选择题 C C B D B B二.填空题1． 2π (n -1)e /λ ，4×103 2. 3λ ，1.33. 3. 0.36 mm 4. 54.7°三.计算题1.解：(1)干涉条纹间距∆x = λD / d 2分相邻两明条纹的角距离∆θ = ∆x / D = λ / d由上式可知角距离正比于λ，∆θ 增大10％，λ也应增大10％．故λ＇＝λ（1＋0.1）＝648.2nm 3分(2) 整个干涉装置浸入水中时，相邻两明条纹角距离变为∆θ ＇＝∆x / (nd ) = ∆θ / n由题给条件可得∆θ ＇＝0.15° 3分2.解：(1) a sin ϕ = k λ tg ϕ = x / f 2分当x << f 时，ϕϕϕ≈≈sin tg , a x / f = k λ , 取k = 1有x = f l / a = 0.03 m 1分∴中央明纹宽度为∆x = 2x = 0.06 m 1分 (2)( a + b ) sin ϕλk '=='k ( a ＋b ) x / (f λ)= 2.5 2分取k '= 2，共有k '= 0，±1，±2 等5个主极大 2分 3.解：(1) 由单缝衍射明纹公式可知()111231221sin λλϕ=+=k a (取k ＝1 ) 1分()222231221sin λλϕ=+=k a 1分f x /tg 11=ϕ , f x /tg 22=ϕ 由于11tg sin ϕϕ≈ , 22tg sin ϕϕ≈所以a f x /2311λ= 1分a f x /2322λ=1分则两个第一级明纹之间距为a f x x x /2312λ∆=-=∆=0.27 cm 2分(2) 由光栅衍射主极大的公式1111sin λλϕ==k d2221sin λλϕ==k d 2分且有f x /tg sin =≈ϕϕ所以d f x x x /12λ∆=-=∆=1.8 cm 2分 4.解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 a + b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ，(主极大)λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小) (k ＇=1，2，3，......)因此 k =3，6，9，缺级． 2分又因为k max =(a ＋b ) / λ=4,所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4在π / 2处看不到．) 2分。
习题25双缝干涉
一、选择题1． 把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中，两缝间距为d ，双缝到屏的距离为D （D >>d ），所用单色光在真空中波长为λ，则屏上干涉条纹两相邻明纹之间的距离为：（ ）（A ）nd Dλ （B ）d D n λ （C ）nD d λ （D ）ndD 2λ (明纹条件 sin tan x d d dk D θθλ≈== ,k D D x kx d d λλ⇒=⇒∆=，n nλλ=) 2．双缝间距为2 mm ，双缝与幕相距300 cm 。
用波长为6000Å的光照射时，幕上干涉条纹的相邻两条纹距离（单位为mm ）是（ ）（A ）4.5 （B ）0.9 （C ）3.12 （D ）4.15 （E ）5.183．在双缝干涉实验中，初级单色光源S 到两缝1s 2s 距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处。
现将光源S 向下移动到示意图中的S ′位置，则（ ） O S（A ）中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变。
（B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。
（C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大。
（D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大。
（S 的位置仅仅影响中央明纹的位置）二、填空题1．在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大，则屏幕上干涉条纹间距 ，若使单色光波长减少，则干涉条纹间距 。
（D x dλ∆=，都减小） 2．如图所示，在双缝干涉实验中SS1=SS 2, 用波长为λ的光照射双缝1S 和2S ，通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹。
已知P 点处为第三级明条纹，则1S 和2S 到P 点的光程差为 。
若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率n = 。
(光程差sin 3d k δθλλ===，k ’/k=4/3, 则n =λ/λ’=4/3)3．在杨氏干涉装置中，双缝至幕的垂直距离为2.00 m ，测得第10级干涉亮纹到零级亮纹间的距离为3.44 cm ，双缝间距为0.342 mm ，那么入射单色光的波长为 Å。
实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的__________；
A． B． C． D．
(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将___________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将___________；（均选填“变宽”“变窄”或“不变”）
(2)[4]．将激光束照在双缝上，将出现双缝干涉现象，而双缝干涉图样是中间为亮条纹的明暗相间的等间距条纹，则A正确。
(3)[5][6]．根据双缝干涉条纹间距公式 可知在其他条件不变，d减小时，条纹间距变宽；而在其他条件不变，L减小时，条纹间距变窄。
(4)[7][8]．图乙的读数：螺旋测微器固定刻度读数为13. 5mm，可动刻度读数为37. 0×0. 01mm，两者相加为13. 870mm。图甲的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数：甲图中固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为32. 0×0. 01mm，两者相加的读数为2. 320mm，由以上读数可知；
②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。请说明你的观点及依据________________。
光的波动性练习题解析光的干涉和衍射现象
光的波动性练习题解析光的干涉和衍射现象光的波动性练习题解析：光的干涉和衍射现象光的波动性是光学领域一个重要的概念，它解释了光传播和相互作用的现象。
其中，干涉和衍射是光波动性的两个重要表现。
本文将通过解析几个光的波动性练习题，深入讨论光的干涉和衍射现象。
练习题一：双缝干涉题目描述：在实验室中，一束单色光垂直地照射到一组间距为d的双缝上，光屏离双缝的距离为D。
如果光的波长为λ，求在光屏上出现的干涉条纹间距。
解析：双缝干涉是光的波动性的重要证明之一。
根据双缝干涉的干涉条纹公式d*sinθ=m*λ，其中d为双缝间距，θ为条纹的角度，m为干涉级数。
在本题中，我们可以推导出干涉条纹间距为Δy=mλD/d。
其中Δy即为所求干涉条纹间距。
练习题二：单缝衍射题目描述：一束单色光垂直地照射到一个宽度为a的单缝上，屏幕距离单缝的距离为L。
如果光的波长为λ，求在屏幕上出现的衍射条纹的角度。
解析：单缝衍射是光波动性的重要实验现象。
根据单缝衍射的衍射角公式sinθ=λ/a，其中θ为衍射的角度，a为单缝的宽度。
在本题中，我们可以得到衍射角为θ=λ/L。
这个角度决定了衍射条纹的分布情况。
练习题三：杨氏双缝干涉题目描述：在一实验装置中，一束单色光经过一个间距为d的双缝后，照射到屏幕上。
此时，将一块玻璃片放置在其中一个缝的前方，并使玻璃片的厚度为光的波长的1/4。
预测此时干涉条纹的变化情况。
解析：杨氏双缝干涉是光波动性的重要现象之一。
将玻璃片放在其中一个缝的前方，相当于在一个缝的光程上添加了额外的相位差。
根据相位差的计算公式Δφ=(2π/λ)*d*n，其中d为玻璃片的厚度，λ为光的波长，n为光通过玻璃片时的折射率。
在本题中，由于玻璃片的厚度为光的波长的1/4，即d=λ/4，可以推导出相位差为Δφ=(π/2)*n。
因此，干涉条纹的强度将发生变化，具体变化情况需要根据折射率的数值进行定量分析。
练习题四：多缝衍射题目描述：在一多缝装置中，一束单色光垂直地照射到一个有N个等距缝的光栅上，屏幕距离光栅的距离为L。
高中物理人教版(2019)选择性必修1《4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长》练习题(2)
人教版(2019)选择性必修1《4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长》练习题(2)一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.在双缝干涉实验中，用红色的激光照射双缝，在双缝后的屏幕上形成干涉条纹，若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为()A. 3×10−4mB. 3.3×10−3mC. 0.3mD. 0.33m2.关于光的干涉，下列说法中错误的是()A. 在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B. 在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C. 只有频率相同的两列光波才能产生干涉D. 频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定3.一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可能是非平行光线线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光的临界角大4.如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C. 照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大5.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。
方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。
单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心。
- 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)。
一、选择题
1． 把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中，两缝间距为d ，双缝到屏
的距离为D （D >>d ），所用单色光在真空中波长为λ，则屏上干涉条纹两相邻明纹之间的距离为：（ ）
（A ）nd D
λ （B ）d D n λ （C ）nD d λ （D ）nd
D 2λ (明纹条件 sin tan x d d d
k D θθλ≈== ,k D D x k x d d λλ⇒=⇒∆=，n n
λλ=) 2．双缝间距为2 mm ，双缝与幕相距300 cm 。
用波长为6000Å的光照射时，
幕上干涉条纹的相邻两条纹距离（单位为mm ）是（ ）
（A ）4.5 （B ）0.9 （C ）3.12 （D ）4.15 （E ）5.18
3．在双缝干涉实验中，初级单色光源S 到两缝
1s 2s 距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处。
现将光源S 向下移动到示意图中的S ′位置，则（ ）
O S
（A ）中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变。
（B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。
（C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大。
（D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大。
（S 的位置仅仅影响中央明纹的位置）
二、填空题
1．在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大，则屏幕上干涉条纹间
距 ，若使单色光波长减少，则干涉条纹间距 。
（D x d
λ∆=，都减小） 2．如图所示，在双缝干涉实验中SS
1=SS 2, 用波长为
λ的光照射双缝1S 和2S ，通过空气后在屏幕E 上
形成干涉条纹。
已知P 点处为第三级明条纹，则1
S 和2S 到P 点的光程差为 。
若将
整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条
纹，则该液体的折射率n = 。
(光程差sin 3d k δθλλ===，k ’/k=4/3, 则n =λ/λ’=4/3)
3．在杨氏干涉装置中，双缝至幕的垂直距离为2.00 m ，测得第10级干涉亮纹到零级亮纹间的距离为3.44 cm ，双缝间距为0.342 mm ，那么入射单色光的波长为 Å。
(sin 10x d d D δθλ=≈=,588210xd D
λ==Å)
光波的一般知识 光波的叠加 分波阵面干涉
1. 解：（1）折射定律：
sin sin i r r i n n θθ= 111sin sin 0.40651.232
i r n n θθ==⋅=，由此得 θ1=24°
（2）8
14931051060010
c v λ-⨯===⨯⨯Hz 88310 2.44101.23c u n ⨯===⨯m/s 6004881.23n n λλ===nm
(3) 1
1.095cos d AB θ=
=cm 则几何路程为：s1 = SA+AB+BC=11.095cm
光程为：s2= SA+AB ×1.23+BC=11.35cm
2. 解：d =0.3×10-3m ，D =1.2m 。
x=22.78/2=11.39mm ，k=4 由21(2 1) 2k D x k d
λ+=+得 33
721220.31011.3910 = 6.3310(2 1) 1.29
k dx D k λ---+⨯⨯⨯⨯==⨯+⨯m=633nm 对照色谱图，为橙色光。
3．解：nm 550=λ，4210d m -=⨯，D=2m ，k=10，
（1）9
210410255010 5.510210
D x k d λ---⨯⨯⨯===⨯⨯m=5.5cm Δx ±10=2×x ±10=11cm （2）n=1.58，m e 6
106.6-⨯=
不管是否存在介质，0级明纹处，两束光的光程差都等于0. 无介质时，第k 级明条纹位置满足：r 2-r 1=k λ。
有介质时零级明条纹处两束光的光程差为：x 2-x 1 = r 2-e+ne-r 1 = 0，即
r2-r1 = - (n – 1)e = k λ
671 1.581 6.61075.510
n k e λ----=-=-⨯⨯=-⨯ 即零级明纹将移至原来的第-7级明纹处。
4．解：（1）∵ D x k d
λ=，∴ D d k x λ==2mm （2）由1122k k λλ=得 122143
k k λλ== 所以 所以λ1的第4 级与λ2的第3 级明纹第一次重合。
重合位置：
11 1.8D x k d
λ==mm ， （3）由亮纹位置可知：6
310xd Dk k
λ-⨯== 试探 k=5，6，7得λ=6000，5000，4286Å。