光学复习资料含答案

光学复习题

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．

5.一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I＝I0 / 8．已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2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i0，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S1和S2，发出波长为?的光．A是它们连线的中垂线上的一点．若在S1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点的光程差＝________．若已知?＝500 nm，n＝，A点恰为第四级明纹中心，则e＝_____________nm．(1 nm =10-9 m) (n?1)e，4×103

2.如图所示，在双缝干涉实验中SS1＝SS2，用波长为?的光照射双缝S1和S2，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S1和S2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??，

三.计算题

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?=600 nm (1 nm=10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：

P E

(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

2.解：(1) a sin ? = k? tg ? = x / f 当x << f 时，???≈≈sin tg , a x / f = k? , 取k = 1有

x = f l / a = m

∴中央明纹宽度为?x = 2x = m (2)( a + b ) sin ?λk '=

='k ( a ＋b ) x / (f ?)=

取k ?= 2，共有k

?= 0，±1，±2 等5个主极大

4.波长??600nm(1nm=10﹣9

m)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-???＜?＜??? 范围内可能观察到的全部主极大的级次．

4.解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a + b =

?

λsin k =×10-4

cm (2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λ?3sin ='+b a

由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，??方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得

λ?='sin a

a = (a +

b )/3=×10-4 cm

(3) ()λ?k b a =+sin ，(主极大)

λ?k a '=sin ，(单缝衍射极小)

(k ＇=1，2，3，......)

因此 k =3，6，9，缺级． 又因为k max =(a ＋b ) / ??4,

所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4在? / 2处看不到．) 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).

(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.

,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为?的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n 1和n 2，且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程?r ,光程差?分别为

(A) ? r = 0 , ? = 0.

(B) ? r = (n 1－n 2) r , ? =0 . (C) ? r =(n 1－n 2) r , ? =( n 1－n 2) r . (D) ? r = 0 , ? =( n 1－n 2) r . 二.填空题

, s 1、、s 2为双缝, s 是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、和s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向 移动；若s 不动,而在s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动. 下, 上

三.计算题

,单色光源s 到两缝s 1和s 2的距离分别为l 1和l 2,并且l 1－l 2=3?, ?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) 相邻明条纹间的距离. 1. 光程差 ?=(l 2+r 2)?(l 1+r 1)

=(l 2?l 1)+(r 2?r 1)= l 2?l 1+xd/D =?3?+xd/D (1)零级明纹 ?=0有x =3?D/d

(2)明纹?=?k?=?3?+x k d/D 有x k =(3??k?)D/d ?x=x k

+1-x k =D?/d

图

2. 双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离

D =120cm,两缝之间的距离d =,用波长?=5000 ?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.(1)光程差 ?=r 2?r 1=xd/D=k?

x k =k?D/d

因k=5有 x 5=6mm

练习二十三 薄膜干涉 劈尖 牛顿环

一.选择题

所示, 薄膜的折射率为n 2, 入射介质的折射率为n 1, 透射介质为n 3,且n 1＜n 2＜n 3, 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?的单色光垂直入射到厚度为e 的平行膜上,如图,若

反射光消失,则当n 1＜n 2＜n 3时,应满足条件(1)； 当n 1＜n 2＞n 3时应满足条件(2). 条件(1),条件(2)分别是

(A) (1)2ne = k?, (2) 2ne = k?. (B) (1)2ne = k? + ?/2, (2) 2ne = k?+?/2. (C) (1)2ne = k?－?/2, (2) 2ne = k?. (D) (1)2ne = k?, (2) 2ne = k?－?/2.

? = 5500 ?的单色光垂直照射到光栅常数d = 2×10－4

cm 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.

3图

图

二.填空题

,波长为?1 = 440nm的第3级光谱线,将与波长为?2 = nm的第2级光谱线重叠. 660.

练习二十五

光的偏振

一.选择题

,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I1和偏振光的强度I2之比I1:I2为

(A) 2:15.

(B) 15:2.

(C) 1:15.

(D) 15:1.

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?.

二.填空题

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?匀速转动,如图.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= .

I0/2,

I0cos2?t/2,

I0cos2?t sin2?t /2 (或I0

sin2(2?t)/8).

图