光学习题及答案

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1、光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉光程一。选择题1.有三种装置(1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光，照射到屏上；(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上；(3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上.以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是（A） 装置(3）.(B）装置(2）。（C）装置(）(3）.（D） 装置（）(3)。2。在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是（) 使屏靠近双缝(B) 把两个缝的宽度稍微调窄.(C) 使两缝的间距变小。(D）改用波长较小的单色光

2、源。s1s2n1n2P图22.1。 如图221所示,设1、s2为两相干光源发出波长为l的单色光,分别通过两种介质（折射率分别为n和n2，且n1n2)射到介质的分界面上的P点，己知sP s2P = r，则这两条光的几何路程Dr，光程差d 和相位差Dj分别为() Dr = 0, d = 0 ，Dj = 0(B） D r （n1n2） r， d =( n1n2)r , Dj=2p (n1n）r/l.(） Dr =0，d =（ 12） , Dj=2p（n-2) r/l .（D） D r = ，d =（n12）r ， Dj =2p (n-n2)。4.如图222所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,

3、当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时，在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化?答:图22.2(）保持不变.(B) 条纹间隔增加.(） 条纹间隔有可能增加(D) 条纹间隔减小。 用白光（波长为4007600）垂直照射间距为a=。25m的双缝，距缝cm处放屏幕，则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是（A） .610- ， 361-4m.(B) .20- , 3610-3m(） 。210-4m ，7。210-m。(D） 3.10-m， -4m。二.填空题.在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二

4、者的厚度均为e ，波长为l的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差Dj= 。s1s2s屏图22.32如图22。3所示， 1、s为双缝, s是单色缝光源,当沿平行于s1、和s的连线向上作微小移动时， 中央明条纹将向 移动；若s不动，而在s1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动.ss屏图22.4aA3. 如图224所示,在劳埃镜干涉装置中，若光源s离屏的距离为D,s离平面镜的垂直距离为a(很小）。则平面镜与屏交界处A的干涉条纹应为 条纹；设入射光波长为l，则相邻条纹中心间的距离为 。三。计算题dOs1s2l1l2sD屏图22.51 在双缝干涉实验中，单色光源s到两缝s1和s

5、2的距离分别为1和l,并且l1=3l, l为入射光的波长，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D，如图225，求(1) 零级明纹到屏幕中央O点的距离；(2) 相邻明条纹间的距离s1s2屏图22.6dDOx2 双缝干涉实验装置如图2。6所示,双缝与屏之间的距离D=1cm,两缝之间的距离=0。0mm,用波长l=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=1.010-2mm,折射率n=1。58的透明薄膜覆盖在图中的s缝后面,求上述第五级明条纹的坐标。练习二十三 薄膜干涉 劈尖一.选择题(1)(2)n1n2n3图23.1如图23.

6、1所示, 薄膜的折射率为n， 入射介质的折射率为n1, 透射介质为n3,且n1n2n3， 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为（1）和（2）， 则产生半波损失的情况是（A） （1）光产生半波损失,（)光不产生半波损失.（B) （）光 （2）光都产生半波损失.（） (1）光()光都不产生半波损失。(D）（1)光不产生半波损失, (2）光产生半波损失。 波长为l的单色光垂直入射到厚度为e的平行膜上,如图23。2,若反射光消失，则当n1nn3时,应满足条件(1）； 当n1n3时应满足条件（2）条件（1）,条件(2）分别是n1n2dln3图23.2（） （1)2e =kl， （2）2ne = l（B

7、） （1）2e = kl + l2， (2) 2ne = l+l/2.（C)（1）ne= kll/2， （2）2n= l。（） (1）2ne=kl， （2) 2ne = kll/23. 由两块玻璃片（n1 = 175)所形成的空气劈尖,其一端厚度为零，另一端厚度为0。02cm，现用波长为0 的单色平行光,从入射角为0角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为（） 27.(B） 56。(C） .(） 10.4 空气劈尖干涉实验中, (A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹， 劈尖夹角变小时，条纹变稀，从中心向两边扩展。（） 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹， 劈尖夹角变小时,条纹变密，从两边向中心靠拢

8、（C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹， 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展。(D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹,劈尖夹角变小时，条纹变密，条纹向棱边靠拢.5。 一束波长为l的单色光由空气入射到折射率为n的透明薄膜上，要使透射光得到加强，则薄膜的最小厚度应为（A） l/2。n1 q1q1 n1 l图23.3（） l/2n（C） l/4。(D） l4n.二。填空题。 如图23.3所示，波长为l的平行单色光垂直照射到两个劈尖上，两劈尖角分别为 q1和q2 ，折射率分别为n1和n2 ，若二者形成干涉条纹的间距相等,则q1, q ， n1和n2之间的关系是 .2。 一束白光垂直照射厚度为04m

9、m的玻璃片,玻璃的折射率为.50，在反射光中看见光的波长是 ，在透射光中看到的光的波长是 .3。 空气劈尖干涉实验中，如将劈尖中充水，条纹变化的情况是 ,如将一片玻璃平行的拉开， 条纹变化的情况是 三.计算题On1n1n1l图23.41。 波长为l的单色光垂直照射到折射率为2的劈尖薄膜上，n2n3，如图23.4所示，观察反射光形成的条纹.(1) 从劈尖顶部O开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e5是多少？(2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少?2. 在折射率n1。50的玻璃上，镀上n=35的透明介质薄膜,入射光垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉，发现对l6000的光干涉相消,对

10、l2=7000的光波干涉相长,且在6000000之间没有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况，求所镀介质膜的厚度.练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪 衍射现象一.选择题1. 严格地说，空气的折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将(A） 变小。（B) 不变。() 变大(D) 消失l1.521.621.621.521.75P图24.12。 在图41所示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射,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。（) 右半部明，左半部暗.() 右半部暗,左半部明.3。在一块平玻璃片B上，

11、端正地放一个顶角接近于p，但小于p的圆锥形平凸透镜A，在A、B间形成空气薄层,如图2。2所示，当用单色光垂直照射平凸透镜时，从玻璃片的下面可观察到干涉条纹,其特点是图24.2AB(A） 中心暗的同心圆环状条纹,中心密,四周疏。(B) 中心明的同心圆环状条纹，中心疏，四周密。（） 中心暗的同心圆环状条纹,环间距相等（D) 中心明的同心圆环状条纹，环间距相等.4. 把观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜， 用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时，观察到的干涉条纹的特点是（）间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间密,两边稀.（) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间稀，两

12、边密。（C） 间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹.（D) 间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹。5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一个折射率为n，厚度为d的透明片后,这条光路的光程增加了（A) 2（n-1)d(B) 2。(C) ().(D) nd.二填空题1.用l = 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环）对应的空气膜厚度为 mm. 光强均为0 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 。3.惠更斯-菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各个面积元上,所发出的子波在观察点的 ， 决定了点的合振动及光强三。计算题lOA

13、图24.3ln1n1n2n2n2n2图24.41. 图2。3所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是R400m，用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是030c。 (）求入射光的波长.（）设图中OA=1.00m，求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目. 2。 在如图。所示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率=1。5）之间的空气(n21.00）改换成水 (2 =1。33 )，求第k 个暗环半径的相对改变量 （rk r） / rk .练习二十五 单缝衍射 圆孔衍射 光学仪器的分辨率一选择题1. 对杨氏双缝干涉的理解应为()杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉，因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制.（B） 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉.(C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射，无干涉。(D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加.2。 关于半波带正确的理解是(A) 将单狭缝分成许多条带，相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差