光学测试题_2006

光学测验题 2006.6

一、选择题

1、在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹．若将缝S2

盖住，并在S1 S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面

M，如图所示，则此时 (A) P点处仍为明条纹． (B) P点处为暗条纹． (C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹． (D) 无干涉条纹． ［ ］

2、如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移． (B) 向中心收缩． (C) 向外扩张． (D) 静止不动． (E) 向左平移. ［ ］

3、 一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 (A)  ． (B)  / (4n)． (C)  ． (D)  / (2n)． ［ ］

4、 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分 (A) 凸起，且高度为 / 4． (B) 凸起，且高度为 / 2． (C) 凹陷，且深度为 / 2． (D) 凹陷，且深度为 / 4． ［ ］

5、 在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是 (A)  / 2． (B)  / (2n)．

(C)  / n． (D) 12n． ［ ］

6、 在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成 3个半波带，则缝宽度a等于 (A) ． (B) 1.5． (C) 2． (D) 3． ［ ］

E M S1 S2 S

空气单色光

平玻璃 工件 空气劈尖 7、 在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a略微加宽，则 (A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少． (B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多． (C) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变． (D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少． (E) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多． ［ ］

8、 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) 的改变无法确定． ［ ］

9、 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若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，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 (A) 1 / 2． (B) 1 / 3． (C) 1 / 4． (D) 1 / 5． ［ ］

10、 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是 (A) 35.3°． (B) 40.9°． (C) 45°． (D) 54.7°． (E) 57.3°． ［ ］

二、填空题 1、 如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率 为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为__________________．

2、 空气中一玻璃劈形膜其一端厚度为零另一端厚度为0.005 cm，折射率为1.5．现用波长为600 nm(1nm=10­ 9m)的单色平行光，沿入射角为30°角的方向射到劈的上表面，则在劈形膜上形成的干涉条纹数目为_____________________．

3、 波长＝600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个明环与第五个明 环所对应的空气膜厚度之差为____________nm．(1 nm=10-9 m)

4、 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620 mm过程中，观察到干涉条 纹移动了2300条，则所用光波的波长为_____________nm．(1 nm=10-9 m)

5、 平行单色光垂直入射在缝宽为a=0.15 mm的单缝上．缝后有焦距为f=400mm的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕．现测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为=_______________．

6、 在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光(1≈589 nm) 中央明纹宽度为4.0 mm，则2=442 nm (1 nm = 10-9 m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为____________________．

OSS1

S2

e

屏21SSSS 7、 在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm．对波长为550 nm的绿光，最小 分辨角约为__________________________rad．(1 nm = 10-9 m)

8、 使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1，P2和P3．P1与P2的偏振化方向成45°角，P2与P3的偏振化方向成45°角．则透过三块偏振片的光强I为______________．

9、 一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏 振的，则透射光束的折射角是____________________________；玻璃的折射率为________________．

10、 一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它____________________________定律；另一束光线称为非常光，它____________________定律．

三、计算题 1、 在双缝干涉实验中，波长＝550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距a＝2×10-4 m的双缝上，屏到双缝的距离D＝2 m．求： (1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距； (2) 用一厚度为e＝6.6×10-5 m、折射率为n＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)

2、 用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上．在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心． (1) 求此空气劈形膜的劈尖角； (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？ (3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？

3、 (1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，1=400 nm，=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．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、 两个偏振片P1、P2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角记为．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．线偏振光的光矢量振动方向与P1偏振化方向之间的夹角记为． (1) 若不计偏振片对可透射分量的反射和吸收．且＝30°， ＝60°，求穿过P1后的透射光强与入射光强之比;再求连续穿过P1、P2后的透射光强与入射光强之比. (2) 若每个偏振片使可透射分量的强度减弱10％，并且要使穿过P1后的透射光强及连续穿过P1、P2后的透射光强与入射光强之比都和(1)中算出的相同．这时和各应是多大？ 参考答案： 一、选择题 1、B；2、B；3、B；4、C；5、D；6、D；7、D；8、B；9、A；10、D。

二、填空题 1、上； (n-1)e 2、236 3、900 4、539.1 5、500 nm(或5×10-4 mm) 6、3.0 mm 7、2.24×10-4 8、I0 / 8 9、30 ； 1.73 10、遵守通常的折射；不遵守通常的折射

三、计算题 1、解：(1)x＝20 D / a＝0.11 m (2) 零级明纹移到原第70级明纹处

2、解：(1) 2ne+(/2) = (2k+1) (/2) 对第四条暗纹k=3 lle2/3/4＝4.8×10-5 rad (2) 2ne+(/2) = 1800 nm =3  A处是明纹 (3) 棱边处仍是暗纹，A处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗纹．

3、解：(1) 则两个第一级明纹之间距为 afxxx/2312=0.27 cm

(2) dfxxx/12=1.8 cm 4、解：设I为自然光强；I1、I2分别为穿过P1和连续穿过P1、P2后的透射光强度．由题意知入射光强为2I．

(1) IIIII260cos21221 ＝3 / 8

IIIII230cos60cos212222







＝9 / 32

(2) %101260cos21832III 2/9.0cos212 cos2＝0.333 ＝54.7°

2

22

%1012cos7.54cos21329I

II

所以 cos2＝0.833 ， ＝24.1° [或 9.0cos833292 ，cos2 = 0.833,  = 24.1°]