大学物理习题册(下) 下载本文

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面2的反射光是:[ B ] (A)自然光

(B) 完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面 (C) 完全偏振光,且光矢量的振动方向平行入射面 (D) 部分偏振光 二、填空题

1.相干光满足的条件是1) 频率相同 ;2) 位相差恒定 ;3) 光矢量振动方向平行 ,有两束相干光, 频率为?,初相相同,在空气中传播,若在相遇点它们几何路程差为rr, 则相位差??? 。 2?12. 光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最大光强是 ,可能出现的最小光强是 0 。

3. 薄钢片上有两条紧靠着的平行细缝,用双缝干涉方法来测量两缝间距。如果用波长

i0 12??546.1nm的单色光照射,双缝与屏的距离D?300mm。测得中央明条纹两侧的两个第

五级明条纹的间距为12.2mm,则两缝间距离为 0.134 mm。 4. 试分析在双缝实验中,当作如下调节时,屏幕上的干涉条纹将如何变化? (A)双缝间距变小: 条纹变宽 ; (B)屏幕移近: 条纹变窄 ; (C)波长变长: 条纹变宽 ;

S S1 S2 Baffle Mirror (D)如图所示,把双缝中的一条狭缝挡住,并在两缝垂直平分线上放一块平面反射镜:看到的明条纹亮度将变 暗一些 ,与杨氏双缝干涉相比较,明暗条纹将 相反 ; (E)将光源S向下移动一定距离:与移动前相比,干涉条纹将 上移 。(填“上移”、“下移”或“不动”)

5. 若将双缝干涉实验从空气移入水面之下进行,则干涉条纹间的距离将 变小 。(填“变大”、“变小”或“不变”)

6. 在双缝干涉实验中,用白光照射时,明纹会出现彩色条纹,明纹内侧呈 紫 色;如果用纯红色滤光片和纯蓝色滤光片分别盖住两缝,则 不能 产生干涉条纹。(填“能”或“不能”)

7. 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体,观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm变成充液后的12.7 cm,则这种液体的折射率n= 1.36 。 8. 用波长为?的单色光垂直照射如图的劈尖膜(n1>n2>n3),观察反射光干涉。从劈尖顶开始算起,第二条明纹中心所对应的膜厚度e= 。

9. 氟化镁增透膜的折射率为n2,当用在真空中波长为λ的单色光垂直入射时,其透射光的光程差为 。

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?410. 在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角??1.0?10rad,在波长??700nm的单色

光垂直照射下,测得干涉相邻明条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率为n= 1.4 。 11. 波长?=600nm的单色光垂直照射到牛顿环的装置上,第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚度之差△e= 900 nm。

12. 空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,则条纹宽度将 变密 。(填“变密”、“变疏”或“不变”)

13. 惠更斯引进___子波___的概念提出了惠更斯原理,菲涅耳再用_ 子波相干叠加__的思想补充了惠更斯原理,发展成了惠更斯-菲涅耳原理。

14. 平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射,若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为__4 _个半波带;若将单缝缩小一半,P点将是_ 1 _级__暗__纹,若衍射角?增加,则单缝被分成的半波带数将_ 增加 _,每个半波带的面积_ 减小 (与4个半波带时的面积相比),相应明纹亮度__ 减弱 _。

15. 测量未知单缝宽度a的一种方法是:用已知波长?的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离为D处测出衍射花样的中央亮纹宽度L,(实验上应保证D?10a,或D为几米),则由单缝衍射的原理可计算出a与?、D和L的关系为:a= 。 16. 如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为 30°的方向上,所用单色光波长

3??500nm,则单缝宽度为 1μm 。

17. 当把单缝衍射装置放在水中时,衍射图样发生的变化是条纹间距 变窄 。用公式asin??(2k?1)?2来测定光的波长,测出光的波长是光在__ 水中___的波长。

18. 在单缝夫琅和费衍射示意图中,所画出的各条正入射光线间距相等,那末光线1与3在幕上P点上相遇时的位相差为 2π ,P点应为___暗点___(在该A 1 方向上,单缝可分为4个半波带)。

19. 波长为?的单色平行光,经圆孔(直径为D)衍射后,在屏3 上形成同心圆形状(或圆环)的明暗条纹,中央亮班叫 爱里

C 5 B 2λ 斑 ,根据瑞利判据,圆孔的最小分辨角??? 。

D P f 20. 通常亮度下,人眼瞳孔直径约3mm,人眼的最小分辨角是 。远处两根细丝之间的距离为2.0mm,离开 8.93m 恰能分辨。(人眼视觉最敏感的黄绿光波长

??550nm)

21. 平面衍射光栅宽2cm,共有8000条缝。用钠黄光(589.3nm)垂直照射,可观察到光谱线最大级次为 4 级,对应衍射角为 70o 。

22. 波长为500nm单色光垂直入射到光栅常数为1.0?10cm的衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角?? 。

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23. 若光栅的光栅常数为(a+b),透光缝宽为a,则同时满足asin??k'?和

(a?b)sin??k?时,会出现缺级现象,如果b=a,则光谱中缺k= 级。如

果b=2a,则缺k= 级。

24. 氢放电管发出的光垂直照射到某光栅上,在衍射角?=410的方向上看到?1?656.2nm和

?2?410.1nm的谱线相重合,则光栅常数最小为 。

25. 单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹,若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹同一侧的两条明纹分别是第 1 级和第 3 级谱线。 26.马吕斯定律的数学表达式为I?I0cos2?。式中I为通过检偏器的透射光的强度,I0为入射 线偏振光__的强度;?为入射光矢量的_振动方向_和检偏器__偏振化_方向之间的夹角。

27.两个偏振片堆叠在一起,偏振化方向相互垂直,若一束强度为I0的线偏振光入射,其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为?/4,则穿过第一偏振片后的光强为 ,穿过两个偏振片后的光强为__0 _ 。

28.当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时,若反射光为完全偏振光,则折射光为___部分偏振光__,且反射光线和折射光线之间的夹角为 。反射光的光矢量振动方向__ 垂直 _于入射面。

29.一束平行的自然光,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___30°____,该玻璃的折射率为 。

30.一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和线偏振光的光强比值为___1:2 _。 三、计算题

1. 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=0.50mm,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)如果用厚度e=1.0×10?2mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的s1缝后面,上求述第五级明条纹的坐标x?。

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?x

d s1 s2 D 屏 O

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2. 波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上,在观察反射光的干涉现象中,距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。 (1)求此空气劈尖的劈尖角? 。

(2)改用600nm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. 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃之间充满折射率n=1.33的透明液体(设平凸透镜和平板玻璃的折射率都大于1.33),凸透镜的曲率半径为300cm,波长?=650nm的平行单色光垂直照射到牛顿环装置上,凸透镜的顶部刚好与平玻璃板接触。求: (1)从中心向外数第十个明环所在处液体厚度e10; (2)第十个明环的半径r10。

4. 波长为500nm的平行光垂直地入射于一宽为1mm的狭缝,若在缝的后面有一焦距为100cm的薄透镜,使光线会聚于一屏幕上,试求:中央明纹宽度;第一级明纹的位置,两侧第二级暗纹之间的距离。

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