大学物理8章作业答案
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第八章 波动光学参考答案
(一) 光的干涉
一. 选择题
1. ( C )
2. ( B )
3. ( B )
4. ( B )
5. ( B )
6. ( C )
7. ( D )
8. ( C )
9. ( D )
二. 填空题
10. ( 分波面法 ;分振幅法 )
11. (
)
12. ( ) 13. ( 0.75mm )
14. ( 674 ; 404 )
15. ( 暗 )
16.( 1.2 )
三. 计算题
17. 如图所示,在双缝干涉实验中入射光的波长为nm 550,用一厚度为cm 1085.24-⨯=e 的透明薄片盖住S 1缝,发现中央明纹移动了3个条纹,上移至'O 点. 求透明薄片的折射率.
解: 透明薄片盖住一条缝,光程差增加
,则
18. 用白光入射到mm 25.0=d 的双缝,距缝50cm 处放置屏幕,问观察到第一级明纹彩色带
有多宽? 解: 取白光波长范围400nm ~760nm ,对于波长的光波,第一级干涉明纹中心的位置为
波长和的光波,第一级明纹间距为
19. 一薄玻璃片,厚度为μm 4.0,折射率为1.50,用白光垂直照射,问在可见光范围内,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:从玻璃片两表面反射的光的光程差
光在反射中加强有
可解得在可见光范围内,只有,相应波长为
透射光的光程差
光在透射中加强有
可解得在可见光范围内,有和,相应波长为
20. 波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上,两玻璃片一边相互接触,另一边被厚0.048mm的纸片隔开. 试问在这12cm内呈现多少条明条纹?
解:两玻璃片之间是一空气劈尖,相邻明纹间距为l
设玻璃片长为L、纸片厚度为d
则
呈现明纹条数为
解法二:
明纹条件
得到
纸片处带入得到的计算值为141.7, 故会呈现141条明纹
(二) 光的衍射、偏振
一. 选择题
1. ( C )
2. ( B )
3. ( B )
4. ( C )
5. ( A )
6. ( D )
7. ( B )
8. ( B )
9. ( C )
二. 填空题
10. (菲涅耳半波带法;中央明纹)
11. ( 1.5mm )
12. ( 4 ;第一级暗纹)
13. ( 3 mm)
14. (多缝干涉;单缝衍射)
15. ( 30o)
16. ()
17.( 30o; 1.73 )
三. 计算题
18. 在复色光照射下的单缝衍射图样中,其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长λ=600nm的单色光的第2级明纹位置重合,求这光波的波长.
解:设未知波长为,则
对波长λ为的单色光有
由于明纹位置重合,
19.某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上,如果第一级谱线的偏角为20︒,试问入射光的波长如何?它的第二级谱线将在何处?
解:光栅常数为
k =1时,,由光栅方程得
第二级谱线偏角,由光栅方程得
20. 已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅,利用这个光栅可以产生多少级完整不重叠的可见光谱( =400~760nm)?
解:光栅常数为
设,,完整不重叠光谱条件是的k+1级主明纹对应角度大
于的k级主明纹对应角度
由光栅方程
满足条件的,所以此光栅可产生一级完整不重叠谱线.
21. 一束自然光和线偏振光的混合光,垂直通过一偏振片,以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍. 求入射光束中自然光和线偏振光的光强比值.
解:设入射光中自然光强为,线偏光强为,通过偏振片后光强为
由题意
可得