大学物理-光学习题集

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I0为入射______光的强度;?为入射光______方向和检偏器______方向之间的夹角。 **线偏振 光振动 偏振化验室**

(3645)两个偏振片叠在一起,在它们的偏振化方向成?1?30?时,观测一束单色自然光,又在?2?45?时,观测另一束单色自然光。若两次所测得的透射光强度相等,求两次入射自然光的强度之比。**

2** 3?(3651)薄钢片上有两条紧靠的平行细缝,用波长??5461A的平面光波正入射到钢片上,屏幕距双缝的距离为D=2.00m,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为?x?12.0mm.

(1) 求两缝间的距离。 (2) 从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹,共经过多大距离? (3) 如果使光波斜入射到钢片上,条纹间距将如何改变? ** ?x?2kD? 24mm 不变** d(3656)在双缝实验装置中,幕到双缝的距离D远大于双缝之间的距离d,整个双缝装置放在空气中,对于钠黄光(??589,产生的干涉条纹相邻两明条纹的角距离(即相邻两.3nm)明条纹对双缝中心处的张角)为0.20°.

(1)对于什么波长的光,这个双缝装置所得相邻两条纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10%?

(2)假想将此整个装置浸入水中(水的折射率n=1.33),相邻两明条纹的角距离有多大? **648.23nm;缩小为0.12°**

(3658)白光垂直照射到空气中一厚度为e?3800A的肥皂膜上,肥皂膜的折射率n=1.33,在可见光的范围内(4000A—7600A),哪些波长的光在反射中增强? ** 2ne?????2?k? k=1,2,? k=2 ?2?6739A k=3 ?3?4043A**

??(3664)如图所示,平行一束单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且n1n3 ,?1为入射光在折射率为n1 的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为

(A)

2?n2e

n1?1

(B)

4?n1e?? n2?1(C)

4?n2e?? n1?1(D)

4?n2e n1?1n1n2n3e

[ ]**B**

(3665)真空中波长为?的单色光,在折射率为n的均匀透明媒质中,从A点沿某一路径

传播到B点,路径的长度为l,A、B两点光振动位相差记为??,则

(A)l?3?/2,???3? (C)l?3?/(2n), ???3?

(B)l?3?/(2n),???3n? (D)l?3n?/2,???3n?

[ ]**C**

(3669)如图所示,两缝S1和S2之间的距离为d,媒质的折射率为n=1,平行单色光斜入射到双缝上,入射角为?,则屏幕上P处,两相干光的光程差为______. **dsin??r1?r2**

(3671)单色平行光垂直入射到双缝上,观察屏上P点到两缝的距离分别为r1和r2。设双缝和屏之间充满折射率为n的媒质,则P点处二相干光线的光程差为______。

PS1dS2n**n(r2-r1)**

(3685)在双缝干涉实验中,单色光源 S0到两缝S1 和S2的距离分别为l1和l2,并且l1-l2=3?,?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。求: (1)零级明纹到屏幕中央O点的距离。 (2)相邻明纹间的距离。

屏S1dS2Dl1S0l2O**

DD3? ?** dd(3687)双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长??5000A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l?1.0?10mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的S1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x’.

** 6.0mm 19.9mm或7.9mm** (3707)波长为?的单色光垂直照射到折射率为n2的劈尖薄膜上,如图所示,图中n1

(1)从劈尖顶部O开始向右数起,第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e5是多少?

?2? (2)相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少?

?n1n2On3

**

9??;** 2n2n2(3713)在迈克耳逊干涉仪的可动反向镜移动了距离d的过程中,若观察到干涉条纹移动了N条,则所用光波的波长??______. **2d/N** 在单缝夫琅和费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹 (A)宽度变小; (B)宽度变大; ` (C)宽度不变,且中心强度也不变; (D)宽度不变,但中心强度变小。 [ ]** B** (3719)在单缝夫琅和费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹 (A)宽度变小; (B)宽度变大; ` (C)宽度不变,且中心强度也不变; (D)宽度不变,但中心强度变小。 [ ]** B**

(3721)如果单缝夫朗和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长??5?103?,则单缝宽度为______m。 **1×10-6**

(3725)衍射光栅主极大公式(a?b)sin???k?,k=0,1,2?,在k=2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??______.**10?** (3729)在夫琅和费单缝衍射实验中,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。 **sin?12;sin?10.2;sin?10.02;a大衍射现象越来越不明显**

(3736)以氦放电管发出的光垂直照射到某光栅上,测得波长?1?0.668?m的谱线的衍射角为??20,如果在同样?角处出现波长?2?0.447?m的更高级次的谱线,那么光栅常

?数最小是多少? **3.92?m**

(3743)如图所示,设波长为?的平面波沿与单缝平面法线成?角的方向入射,单缝AB的宽度为a,观察夫琅和费衍射,试求出各极小值(即各暗条纹)的衍射角?.

A??B? **sin?1(sin???)**

(3751)衍射光栅主极大公式(a?b)sin???k?,k=0,1,2?,在k=2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??______.**10?** (3764)有三个偏振片叠在一起,已知第一个偏振片与第三个偏振片的偏振化方向相互垂直。一束光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,已知通过三个偏振片后的光强为I0/16。第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角。 **22.5°**

(3767)一束光强为I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P1、P2、P3上,已知P1与P2的偏振化方向相互垂直

(1)求P2与P3的偏振化方向之间夹角为多大时,穿过第三个偏振片的透射光强为I0/8; (2)若以入射光方向为轴转动P2,当P2转过多大角度时,穿过第三个偏振片的透射光强由原来的I0/8单调减小到I0/16?此时P2、P1的偏振化方向之间的夹角多大? **45 67.5**

(3768)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。**I1?????kd5I5I0 I2?0** 832(3774)一光束由强度相同的自然光和线偏振光混合而成。此光束垂直入射到几个叠有一起

的偏振片上。

(1)欲使最后出射光振动方向垂直于原来入射光中线偏振光的振动方向,并且入射光中两种成分的光的出射光强相等,至少需要几个偏振片?它们的偏振化方向应如何放置? (2)这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少? **2;45°;1/4**

(3779)两偏振片P1、P2叠在一起,强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上。测得穿过P1后的透射光强为入射光强的

1;相继穿过P1、P2之后透射光强2为入射光强的1/4。若忽略P1、P2对各自可透过的分量的反射和吸收,将它们看作理想的偏振片,试问:

(1)入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向间夹角?为多大?

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