《3-4 光的电磁性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3-4 光的电磁性（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、(A)(A)光能直线传播，可以小孔成像光能直线传播，可以小孔成像 (B)(B)光能通过棱镜产生色散现象光能通过棱镜产生色散现象(C)(C)光能产生反射和折射现象光能产生反射和折射现象 (D)(D)光速等于电磁波的传播速度，光速等于电磁波的传播速度， 且可在真空中传播且可在真空中传播1. 1. 直接证明光波是电磁波的依据是（直接证明光波是电磁波的依据是（ ）2 2根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S S，则则S S的前方某点的前方某点P P的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面S S上所有面积元发出的子波上所有面积元发出的子波各自传
2、到各自传到P P点的（点的（ ）(A)(A)振动振幅之和振动振幅之和 (B)(B)光强之和光强之和(C)(C)振动振幅之和的平方振动振幅之和的平方(D) (D) 振动的相干叠加振动的相干叠加3. 3. 如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹（）干涉条纹（）(A)(A)向右平移向右平移(B)(B)向中心收缩向中心收缩(C) (C) 向外扩张向外扩张(D)(D)静止不动静止不动4. 4. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双
3、缝所在的平板稍微在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（ ）(A) (A) 向下平移，且间距不变向下平移，且间距不变 (B) (B) 向上平移，且间距不变向上平移，且间距不变(C) (C) 不移动，但间距改变不移动，但间距改变 (D) (D) 向上平移，且间距改变向上平移，且间距改变 5. 5. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相同的。若其中一在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相同的。若其中一缝的宽度略变窄（缝中心位置不变）则（缝的宽度略变窄（缝中心位置不变）则（ ）(A) (A) 干涉条纹的间
4、距变宽干涉条纹的间距变宽 (B) (B) 干涉条纹的间距变窄干涉条纹的间距变窄(C) (C) 干涉条纹的间距不变，但是原极小处的强度不再为零干涉条纹的间距不变，但是原极小处的强度不再为零 (D) (D) 不再发生干涉现象不再发生干涉现象6. 6. 两块平板玻璃构成的空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行两块平板玻璃构成的空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平板玻璃以棱边为轴，沿着逆时针方向光垂直入射。若上面的平板玻璃以棱边为轴，沿着逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（作微小转动，则干涉条纹的（ ）(A) (A) 间隔变小，并向棱边方向平移间隔变小，并向棱边方向平移(B) (B)
5、间隔变大，并向远离棱边方向平移间隔变大，并向远离棱边方向平移(C) (C) 间隔不变，向棱边方向平移间隔不变，向棱边方向平移 (D) (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移间隔变小，并向远离棱边方向平移7.7.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n n的透明的透明介质薄膜后，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，则薄膜的厚度是（膜的厚度是（ ）(A) /2 (B) /(2n)(A) /2 (B) /(2n)(C) / n (D) /2(n-1)(C) / n (D) /2(n-1)8
6、.8.如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为离为L L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直，夹在两块平晶的中间，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入射时，产生等厚干涉条纹如果滚柱之间的距离L L变小，则在变小，则在L L范围内干涉条纹范围内干涉条纹 （ ）(A)(A)数目减少，间距变大数目减少，间距变大(B)(B)数目不变，间距变小数目不变，间距变小(C)(C)数目增加，间距变小数目增加，间距变小(D)(D)数目减少，间距不变数目减少，间距不变9. 9. 一双缝干涉装置，在空
7、气中观察时干涉条纹间距为一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm1.0mm，若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为mm（设水的折射率为（设水的折射率为4/34/3） 10. 10. 振幅比为振幅比为1/21/2的两相干光，它们产生的干涉条纹的两相干光，它们产生的干涉条纹的可见度的可见度V V= = 11.11.如图所示，假设有两个同相的相干点光源如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和和S2，发出波长为，发出波长为l的光的光A是它们连线的中垂线上的一点若在是它们连线的中垂线上的一点若在S1与与A之间插入厚之间插入厚度为度为e、折射率为、折射
8、率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位点的相位差差D D 。若已知若已知 500 nm，n1.5，A点恰为第四级明纹点恰为第四级明纹中心，则中心，则e nm12.12.在夫琅和费单缝衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠在夫琅和费单缝衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（黄光（ 1 1589 nm）中央明纹宽度为）中央明纹宽度为4.0mm，则，则 2442 nm 的的蓝紫光的中央明纹宽度为蓝紫光的中央明纹宽度为 mm13.13.波长为波长为480nm的平行光垂直照射到宽度为的平行光垂直照射到宽度为0.4mm的单缝上，单缝的单缝上，单缝后透镜的
9、焦距为后透镜的焦距为60cm，当单缝两边缘点射向屏上，当单缝两边缘点射向屏上P点的两条光线点的两条光线在在P点的相位差为点的相位差为时时,P点离透镜焦点的距离为点离透镜焦点的距离为 14.14.光强均为光强均为I I0 0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内可能的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内可能出现的最大光强是出现的最大光强是 15.15.在单缝夫琅和费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射光波波长的在单缝夫琅和费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射光波波长的2 2倍，则中央明纹边缘对应的衍射角为倍，则中央明纹边缘对应的衍射角为 16.16.在玻璃（折射率为在玻璃（折射率为1.60）表
10、面镀一层折射率为）表面镀一层折射率为1.38的薄膜作为增的薄膜作为增透膜。为了使波长为透膜。为了使波长为500nm的光从空气正入射时尽可能少反射，的光从空气正入射时尽可能少反射，这层薄膜最少厚度应为这层薄膜最少厚度应为 17.17.波长为波长为550nm的单色光垂直入射与光栅常数为的单色光垂直入射与光栅常数为0.0002cm的平面的平面衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为 三、证明与计算三、证明与计算18.18. 光以光以30角入射到每毫米角入射到每毫米400条刻痕的平面衍射光条刻痕的平面衍射光栅，观察波长为栅，观察波长为589nm，试证明：观察到的
11、最高级光谱为，试证明：观察到的最高级光谱为6级。级。19.19.一光栅每厘米刻线一光栅每厘米刻线5000条，共条，共3cm.（1）求：该光栅）求：该光栅2级光谱在级光谱在5000埃附近的角色散本领埃附近的角色散本领（2）在）在2级谱线的级谱线的5000埃附近能分辨的最小波长差是多少？埃附近能分辨的最小波长差是多少？2020 . 在单缝衍射实验中，透镜焦距在单缝衍射实验中，透镜焦距f =0.5m，入射光波，入射光波长长为为500nm，缝宽缝宽 b =0.1mm 。求：中央明纹的宽度和第一求：中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度。级明纹的宽度。21. 21. 在杨氏双缝实验中，用折射率在杨氏双缝实验中
12、，用折射率n=1.58的透明薄膜盖在的透明薄膜盖在s1上，上，并用并用=6.328 10-7m的光照射，发现中央明纹向上移动了的光照射，发现中央明纹向上移动了5条。条。 求求 薄膜厚度薄膜厚度第第1515次课结束次课结束(A)(A)光能直线传播，可以小孔成像光能直线传播，可以小孔成像 (B)(B)光能通过棱镜产生色散现象光能通过棱镜产生色散现象(C)(C)光能产生反射和折射现象光能产生反射和折射现象 (D)(D)光速等于电磁波的传播速度，光速等于电磁波的传播速度， 且可在真空中传播且可在真空中传播1. 1. 直接证明光波是电磁波的依据是（直接证明光波是电磁波的依据是（ ）根据麦克斯韦的电磁理论
13、，光是某一段电磁波。根据麦克斯韦的电磁理论，光是某一段电磁波。D DD D惠更斯惠更斯- -菲涅耳原理：菲涅耳原理：波面波面 S S 上每个面积元上每个面积元 dSdS 都可以看成新的波源，它们均发出次都可以看成新的波源，它们均发出次波。波面前方空间某一点波。波面前方空间某一点 P P 的振动可以由的振动可以由 S S 面上所有面积元所面上所有面积元所发出的次波在该点的相干叠加。发出的次波在该点的相干叠加。2 2根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S S，则则S S的前方某点的前方某点P P的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面S
14、S上所有面积元发出的子波上所有面积元发出的子波各自传到各自传到P P点的（点的（ ）(A)(A)振动振幅之和振动振幅之和 (B)(B)光强之和光强之和(C)(C)振动振幅之和的平方振动振幅之和的平方(D) (D) 振动的相干叠加振动的相干叠加3. 3. 如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹（）干涉条纹（）(A)(A)向右平移向右平移(B)(B)向中心收缩向中心收缩(C) (C) 向外扩张向外扩张(D)(D)静止不动静
15、止不动根据题意，空气膜厚度在增加。根据题意，空气膜厚度在增加。牛顿环形成的干涉条纹愈往边缘，条纹级别愈高，即：外环牛顿环形成的干涉条纹愈往边缘，条纹级别愈高，即：外环 j 值大值大B B4. 4. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（ ）(A) (A) 向下平移，且间距不变向下平移，且间距不变 (B) (B) 向上平移，且间距不变向上平移，且间距不变(C) (C) 不移动，但间距改变不移动，但间距改变 (D) (D) 向上平移，且间距改变向上平移，
16、且间距改变 杨氏双缝干涉图样条纹间距：杨氏双缝干涉图样条纹间距：根据题意，双缝对单缝的分布不是对称的，零级明纹为两缝的根据题意，双缝对单缝的分布不是对称的，零级明纹为两缝的光程差为零时的干涉条纹。光程差为零时的干涉条纹。B B5. 5. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相同的。若其中一在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相同的。若其中一缝的宽度略变窄（缝中心位置不变）则（缝的宽度略变窄（缝中心位置不变）则（ ）(A) (A) 干涉条纹的间距变宽干涉条纹的间距变宽 (B) (B) 干涉条纹的间距变窄干涉条纹的间距变窄(C) (C) 干涉条纹的间距不变，但是原极小处的强度不再为零干涉条纹的间距
17、不变，但是原极小处的强度不再为零 (D) (D) 不再发生干涉现象不再发生干涉现象杨氏双缝干涉图样条纹间距：杨氏双缝干涉图样条纹间距：根据题意，双缝发出次波的强度不相等。根据题意，双缝发出次波的强度不相等。C C6. 6. 两块平板玻璃构成的空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行两块平板玻璃构成的空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平板玻璃以棱边为轴，沿着逆时针方向光垂直入射。若上面的平板玻璃以棱边为轴，沿着逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（作微小转动，则干涉条纹的（ ）(A) (A) 间隔变小，并向棱边方向平移间隔变小，并向棱边方向平移(B) (B) 间隔变大，并向远离棱边方
18、向平移间隔变大，并向远离棱边方向平移(C) (C) 间隔不变，向棱边方向平移间隔不变，向棱边方向平移 (D) (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移间隔变小，并向远离棱边方向平移条纹间距为条纹间距为: :越远离棱边级次越大。根据题意越远离棱边级次越大。根据题意劈尖夹角变大，厚度变大，劈尖夹角变大，厚度变大，故间隔变小，并向棱边方向平移。故间隔变小，并向棱边方向平移。A A7.7.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n n的透明的透明介质薄膜后，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，则
19、薄膜的厚度是（膜的厚度是（ ）(A) /2 (B) /(2n)(A) /2 (B) /(2n)(C) / n (D) /2(n-1)(C) / n (D) /2(n-1)放入透明介质后，光程差的改变量为放入透明介质后，光程差的改变量为: :D D8.8.如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为离为L L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直，夹在两块平晶的中间，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入射时，产生等厚干涉条纹如果滚柱之间的距离L L变小，则在变小，则在L L范围内干涉条
20、纹范围内干涉条纹 （ ）(A)(A)数目减少，间距变大数目减少，间距变大(B)(B)数目不变，间距变小数目不变，间距变小(C)(C)数目增加，间距变小数目增加，间距变小(D)(D)数目减少，间距不变数目减少，间距不变相邻两条亮纹对应的厚度差为：相邻两条亮纹对应的厚度差为：条纹间距为条纹间距为: :相邻条纹的厚度差与夹角无关，总的厚度不变，故数目不变。相邻条纹的厚度差与夹角无关，总的厚度不变，故数目不变。根据条件，夹角变大，故条纹间距变小。根据条件，夹角变大，故条纹间距变小。B B9. 9. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm1.0
21、mm，若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为mm（设水的折射率为（设水的折射率为4/34/3） 二、填空题二、填空题光在介质中的波长比真空中的短。光在介质中的波长比真空中的短。明（暗）条纹间距明（暗）条纹间距0.75mm10. 10. 振幅比为振幅比为1/21/2的两相干光，它们产生的干涉条纹的两相干光，它们产生的干涉条纹的可见度的可见度V V= = 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度min max min max I I I I V + + - - = = 干涉条纹的最大值与最小值的比值为：干涉条纹的最大值与最小值的比值为： 9:19:10.80.811.
22、11. 假设有两个同相的相干点光源假设有两个同相的相干点光源S1和和S2，发出波长为，发出波长为 的光的光A是它们连线的中垂线上的一点若在是它们连线的中垂线上的一点若在S1与与A之间插入厚之间插入厚度为度为e、折射率为、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位点的相位差差D D 。若已知若已知 500 nm，n1.5，A点恰为第四级明纹点恰为第四级明纹中心，则中心，则e nm插入玻璃片后，两相干光在插入玻璃片后，两相干光在A A点的相位差为：点的相位差为：12.12.在夫琅和费单缝衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠在夫琅和费单缝衍射实验中，设第一
23、级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（黄光（ 1 1589 nm）中央明纹宽度为）中央明纹宽度为4.0mm，则，则 2442 nm 的的蓝紫光的中央明纹宽度为蓝紫光的中央明纹宽度为 mm夫琅和费单缝衍射中央明纹的宽度为：夫琅和费单缝衍射中央明纹的宽度为：3.03.0mm13.13.波长为波长为480nm的平行光垂直照射到宽度为的平行光垂直照射到宽度为0.4mm的单缝上，单缝的单缝上，单缝后透镜的焦距为后透镜的焦距为60cm，当单缝两边缘点射向屏上，当单缝两边缘点射向屏上P点的两条光线点的两条光线在在P点的相位差为点的相位差为时时,P点离透镜焦点的距离为点离透镜焦点的距离为 由题意：由题意：14.14.
24、光强均为光强均为I I0 0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内可能的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内可能出现的最大光强是出现的最大光强是 振幅相同的双光束干涉，最大光强为：振幅相同的双光束干涉，最大光强为：一级衍射角，上下各一个一级衍射角，上下各一个15.15.在单缝夫琅和费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射光波波长的在单缝夫琅和费衍射实验中，如果缝宽等于单色入射光波波长的2 2倍，则中央明纹边缘对应的衍射角为倍，则中央明纹边缘对应的衍射角为 16.16.在玻璃（折射率为在玻璃（折射率为1.60）表面镀一层折射率为）表面镀一层折射率为1.38的薄膜作为增的薄膜作为增透膜。为了使波
25、长为透膜。为了使波长为500nm的光从空气正入射时尽可能少反射，的光从空气正入射时尽可能少反射，这层薄膜最少厚度应为这层薄膜最少厚度应为 根据题意，反射光满足干涉相消的条件：根据题意，反射光满足干涉相消的条件：17.17.波长为波长为550nm的单色光垂直入射与光栅常数为的单色光垂直入射与光栅常数为0.0002cm的平面的平面衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为 由光栅方程：由光栅方程：三、证明与计算三、证明与计算18.18. 光以光以30角入射到每毫米角入射到每毫米400条刻痕的平面衍射光条刻痕的平面衍射光栅，观察波长为栅，观察波长为589nm，试
26、证明：观察到的最高级光谱为，试证明：观察到的最高级光谱为6级。级。根据斜入射的光栅方程可以求得。根据斜入射的光栅方程可以求得。 19.19.一光栅每厘米刻线一光栅每厘米刻线5000条，共条，共3cm.（1）求：该光栅）求：该光栅2级光谱在级光谱在5000埃附近的角色散本领埃附近的角色散本领（2）在）在2级谱线的级谱线的5000埃附近能分辨的最小波长差是多少？埃附近能分辨的最小波长差是多少？19.19.解：解：（1）光栅常数：）光栅常数：d=1/5000 cm=2000nm由光栅方程：由光栅方程：得：得：2 2级谱线的角位置为级谱线的角位置为：光栅的角色散本领为：光栅的角色散本领为：（2）光栅总
27、缝数为：）光栅总缝数为：N=15000，能分辨的最小波长间隔为，能分辨的最小波长间隔为2020 . 在单缝衍射实验中，透镜焦距在单缝衍射实验中，透镜焦距f =0.5m，入射光波，入射光波长长为为500nm，缝宽缝宽 b =0.1mm 。求：中央明纹的宽度和第一求：中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度。级明纹的宽度。20.20.解：解：中央明纹的宽度等于两个第一级暗条纹之间的距离，暗中央明纹的宽度等于两个第一级暗条纹之间的距离，暗条纹方程：条纹方程：第一级明纹的宽度等于第一级暗条纹与第二级暗条纹之第一级明纹的宽度等于第一级暗条纹与第二级暗条纹之间的距离间的距离代入数据得，中央明纹的宽度为代入数据得，中央明纹的宽度为5mm，第一级明纹的宽度为，第一级明纹的宽度为2.5mm21. 21. 在杨氏双缝实验中，用折射率在杨氏双缝实验中，用折射率n=1.58的透明薄膜盖在的透明薄膜盖在s1上，上，并用并用=6.328 10-7m的光照射，发现中央明纹向上移动了的光照射，发现中央明纹向上移动了5条。条。 求求 薄膜厚度薄膜厚度又因又因P点是未放薄膜时第点是未放薄膜时第N级级明纹明纹的位置的位置可得：可得：21.21.解：设解：设P P点为放入薄膜后中央明纹的位置点为放入薄膜后中央明纹的位置第第1616次课结束次课结束
