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1、一选择题一选择题： 1 如图所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为 n2的 薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉若薄膜厚度为 e，而且 n1n2n3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4n2 e / (B) 2n2 e / (C) (4n2 e / (D) (2n2 e / A 2 在双缝干涉实验中，入射光的波长为，用玻璃纸遮住双缝中的 一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大 2.5 ，则屏 上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹； (B) 变为暗条纹； (C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹 B 3 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一
2、缝的宽度略变窄(缝中心位置 不变)，则 (A) 干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象 C 4 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 向下移动到示意 图中的 S位置，则 (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变 (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变 (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大 (D) 中 央 明 条 纹 向 上 移 动 ， 且 条 纹 间 距 增 大 B 5 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂
3、直照 射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点 P 处形成的圆斑为 (A) 全明 (B)全暗 (C)右半部明，左半部暗 (D) 右半部暗，左半部明 D 6 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) D 7 一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝 AB 上， 装置如图在屏幕 D 上形成衍射图样，如果 P 是中央亮纹 一侧第一个暗纹所在的位置，则的长度为 (A) (B) (C) 3 / 2 (D) 2 B 8 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm
4、的单缝上，在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透 镜已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm，则入射光波长约为 (1nm=109m) 12n BC n1 n2 n3 e O S1 S2 S S P1.521.75 1.52 图中数字为各处的折射 1.62 1.62 C 屏 f P D L A B (A) 100 nm (B) 400 nm (C) 500 nm (D) 600 nm C 9 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上 出现更高级次的主极大，应该 (A) 换一个光栅常数较小的光栅 (B) 换一个光栅常数较大的光栅 (C) 将
5、光栅向靠近屏幕的方向移动 (D) 将光栅向远离屏幕的方向移动 B 二填空题二填空题： 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 点的相位差2 (n 1) e / 若已知500 nm， n 1.5，A 点恰为第四级明纹中心， 则 e4103nm (1 nm =10-9 m) 2 用波长为的单色光垂直照射到空气劈形膜上， 从反射 光中观察干涉条纹， 距顶点为 L 处是暗条纹 使劈尖角 连续 变大，直到该点处再次出现暗条纹为止劈尖角的改变量 是 /
6、(2L) 3 一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上透镜刚好与玻璃 板接触波长分别为600 nm 和500 nm 的两种单色光垂直入 射，观察反射光形成的牛顿环 从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之 差为 225nm 4 波长为的单色光垂直入射在缝宽 a=4 的单缝上对应于衍射角=30，单缝处的 波面可划分为 4 个半波带 5 波长为 500 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到光栅常数为 1.010-4 cm 的平面衍射 光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角 =30 6 两个偏振片堆叠在一起，其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
7、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 I0 / 2，穿过两个偏振片后的光强为 0 7 布儒斯特定律的数学表达式为 tg i0n21 (或或 tg i0n1 / n2 ) ,式中 i0为布儒斯特角， n21 (或或 n2 / n1)为折射媒质对入射媒质的相对折射率 8 在光学各向异性晶体内部有一确定的方向， 沿这一方向寻常光和非常光的传播速度传播速度相 等，这一方向称为晶体的光轴只具有一个光轴方向的晶体称为单轴单轴晶体 三计算题三计算题： 1 双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离 D 120 cm， 两缝之间的距离 d0.50 mm，用波长500 nm (1 nm=
8、10-9 m)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 x (2) 如果用厚度 l1.010-2 mm， 折射率 n1.58 的透明 薄膜复盖在图中的 S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标 x 解：(1) dx / D k xDk / d = (1200550010-6 / 0.50)mm= 6.0 mm 4 分 S1 S2 A n e L x O S1 S2 d D (2) 从几何关系，近似有 r2r1 有透明薄膜时，两相干光线的光程差 = r2 ( r1 l +nl) = r2 r1 (n-1)l 对零级明条纹上方的第 k 级明纹有 零级上方
9、的第五级明条纹坐标 =1200(1.581)0.015510-4 / 0.50mm =19.9 mm 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？ 解：(1)棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为 e2处是第二条暗纹
10、中心，可知 第四条暗纹中心处，即 A 处膜厚度 e4= 4.810-5 rad 5 分 (2) 由上问可知 A 处膜厚为 e43500 / 2 nm750 nm 对于600 nm 的光，连同附加光程差，在 A 处两反射光的光程差为 ，它与波长之比为所以 A 处是明纹 3 分 (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 2 分 3 在夫琅禾费单缝衍射实验中，如果缝宽 a 与入射光波长的比值分别为(1) 1，(2) 10， (3) 100，试分别计算中央明条纹边缘的衍射角再讨论计算结果说明什么问题 解：(1) a=，sin = =1 , =90 1 分 (2) a=1
11、0，sin =/10 =0.1 =54 2 分 (3) a=100，sin =/100 =0.01 =3 2 分 这说明，比值 /a 变小的时候，所求的衍射角变小，中央明纹变窄(其它明纹 也相应地变为更靠近中心点)，衍射效应越来越不明显 2 分 ( /a)0 的极限情形即几何光学的情形: 光线沿直传播,无衍射效应 4 用波长为 589.3 nm (1 nm = 10-9 m)的钠黄光垂直入射在每毫米有 500 条缝的光栅上， 求第一级主极大的衍射角. 解： d=1 / 500 mm，=589.3 nm， 第一级衍射主极大： d sin = 2 分 sin = d=0.295 =sin-10.2
12、95=17.1 5 强度为 I0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方 向之间的夹角为 60.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振 光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成 30角，求透过每个偏振片后的光束 强度 Dx / d lnDx1/d k dklnDx/1 2 1 2 3 lle2/3/ 4 2 1 2 4 e0 . 3 2 1 /2 4 e 4 4 O P r1 r2 d s1 s2 d n l x D 解：透过第一个偏振片后的光强为 30 2 分 5I0 / 8 1 分 透过第二个偏振片后的光强 I2( 5I0 / 8 )c
13、os260 1 分 5I0 / 32 6 在水(折射率 n11.33)和一种玻璃(折射率 n21.56 的交界面上，自然光从水中射向 玻璃，求起偏角 i0若自然光从玻璃中射向水，再求此时的起偏角 解：光自水中入射到玻璃表面上时， tg i01.56 / 1.33 2 分 i049.6 1 分 光自玻璃中入射到水表面上时， tg 1.33 / 1.56 40.4 (或 90i040.4) 四四 问答题问答题： 如图所示，A 是一块有小圆孔 S 的金属挡板，B 是一块方解石，其光轴方向在纸面内， P 是一块偏振片，C 是屏幕一束平行的自然光穿过小孔 S 后，垂直入射到方解石的端面 上当以入射光线为轴，转动方解石时，在屏幕 C 上能看到什么现象？ 答：一个光点围绕着另一个不动的光点旋转， 方解石每转过 90角时，两光点的明暗交变一次,一个最亮时,另一个 最暗。 2 001 cos 2 1 2 1 2 1 III 0 i 0 i 0 i 0 i A B PC S 光轴
