大学物理-光学习题集

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?2?760nm,已知单缝宽度a=0.01cm,透镜焦距f=50cm,求两种光第一级衍射明纹中心之

间的距离。

(2)若用光栅常数d?1.0?10?2cm的光栅替换单缝,其他条件和上一问相同,求两种光第一极主极大之间的距离。**2.7mm;18mm,且更亮**

(3217)一束单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹,若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第______级和第______级谱线。**+3 -3** (3220)波长?=600nm的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30°,且第三级是缺级。

(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数。 **2.4?10?6m;0.8?10?6m ;0,?1,?2,?4(无穷远处) **

(3221)一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,?1=440nm,?2=660nm,实验发现,两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角?=60°的方向上,求此光栅的光栅常数d . **3.05?10?6m**

(3223)用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上,?1=600nm,?2=400nm,发现距中央明纹5cm处?1光的第k级主极大和?2光的第(k+1)级主极大相重合,放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50cm,试问: (1)上述k=?

(2)光栅常数d=? . **2;1.2?10?5m**

(3230)要使一束线偏振光通过偏振片后振动方向转过90°,至少需要让这束光通过 ______ 块理想偏振片,在此情况下,透射光强最大是原来光强的 ______ 倍。**2;

1** 4(3232)有三个偏振片堆叠在一起,第一块与第三块的偏振化方向相互垂直,第二块和第一块的偏振化方向相互平行,然后第二块偏振片以恒定角速度?绕光传播的方向旋转,如图所示,设入射自然光的光强为I0,试证明:此自然光通过这一系统后,出射光的光强为I?I0(1?cos4?t)/16.

?I0自然光P1P2P3I

**I出?I0?IIIcos2?tcos2(?t?)?0cos2?tsin2?t?0cos22??0(1?cos4?t)**

816222(3237)在以下五个图中,左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上,最右边的图表示入射光是自然光。n1、n2为两种介质的折射率,图中入射角i0?arctann2,i?i0,试在n1图上画出实际存在的折射光线的反射光线,并用点或短线把振动方向表示出来。

in1n2in1n2i0n1n2

(a) (b) (c)

i0n1n2i0n1n2

(d) (e)

in1n2in1n2i0n1n2** (a) (b) (c)

i0n1n2i0n1n2

(d) (e) **

(3238A)如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上,发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光,那么折射角?的值为______。

n1n2?

**

?n?arctan2** 2n1(3241)有一平面玻璃板放在水中,板面与水面夹角为?(见图),设水和玻璃的折射率分别为1.33和1.517,欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光,?角应是多大?

ibC?A?i2B

1.517,i2?48.76 1.33? ??36.9348.44° i2???? tani2?**ib?53.06 1?sinib?1.33sin??11.83?**

(3246)一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片,若以此入射光束为轴放置偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为

(A)1/2 (B)1/5 (C)1/3 (D)2/3 [ ]**A**

(3248)一束光强为I0的自然光,相继通过三个偏振片P1、P2、P3后,出射光的光强为I?I0/8。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转P2,要使出射光的光强为零,P2最少要转过的角度是

(A)30° (B)45° (C)60° (D)90° **B**

(3250)假设某一介质对于空气的临界角是45°,则光从空气射向此介质时的布儒斯特角是 ______ . **54.7°**

(3354)单缝夫琅和费衍射实验装置如图所示,L为透镜,EF为屏幕;当把单缝S稍微上移时,衍射图样将 (A)向上平移; (B)向下平移; (C)不动; (D)消失.

LE?SOfF

[ ]**C**

(3356)在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中,若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移,则屏幕上的衍射条纹 (A)间距变大; (B)间距变小; (C)不发生变化; (D)间距不变,但明暗条纹的位置交替变化.

L单缝?屏幕f

[ ]**C**

(3365)用含有两种波长?=600nm和?'=500nm的复色光垂直入射到每毫米有200条刻痕的光栅上,光栅后面置一焦距为f=50cm的凸透镜,在透镜焦平面处置一屏幕,求以上两种波长光的第一级谱线的间距?x. **1cm**

(3378)强均为I0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________ . **4I0**

(3496)如图所示,S1和S2 两个同相的相干点光源,从S1和S2 到观察点P的距离相等,即S1P?S2P,相干光束1和2分别穿过折射率为n1和n2 厚度皆为t的透明薄片,它们的光程差为 ______ .

tS1S2tn1n21P2

**n2t-n1t**

(3505)在折射率为n’=1.68的平板玻璃表面涂一层折射率为层n=1.38的MgF2透明薄膜,可以减少玻璃表面的反射光。若用波长?=500 nm(1nm=10?9m)的单射光垂直入射,为了尽量减少反射,则M gF2薄膜的最小厚度应是 (A)181.2nm (B)78.1nm (C)90.6nm (D)156.3nm [ ] **C**

(3507)如图所示,平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全部浸入n?1.60的液体中,凸透镜可沿OO’移动,用波长??500nm的单色光垂直入射,从上向下观察,看到中心是一个暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是 (A)78.1nm (B)74.4nm (C)156.3nm (D)148.8nm (E)0

?On=1.68n=1.60n=1.58O'

**A**

(3509)图a为一块光学平地板玻璃与一个加工过的平面一端接触,构成的空气劈尖,用波长为?的单色光垂直照射,看到反射光干涉条纹(实线为暗条纹)如图b所示,则干涉条纹上A点处所对应的空气薄膜厚度为e=______. **

3?** 2(3510)在折射率分别为n1和n2的两块平板玻璃构成空气劈尖,用波长为?的单色光垂直照射,如果将该劈尖装置浸入折射率为n的透明液体中,且n2>n>n1,则劈尖厚度为e的地方两反射光的光程差的改变量是 ______ . ** 2ne**

(3511)用波长为?的单色光垂直照射到空气劈尖上,从反射光中观察干涉条纹,距顶点为

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