大学物理题库-光学

一、选择题（每小题3分）

?1. 如图所示，波长为??的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上，经上下两个表面反射的

两束光发生干涉．若薄膜厚度为e，而且n1n3，则两束光在相遇点的相位差为（ ） n

1(A) 4?n2 e / ? (B) (4?n2 e / ????? en2(C) (2?n2 e / ????? (D)??2?n2 e / ? ??

n32. 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（ ）

(A)向棱边方向平移，条纹间隔变小 (B)向棱边方向平移，条纹间隔变大 (C)向远离棱边方向平移，条纹间隔不变 (D)向棱边方向平移，条纹间隔不变 (E)向远离棱边方向平移，条纹间隔变小

3．在双缝干涉实验中，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( ) （A）向上平移，且间距改变 （B）向下平移，且间距不变 （C）不移动，但间距改变 （D）向上平移，且间距不变

4．在杨氏双缝实验中，若使双缝间距减小，屏上呈现的干涉条纹间距如何变化?若使双缝到屏的距离减小，屏上的干涉条纹又将如何变化?（ ）

(A)都变宽 (B)都变窄 (C)变宽，变窄 (D)变窄，变宽 5. 波长λ＝550 nm 的单色光垂直入射于光栅常数d=1.0?10-4 cm 的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ ）

（A） 4 （B） 3 （C） 2 （D） 1

6.若把牛顿环装置（都是用折射率为1.52的玻璃制成的）由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹（ ）

（A）中心暗斑变成亮斑 （B） 变疏 （C）变密 （D） 间距不变

7. 在双缝干涉实验中，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大5?2，则屏上原来的明纹处（ ）

（A）仍为明条纹 （B）变为暗条纹 （C）既非明纹也非暗纹 （D）无法确定是明纹还是暗纹

8. 一衍射光栅对某一定波长的垂直入射光在屏上只能出现0级和1级主级大，欲使屏上出现更高级次的衍射主极大，应该( )

（A）换一个光栅 常数较小的光栅 （C）将光栅向靠近屏幕的方向移动工 （B）换一个光栅常数较大的光栅 （D）将光栅向远离屏幕的方向移动

9. 在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则( ) （A）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 （B）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 （C）干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱 （D）无干涉条纹 10. 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干涉条纹（ ）

（A）向中心收缩 （B）向右平移

（C）向外扩张 （D）静止不动 （E）向左平移

二、简答题（每小题3分）

单色光 空气 1. 在空气中的双缝干涉实验中，（1）请写出屏上单色光干涉相邻两明（暗）条纹的宽度Dx的计算公式； （2）欲增大条纹的宽度应采取哪些方法（至少给出2种方法）？

2. 在夫琅禾费单缝衍射中,为保证在衍射图样中至少出现衍射光强的第一级极小,单缝的宽度必须大于多少?为什么?

3. 什么叫光谱线缺级？缺级的原因是什么？

4. 用偏振片怎样来区分自然光、部分偏振光和线偏振光？

5. 什么是光程?在不同的均匀媒质中,若单色光通过的光程相等时,其几何路程是否相同?

6. 什么叫线偏振光?线偏振光是否一定是单色光?

三、填空题（每小题3分）

1.用麦克尔逊干涉仪测微小的位移，若入射光波波长??5893A，当动臂反射镜移动时，干涉条纹移动了2040条，反射镜移动的距离d=____________mm(保留3位小数)。

2.在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为l的单色光垂直入射在宽度为a?3?的单缝上，对应于衍射角为300方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为 个，对应于该方向的衍射条纹是 级 纹。 3．玻璃的折射率为03，当光由空气射向玻璃而被界面反射时，起偏角为 ，透射光束的折射角为 。 LAaBP4．光强均为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 。

5．如图所示的单缝夫琅和费衍射装置示意图中，用波长为λ的单色光垂直入射在单缝上，若P点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个暗条纹的中心。则由单缝边缘的A、B两点分别到达P点的衍射光线光程差是 ______ _______。

6．一束自然光由折射率为n1的介质入射到折射率为n2 的介质分界面上。已知反射光为完全偏振光，则入射角为 ，折射角为__ _ _。 央极大所在处的两束光的光程差= 。

8．一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条明纹位置正好和波长为600 nm的单色光垂直入射时的第二级明纹的位置一样，则前一种单色光的波长 nm。

9. 在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射，对应于衍射角为30的方向上，单缝处波阵面可分成半波带数

o 7．若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别发出投射到屏上原中

目为4，则单缝宽度为__________，对应于该方向的衍射条纹是___ _ _级_ _ __纹。

10. 用??589.3nm的光垂直入射到楔形薄透明片上，形成等厚条纹，已知膜片的折射率为1.52，等厚条纹相邻纹间距为

5.0nm，楔形面间的夹角?? 。

11. 一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振光，则透射光束的折射角是____________；玻

璃的折射率为____________。

12.在双缝实验中,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,两者的厚度均为e，波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，屏幕上原中央明处两束相干光的相位差 。

13.在单缝夫琅和费衍射实验中波长为l的单色光垂直入射在宽度为a?2?的单缝上，对应于衍射角为300方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为 个，对应于该方向的衍射条纹是___ _ _级_ _ __纹。

14.在劈尖的干涉实验中，相邻明纹的间距___________（填相等或不等），当劈尖的角度增加时，相邻明纹的间距离将______________（填增加或减小），当劈尖内介质的折射率增加时，相邻明纹的间距离将______________（填增加或减小）。 15.某一物质对空气得临界角为45，光从该物质向空气入射,i0 = 。 16. 在单缝的夫琅和费衍射实验中，观察屏上第三级暗纹所对应的单缝处波面可划分为 个半波带。若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第 级 纹.

17. 惠更斯引入 的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯--菲涅耳原理。

18.把折射率n ＝1.50 的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂，如果由此产生了8 条条纹的移动，若入射光波长为589 nm, 则薄膜厚度d= m(保留3位小数)。 19．一双缝干涉条纹装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm。若整个装置放在某种液体中，干涉条纹的间距将为0.75mm，这种液体的折射率为 。

20．一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说，则反射光为 ，反射光E 矢量的方向 ，透射光为 。

四、简算题（每小题4分）

1．在两块透光轴方向正交偏振片P1 ,P3 之间插入另一块偏振片P2，光强为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，求：（1）P1与P2的夹角为?=30时，通过偏振片P2 和P3的光强I2和I3； （2）求通过P3的光

0

0p1αp2强最大值。

2．一束自然光从空气入射到折射率为1.40的液体表面上,其反射光是完全偏振光. 试求: (1)入射角等于多少? (2)折射角为多少?

p33．为了测定一光栅的光栅常数，用波长??632.8nm的氦氖激光垂直照射光栅，作光栅的衍射光谱实验。已知第一级谱线的

0衍射角?1?30，求：（1）光栅常数d=? (2)能看第二级谱线吗？为什么？

4. 用钠灯（??589.3nm）观察牛顿环，看到第k条暗环的半径为r?4mm，第k?5条暗环半径r?6mm，求所用平凸透镜的曲率半径R。

5. 如图，波长为550nm的光由空气垂直射入玻璃（折射率1.52）,为增加透射率，在玻璃表面镀一层折射率为1.38的MgF2薄膜，薄膜的最小厚度应为多少？

?n1n2n3空气 MgF2 玻璃 e

6. 波长为500nm和520nm的两种单色光同时垂直入射在光栅常数为0.002cm的光栅上，紧靠光栅后用焦距为2m的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。

7. 自然光投射到叠在一起的两块偏振片上，则两偏振片的偏振化方向夹角为多大才能使透射光强为入射光强的1/3？

8. 波长600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽a?0.6mm的单缝上，缝后有一焦距为f?60cm的透镜。在透镜焦平面观察到的中央明纹宽度为多少？两个第三级暗纹之间的距离为多少？(1nm=10-9m)。

9. 一束光强为I0的自然光，相继通过两个偏振片P1、P2后出射光强为I0/4。若以入射光线为轴旋转P2，要使出射光强为零，P2至少应转过的角度是多少？

10. 以单色光照射到缝宽为0.2mm的双缝上，缝距屏幕为1m。从第一级明纹到同侧第四级的明纹为7.5mm时，求：（1）相邻明纹间距离；（2）入射光波长。

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