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

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

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