物理学简明教程（马文蔚等著） 第八章课后练习题答案详解
8-1 在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S1 、S2 距离相等，则观察屏 上中央明条纹位于图中O 处，现将光源S 向下移动到图中的S′位置，则（ ）
（A） 中央明纹向上移动，且条纹间距增大 （B） 中央明纹向上移动，且条纹间距不变 （C） 中央明纹向下移动，且条纹间距增大 （D） 中央明纹向下移动，且条纹间距不变
分析与解 由S 发出的光到达S1 、S2 的光程相同，它们传到屏上中央O 处，光程差Δ＝0，形成明纹．当光源由S 移到S′时，由S′到达狭缝S1 和S2 的两束光产生了光程差．为了保持原中央明纹处的光程差为0，它会向上移到图中O′处．使得由S′沿S1 、S2 狭缝传到O′处的光程差仍为0．而屏上各级条纹位置只是向上平移，因此条纹间距不变．故选（B）．
题8-1 图
1 / 15
8-2 如图所示，折射率为n2 ，厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1 和n3，且n1 ＜n2 ，n2 ＞n3 ，若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是（ ）
?A?2n2e?B?2n2e??2?C?2n2e???D?2n2e??2n2
题8-2 图
分析与解 由于n1 ＜n2 ，n2 ＞n3 ，因此在上表面的反射光有半波损失，下表面的反射光没有半波损失，故它们的光程差??2n2e?正确答案为（B）．
?2，这里λ是光在真空中的波长．因此
2 / 15
8-3 如图（a）所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的（ ） （A） 数目减小，间距变大 （B） 数目减小，间距不变 （C） 数目不变，间距变小 （D） 数目增加，间距变小
题8-3图
分析与解 图（a）装置形成的劈尖等效图如图（b）所示．图中 d为两滚柱的直径差，b 为两相邻明（或暗）条纹间距．因为d 不变，当L 变小时，θ 变大，L′、b均变小．由图可得sin???n/2b?d/L?，因此条纹总数N?L?/b?2d/?n，因为d和λn 不变，所以N 不变．正确答案为（C）
3 / 15
8-4 用平行单色光垂直照射在单缝上时，可观察夫琅禾费衍射.若屏上点P处为第二级暗纹，则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为（ ） （A） 3 个 （B） 4 个 （C） 5 个 （D） 6 个
分析与解 根据单缝衍射公式
λ??暗条纹??2k ??2bsinθ??k?1,2,...
λ???2k?1? ?明条纹? ?2?因此第k 级暗纹对应的单缝处波阵面被分成2k 个半波带，第k 级明纹对应的单缝波阵面被分成2k＋1 个半波带．则对应第二级暗纹，单缝处波阵面被分成4个半波带．故选（B）．
8-5 波长λ＝550 nm 的单色光垂直入射于光栅常数d ＝b?b??1.0 ×10-4 cm 的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ ）
（A） 4 （B） 3 （C） 2 （D） 1
分析与解 由光栅方程dsin???k??k?0,1,...?，可能观察到的最大级次为
dsin?π/2??1.82
λkmax?即只能看到第1 级明纹，正确答案为（D）．
4 / 15
8-6 三个偏振片P1 、P2 与P3 堆叠在一起，P1 与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1 的偏振化方向间的夹角为30°，强度为I0 的自然光入射于偏振片P1 ，并依次透过偏振片P1 、P2与P3 ，则通过三个偏振片后的光强为（ ）
（A） 3I0/16 （B）
3I0/8 （C） 3I0/32 （D） 0
分析与解 自然光透过偏振片后光强为I1 ＝I0/2．由于P1 和P2 的偏振化方向成30°，所以偏振光透过P2 后光强由马吕斯定律得I2化方向也成60°，则透过P3 后光强变为I3?I1cos230o?3I0/8．而P2和P3 的偏振
?I2cos260o?3I0/32．故答案为（C）13-4
一平行超声波束入射于水中的平凸有机玻璃透镜的平的一面，球面的曲率半径为10 cm，试求在水中时透镜的焦距.假设超声波在水中的速度为u1速度为u2?1470m?s?1，在有机玻璃中的
?2680m?s?1.
f??ninL?n0ni?nL?r1r2，弄清公式中各值代表的物
分析 薄透镜的像方焦距公式为
理意义即可求解本题.这里n0、ni分别为透镜前后介质的折射率，由题意透镜前后介质均为水，故n0?ni?n水;nL为透镜的折射率；r1为透镜平的一面的曲率半径，即r1??；r2为
透镜凸的一面的曲率半径，即r2= - 10 cm.
解 由上述分析可得
f??r2r2????22.1cm
n2?n1n1?n2n2u1?1?1?r1r2n1u2ni 8-7 无
5 / 15