第十三章光学题目
工程光学第十三章习题解答（全）
2mm3011mm30工程光学 第十三章习题解答1． 波长nm 500=λ的单色光垂直入射到边长为3cm 的方孔，在光轴（它通过孔中心并垂直方孔平面）附近离孔z 处观察衍射，试求出夫琅和费衍射区的大致范围。
解： 夫琅和费衍射应满足条件 π<<+1max21212)(Z y x k)(900)(50021092)(2)(72max 2121max 21211m cm a y x y x k Z =⨯⨯==+=+>λλπ2． 波长为500nm 的平行光垂直照射在宽度为0.025mm 的单逢上，以焦距为50cm 的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察，求（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；（3）第一亮纹和第二亮纹相对于中央亮纹的强度。
解： 20sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααI Iθλπαs i n 22a f y ka kal ⋅=⋅== （1）)(02.010025.05006rad a=⨯==∆λθ )(10rad d = （2）亮纹方程为αα=tg 。
满足此方程的第一次极大α43.11= 第二次极大α.22= x a k l a θλπαs i n 2⋅⋅==ax πλαθ=sin 一级次极大)(0286.010025.043.1500sin 6rad x x =⨯⨯⨯=≈ππθθ ()mm x 3.141= 二级次极大)(04918.010025.0459.2500sin 6rad x x =⨯⨯⨯=≈ππθθ ()mm x 59.241= （3）0472.043.143.1sin sin 2201=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππααI I01648.0459.2459.2sin sin 2202=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππααI I10．若望远镜能分辨角距离为rad 7103-⨯的两颗星，它的物镜的最小直径是多少？同时为了充分利用望远镜的分辨率，望远镜应有多大的放大率？解：D λθ22.10= )(24.21031055022.179m D =⨯⨯⨯=-- ⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯=''=Γ969310180606060067πϕ11． 若要使照相机感光胶片能分辨m μ2线距，（1）感光胶片的分辨率至少是没毫米多少线；（2）照相机镜头的相对孔径fD 至少是多大？（设光波波长550nm ）解：)(50010213mm N 线=⨯=- 3355.01490=≈'Nf D12． 一台显微镜的数值孔径为0。
人教版高中物理选修3-4第十三章《光》考试测试卷
第十三章《光》测试卷一、单选题(共15小题)1.关于光现象，下列说法正确的是()A．自然光是偏振光B．在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C．水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽2.镜发生色散现象，下列说法正确的是()A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大3.在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A．加速上升B．加速下降C．匀速上升D．匀速下降4.下列有关光现象的说法正确的是()A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生6.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的 ()A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象7.关于光的偏振现象，下列说法中正确的是（）A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用8.光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60°，如图所示光路可能的是()A．答案AB．答案BC．答案CD．答案D9.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，如图的一束光信号与界面夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是()A．n1＞n2，α大于某一值B．n1＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α小于某一值D．n1＜n2，α小于某一值10.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是()A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射11.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐)，右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图，其中最合理的是()A．B．C．D．12.如图甲所示，在平静的湖面下有一个点光源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(图乙为俯视图)．则以下说法中正确的是()A．水对a光的折射率比b光的大B．a光在水中的传播速度比b光的大C．a光的频率比b光的大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄13.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的，则（）A．这束光在水中传播时的波长为真空中的B．这束光在水中传播时的频率为真空中的C．对于这束光，水的折射率为D．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中14.如图所示，让自然光照到P偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱()A． 0°B． 30°C． 60°D． 90°15.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，如图四个光路图中正确的是()A．B．C．D．二、实验题(共3小题)16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)以白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点，你认为正确的是______．A．单缝和双缝必须平行放置B．各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上C．双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密D．将滤光片移走则无干涉现象产生(2)当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图戊所示．已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图戊中游标卡尺的示数为________ mm，所测光波的波长为________ m．(保留两位有效数字)(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图己所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值．(填“大于”、“小于”或“等于”)17.如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是______________．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是_____________________．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=_____________________．18.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B，C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB，CD均垂直于法线并分别交法线于A，D点．(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有__________，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．三、计算题(共3小题)19.由折射率n＝的透明物质制成的三棱柱，其横截面如图中△ABC所示，一光束SO以45°的入射角从AB边射入，在AC边上恰好发生全反射，最后垂直BC边射出，求：(1)光束经AB面折射后，折射角的大小．(2)△ABC中△A和△B的大小．20.如图所示，是一种折射率n＝1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小sin i＝，求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程．(不考虑返回到AB和BC面上的光线)21.如图，上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上，在其上方水平放置一光屏．一单色细光束从玻璃砖上表面入射，入射角为i，经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后，在光屏上形成两个光斑．已知玻璃砖的厚度为h，玻璃砖对该单色光的折射率为n，光在真空中的速度为c.求：(1)两个光斑的间距d；(2)两个光斑出现的时间差Δt.四、简答题(共3小题)22.将手电筒射出的光照到平面镜上，发生反射后，再用偏振片观察反射光，发现旋转偏振片时有什么现象？说明什么？23.在真空中，黄光波长为6×10－7m，紫光波长为4×10－7m.现有一束频率为5×1014Hz的单色光，它在n＝1.5的玻璃中的波长是多少？它在玻璃中是什么颜色？24.凸透镜的弯曲表现是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入(如图所示)。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。
）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
2020年高考复习：第十三章光学部分第3节 光的粒子性(巩固练习题)
C．若用b光照射某金属时不能打出光电子，由于b光的频率大于a光，则用a光照射该金属时，一定不会发生光电效应现象，那么一定打不出光电子．故C正确．
D．只有当频率相同时，才能发生干涉现象．故D错误．
故选C．
D．发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多
【答案】D
【解析】
【详解】
A．普朗克提出了量子化理论，爱因斯坦提出了“光子说”这一科学假说．故A错误；
B．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子速度大小不一定相等，根据爱因斯坦光电效应方程：hν=W+ mv2可知，不同频率的光照射到金属板时，辐射出的光电子的最大初动能不一定相等．故B错误；
A.只能证明光具有波动性，与结论不相符，选项A错误；
B.只能证明光具有粒子性，与结论不相符，选项B错误；
C.只能证明光能够发生衍射，与结论不相符，选项C错误；
D.证明光具有波粒二象性，与结论相符，选项D正确；
4．（5分）用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的．则关于a、b两束单色光，下述正确的是（ ）
C、用 光照射锌板发生了光电效应，由单色光 的频率小于单色光 的频率和光电效应方程 可知用 光照射锌板不一定能发生光电效应，故选项C错误；
5．（5分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为
人教版高中物理选修3-4 第十三章《光》测试题(解析版)
第十三章《光》测试题一、单选题(共15小题)1.一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示．则该介质的折射率为()A． 2.00B． 1.73C． 0.58D． 0.502.如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A． a、b是光的干涉图样B． c、d是光的干涉图样C．形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D． c、d中央条纹为暗纹3.两个完全相同的等腰三棱镜如图放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是()A．一束白光B．白光带C．散射彩色带D．平行彩色带4.如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()A．B． 1.5C．D． 25.如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则 ()A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星6.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示．已知A点的入射角为30°，介质对a光的折射率na＝.下列判断正确的是()A．在该介质中，光传播速度v a＞v bB．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°C．光从该介质射向空气发生全反射时，临界角Ca＞CbD．a、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹间距Δxa＞Δxb7.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是()A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光8.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关9.光学是物理学中一门古老科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，在现代生产、生活中有着广泛的应用．下列有关图中应用，说法不正确的是()A．在图甲中，利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B．在图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理C．在图丙中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果D．在图丁中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度10.实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A ＋＋，其中A，B，C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则()A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光11.激光束来切割各种物质，这是利用了激光的 ( )A．相干性好B．向性好C．高能量D．平行度高12.在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”。
备战高考物理选修34第十三章光(含解析)
2021备战高考物理选修3-4第十三章-光〔含解析〕一、单项选择题1.如下图，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常，将镜片转动90°，透过镜片看到的屏幕漆黑，那么〔〕A.显示器发出的光是纵波B.显示器发出的光是纵波C.显示器发出的光是自然光D.显示器发出的光是偏振光2.用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为〔〕A.2次B.3次C.4次D.5次3.以下不属于光源的物体是〔〕A.太阳B.月亮C.明火D.电灯4.如下图是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向一样，关于这种温度计的工作原理，以下说法正确是〔〕A.到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B.到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C.到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D.到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小5.从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的外表，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的选项是〔〕A.a侧是红色光，b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度6.关于激光，以下说法不正确的选项是〔〕A.激光在自然界中普遍存在B.激光是相干光C.激光的平行度好D.激光的亮度高7.如下图，ABC为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，一束白光垂直入射到AC面上，在AB面上发生全反射。
第十三章 光学题目
2 102 d 0.33105 (m) 6000 5.89109 sin k k 0.177k 6 d 3.3 10
k 1 1 arcsin0.177 k 3 3 arcsin0.53 k 5 5 arcsin0.877 k2 k4
l
可得 2 n
2nl 2 1.4 104 0.25102 0.7 106 (m)
劈尖
l 0.5 102
0.5 102 0.25102 / 4 1.75 2 0.2510
故
k2
指导P268 1、波长为700nm的平行红光垂直照射在一单缝上，缝后 置一透镜，焦距为0.70m，在透镜的焦距处放置一屏，若屏上呈 现的中央明条纹的宽度为2mm，求该缝的宽度是多少？假定用另 一种光照射后，测得中央明条的宽度为1.5mm，求该光的波长是 多少？ 解： (1)由 l0 2 f 可得 a
解：(1)经过第一个偏振片后， 自然光成为线偏振光，强度为
I1 I0 2
I2 I0 I 3 I 2 cos 45 2 8
2
经过第二个偏振片后，
I1 I 0 I 2 I1 cos 45 2 4
2
(2) 第一个偏振片和第三个偏振 片夹角为 90 度，将第二个偏振 片抽走后，通过第三个偏振片 的光强为零。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
最小厚度
550 e 103 .4(nm ) 4n 4 1.33
指导 P265 8、有一介质劈尖，折射率 n=1.4 ，尖角 θ=10-4rad，在某 一单色光的垂直照射下，可测得两相邻明条纹之间的距离为0.25 cm，试求 （a）此单色光在空气中的波长； （b）如果劈尖长为0.5cm，那么总共可出现多少明条纹。 解：由
高等教育出版社 大学物理13几何光学作业2
l3 0 倒立实像
7. 薄透镜L1，焦距f'1=15cm，薄凹透镜L2焦距为f'2=10cm，二个薄透镜相距40cm，现将一物体，如图置于
L1前30cm处，求得到像的位置。 解：经凸透镜第一次成像
S
1 l1 l1
1 1 l1 f1 30cm
f1
15cm
A. 2倍 B. 3倍 C. 4倍 D：1.5/1.333倍
5. 焦距为4cm的薄凸透镜用作放大镜，若物置于透镜前 3cm处，则其横向放大率为（ ）
A. 3
B. 4
C. 6
D. 12
6. 一透镜由两个共轴的薄透镜组成，一凸一凹，它们的 焦距都是20cm，中心相距10cm，现在凸透镜外，离凸 透镜30cm处，放一物体，这物体以透镜组成的像是
A. -20cm
B. -40cm
C. -60cm
D. -80cm
20cm
5cm
L1
L2
S2 S1
（二） 选择题
1. 声波在空气中的速度为330m·s-1，而在水中为
1临3界20角m·为s-1_，_a_r则_c_s当i_n_声_1，波对入声射波到而空言气折和射水率的较分高界的面介上质，是其 ____空__气___。 4
l l
l 18
l 48cm 在玻璃箱右48cm
1
n1l1 n1l1
48 18
1
43
2
5. 有一长40cm的玻璃箱（其壁厚可略）箱内装水（如
图所示），在箱的一端开一圆孔，嵌上一平凸薄透镜，
其焦距f'=12cm，如果在镜外面距透镜18cm处有一物体
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衍射角为 5°C，求单缝的宽 度。
解：d sin ? ? (2k'? 1) ? '
2
解：a sin ? ? k?
a?
k? sin ?
?
632.8 ? 10?9 sin 5?
d sin ? ? (2k ? 1) ?
2
7? ? 5? '
22
? 7.26 ? 10?7 (m)
? ? 5? 630 450(nm)
500
700
(2k1 ? 1) 2 ? (2k2 ? 1) 2
5(2k1 ? 1) ? 7(2k2 ? 1)
10k1 ? 14k2 ? 2
故 k1 ? 3 k2 ? 2
500 7 ? 500
e?
(2k1
? 1) 2?
2n油
?
4 ? 1.30
?
673.1(nm)
教材P266 13-15、把一细铁丝夹在两块光学平玻璃之间，形成空气 劈尖，已知钢丝的直径d = 0.048mm，钢丝与劈尖顶点的距离L = 120mm，用波长为 632.8nm的平行光垂直照射在玻璃面上，求， (1)两玻璃面之间的夹角是多少？(2)相邻两明条纹间距是多少？(3) 在这120mm内呈现多少明条纹？
N
?
0.01 1265.6 ? 10?9
?
7900(条)
sin ? ? 2? ? 1
1265.6
不可能，因为对应于第二级亮纹的衍射角为90°。
教材P268 13-26、用波长为 632.8nm的单色光垂直照射一光栅，已 知该光栅的缝宽a = 0.012mm，不透光部分的宽度b = 0.029mm，
2d
2d
d
? ? d ?? x ? 0.3 ? 10?3 ? 22.78 ? 10?3 ? 632.8(nm)
9D
9? 1.2
红光
教材P265 13-10、在劳厄镜装置中， 教材 P266 13-11、在双缝干涉 狭缝光源和它的虚像在离镜左边 20 实验中，两缝分别被折射率
cm的平面内，镜长为 30cm，在镜 为n1和n2的透明薄膜遮盖， 的右边边缘处放置一毛玻璃光屏， 二者的厚度均为 e，波长为 λ 若到镜面的垂直距离为 1.0mm，使 的平行单色光垂直照射到双 用波长 680nm的红光，试计算镜面 缝上，在屏中央处，求两束 右边边缘到第一条明纹中心的距离。 相干光的相位差。
i0 ? arctan1.33 ? 37? ? E 矢量振动面垂直于入射面
d ?3 a
a ? d ? 800(nm) 3
指导P265 3、用很薄的云母片(n = 1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝 上，这时屏幕上的零级明纹移到原来的第七级明条纹的位置上。 如果入射光波长为550nm，试求此云母片的厚度为多少? 解：设云母片厚度,由云母片引起的附加光程差为
(2) d sin ? ? k? a sin ? ? ?
d sin ? 0.012 ? 10?3 k ? ? ? 632.8? 10?9
? 18.96
k ? d ? 0.012 ? 0.029 ? 3.42
a
0.012
k ? 3 能看到7条明纹
教材P268 13-27、试设计一透明 教材P269 13-37、从水面上反射出 光栅，当用平行光垂直照射时， 来的太阳光是完全偏振的，则太
解：由于? 50 ? 10?2 m d ? 2 ? 10?3 m
? ? 680 ? 10?9 m
x?
D?
2d
?
50 ? 10?2 ? 680? 10?9 2 ? 2? 10?3
? 8.5? 10?5 (m)
? ? ? ?2? ?r ?
? ?2? (r ? e? n1e) ? (r ? e? n2e) ?
/4
? 151.5
呈现152条明纹
教材 P267 13-22、在夫琅禾费 教材P267 13-23、在单缝夫琅禾费衍 单 缝 衍 射 中 ， 以 波 长 λ = 射中，波长为λ的单色光的第三级亮
632.8nm的He-Ne激光垂直照 条纹与λ' = 630nm的单色光的第二级 射时，测得衍射第一极小的 亮条纹恰好重合，计算λ的数值。
教材P265 13-8、在杨氏双缝实验中，两缝间的距离是 0.30mm，用 单色光照射，在离缝 1.2m远的屏上测得两个第5级暗纹间的距离为 22.78mm，问入射光的波长为多少？它是什么颜色的光？
解：暗条纹的位置
x ? ? (2k ? 1) D?
2d
故两个第5级暗纹间距
? x ? 9D? ? (? 9D? ) ? 9D?
求(1)单缝衍射花样的中央明纹角宽度； (2) 单缝衍射花样中央明
纹宽度内能看到的主极大数目； (3)若a = b = 0.006mm，则能看到
哪几级主极大？
解：(1)单缝衍射花样的中央明纹角宽度
(3)
d ?2 a
第二级缺级
?0
?
2?
a
?
2?
632.8? 10?9 0.012 ? 10?3
?
0.1055
可以在衍射角φ = 30°方向上 阳在地平线上的仰角为多大？反
观察到600nm的第二级主极大， 射光中 E矢量的振动面方向是怎
却看不到400nm的第三级主极 样的？
大。 解： d sin ? ? k?
解：
tan i0
?
n2 n1
? 1.33
k? 2 ? 600 d ? sin ? ? sin 30? ? 2400(nm)
解： (1)两玻璃片间的夹角
? ? d ? 0.48 ? 4 ? 10 ? 4 (rad)
L 120
(2)相邻两明条纹间距
l?
? 2n?
?
632.8 ? 10?9 2 ? 1? 4 ? 10? 4
?
7.91? 10? 4 (m)
(3)相邻两明条纹间距
N
?
L? l/4 l
?
120 ? 10?3 ? 7.91? 10?4 7.91? 10? 4
? 2? (n2 ? n1)e ?
教材P266 13-13、在空气中垂直入射的白光从薄油膜上反射，油膜 覆盖在玻璃板上，在可见光谱中观察到 500nm与700nm这两个波
长的光在反射中消失，油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50，
试求油膜的厚度。
解：
2n油e
?
(2k1
?
1)
500 2
700 2n油e ? (2k2 ? 1) 2
7
教材P268 13-24、为了测定一光栅的光栅常数，用波长λ = 632.8nm 的 He-Ne 激光器光源垂直照射光栅，已知第一级亮条纹出现在 30°的方向上，问这光栅常数是多大？这光栅的 1cm内有多少条 缝？第二级亮条纹是否可能出现？为什么？
解： (a ? b)sin? ? ? k?
? 632.8 (a ? b) ? sin? ? sin 30? ? 1265.6(nm)