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1、第十六章 光的衍射单缝衍射条纹特点极值位置满足：中央明纹明纹暗纹光栅衍射光栅衍射（1）主极大明纹的条件为正入射光栅方程。k = 0, 1, 2, 斜入射光栅方程。k = 0, 1, 2, （2）d/a为整数比时，会出现缺级。第十五章 光的衍射一、选择题1. 根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在 某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光 强决定于波阵面S上所有面积元发出的子波 各自传到P点的( )A.振动振幅之和 B.光强之和C.振动振幅和的平方 D.振动的相干叠加A.3个; B.4个; C.5个; D.8个2.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 的 行光垂直入射宽度a =5的单缝，对应于衍 射角3
2、0的方向，单缝处波面可分成的半波 带数目为( )。 3.在光栅夫琅和费衍射实验中，单色平行光 由垂直射向光栅改变为斜入射光栅，观察到 的光谱线( )。 A.最高级次变小,条数不变 B.最高级次变大,条数不变 C.最高级次变大,条数变多 D.最高级次不变,条数不变4.包含波长为a与 b的一束平行光垂直照射 在单缝上，在衍射条纹中 a的第一级小恰与 b的第一级大位置重合，则 a： b=( ) A. 1:2 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:25.在一衍射光栅中，b=2a，则产生缺级现象 的级数为( )A. 1, 3, 5A. 1, 3, 5 B. 2,4,6 B. 2,4,6 C. 3, 6,
3、 9 D. 4, 8, 12 C. 3, 6, 9 D. 4, 8, 127.在图示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍 稍变窄，同时使会聚透镜L沿y轴正方向作微小位 移，则屏幕C上的中央衍射条纹将（） A.变宽，同时向上移动 B.变宽，同时向下移动 C.变宽，不移动 D.变窄，同时向上移动 xaLCfyA.双缝干涉 B.劈尖干涉 C.单缝衍射 D.光栅衍射6.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法 最为准确？9.x射线射到晶体上，对于间距为d的平行点阵平 面，能产生衍射主极大的最大波长为（ ） A. d/4; B. d/2; C. d; D.2dA.向上平移 B.向下平移 C.不动 D.消
4、失8.在单缝夫琅和费衍射装置中（如上题图），当 把单缝S稍微上移时，衍射图样将（ ）10.全息照相是利用了（ ）完成的。 A.透镜成像原理；B.光的干涉和衍射的原理 C.光的偏振原理；D.晶体的二向色性(二) 填空题2.在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增大 ，则菲涅耳关波带的数目_，半波带的 面积_，各级条纹的亮度随着级数的增 大而_。1.在夫琅和费衍射示意 图中，所画出的各条正 入射光线间距相等，那 么光线1与3在屏幕上P 点上相遇时的位相差为_,P点应为_点 。 增多 变小 变暗1351 13 35 5P2p暗4. 4.以每毫米有以每毫米有500500条刻痕的衍射光栅观察波条刻痕的衍射光栅
5、观察波 长为长为4.80104.8010-7-7mm的光波的衍射条纹，则光的光波的衍射条纹，则光 栅的光栅常数为栅的光栅常数为_，当光线垂直，当光线垂直 入射时，最多可观察到入射时，最多可观察到_条亮纹。条亮纹。3. 3.有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽a a增增 大，则条纹间隔大，则条纹间隔_。若波长。若波长 增大，则条增大，则条 纹间隔纹间隔_。当当 时，在屏幕上仅能见时，在屏幕上仅能见 到到_。210-6m 9减小 变大 (部分)中央明纹5.用每毫米有425条刻痕的平面光栅观察 =5.8910-7m的纳光谱，垂直入射时，能看 到的最高级次谱线是第_级，以i
6、 =30o斜入 射时，能看到的最高级次谱线是第_级，原 来的0级谱线处现在是第_级。三 五 二6. 6.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 的的 单色光垂直入射在宽度单色光垂直入射在宽度a a = 5 = 5 的单缝上，对的单缝上，对 应于衍射角应于衍射角 的方向上若单缝处波面恰好可的方向上若单缝处波面恰好可 分成分成5 5个半波带，则衍射角个半波带，则衍射角 =_=_。307.一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第 三级明纹位置恰好与波长6000的单色光垂 直入射该缝时衍射的第二级明纹重合，则该 单色光的波长为 428.6nm 8.衍射光栅主极大公式 , 在 k2
7、的方向上第一条缝与第六条缝对应点发 出的两条衍射光的光程差 。 9. 9.在单缝衍射中，衍射角在单缝衍射中，衍射角愈大（级数愈大）愈大（级数愈大） 的那些明条纹的亮度愈的那些明条纹的亮度愈_，原因是，原因是 _ _._. 愈大，单缝处波面分成的半波带数目越愈大，单缝处波面分成的半波带数目越 多，未被抵消的半波带面积越小多，未被抵消的半波带面积越小小小10.10.用波长为用波长为 的单色平行光垂直入射在一块的单色平行光垂直入射在一块 多光栅上，其光栅常数多光栅上，其光栅常数d=3d=3 mm，缝宽，缝宽a=1 a=1 m,m,则在则在单缝衍射的中央明纹范围内共有单缝衍射的中央明纹范围内共有_ 条
8、谱线（主极大）。条谱线（主极大）。5 511.11.用用 =590nm=590nm的钠黄光垂直入射到每毫米 500条刻痕的光栅上，最多能看到第光栅上，最多能看到第_级明级明 条纹。条纹。3 312.12.对于单缝衍射第对于单缝衍射第4 4级暗条纹，单缝处波面级暗条纹，单缝处波面 各可分成各可分成_个半波带。个半波带。8 81. 波长为5.0010-7m的平行光垂直入射于一 宽为1.00mm的狭缝，若在缝后有一焦距为 1.0m的薄透镜，使光线聚焦于屏幕上。求 从衍射图形中心点到下列各点的距离:(1)第 一级暗条纹中心;(2)第一级明条纹中心； (3)第三级暗条纹中心; 解： (1)、(3) 将k
9、=1，3代入暗纹条件(2)将k=1代入明纹条件三、计算题2.以波长400nm760nm的白光垂直照射在光 栅上，在它的衍射光谱中，第二级和第三级 发生重叠，问第二级光谱被重叠的波长范围 是多少？ 解：K=3K=23.波长l=600nm的单色光垂直入射到一光栅 上，测得第二级主极大衍射角为30o，且第三 级是缺级. 问(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，求在屏幕 上可能呈现的全部主极大的级次。全部主极大的级次为：0；1；2.4.一衍射光栅，每厘米有200条透光缝，每条 透光缝宽为a=210-3cm，在光栅后放一焦距 f=1
10、m的凸透镜，现以l=600nm的单色平行光垂 直照射光栅，求:(1)透光缝a的单缝衍射中央 明纹宽度为多少？(2)在该宽度内，有几个光 栅衍射主极大？在中央明纹范围内可见0；1；2共5个主极大.6. 6.以波长以波长 =500nm=500nm的单色平行光斜入射到光 栅常数 , 光栅光栅 上，入射角上，入射角 试写出可能呈现的全部试写出可能呈现的全部 衍射明纹的级次。衍射明纹的级次。解：5.用波长=0.59m的平行光照射一块具有 500条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度 a=110-3mm，试问： （1）平行光垂直入射时，最多能观察到第 几级谱线？实际能观察到几条谱线？（1）5.用波长=0.59m的平行光照射一块具有 500条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度 a=110-3mm，试问： （1）平行光垂直入射时，最多能观察到第 几级谱线？实际能观察到几条谱线？ （2）平行光与光栅法线呈夹角=30o时入射 ,如图所示，最多能观察到第几级谱线？（2）6.在正常照明下，人眼瞳孔直径约为3mm， 问人眼的最小分辨角是多大？远处两根细丝 之间的距离为2.0mm，问人离开细丝多远处 恰能分辨清楚？ 解：以视觉感最灵敏的黄绿光来讨论设人离细丝的距离为L,两根细丝间距为d，两 细丝对人眼的张角为=d/L,恰能分辨时有L为人眼能分辨的最大距离
