大学物理—光学习题

光学：

1．等厚薄膜干涉中，当反射光干涉增强时必有透射光干涉减弱；…..（）2．单缝衍射中，如以白光入射，则在中央明纹两侧由里到外依次为由红到紫。………………………………………………………………………….….（）

3.可以采取减小双缝间距的办法增大双缝干涉条纹的间距。（）

4.两束光产生相干叠加的条件相位差相同，频率相同，振动方向相同。（）

5、增大天文望远镜物镜的孔径主要是为了有效地提高其成像的放大率。（）

6、自然光射入各向异性晶体时一定会发生双折射现象。（）

7、从水面、柏油路面等反射的光通常都是部分偏振光。（）

8、在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹对应的衍射角变大。（）9.在单缝衍射中，将透镜沿垂直于透镜光轴稍微向上移动时，则观察屏上的衍射

图样会移动。（）

10. 若以相位的变化相同为条件, 光在折射率为n 的介质中传播L距离,相当于光在真空中传播的距离为nL。（）

2. 为了使双缝干涉的条纹间距变大，可以采取的方法是[ ]

A. 使屏靠近双缝； C. 使两缝的间距变小；

C. 使两缝的宽度稍微变小；

D. 改用波长较小的单色光源。

3. 一束平行的自然光以60度的入射角由空气入射到平行玻璃表面上，反射光成

为完全线偏振光，则知[ ]

A 折射光的折射角为30度，玻璃的折射率为1.73

B 折射光的折射角为60度，玻璃的折射率为1.73

C 折射光的折射角为30度，玻璃的折射率为1.50

D 折射光的折射角为60度，玻璃的折射率为1.50

4．波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍

射角为30°，则缝宽的大小为 [ ]

λ=

a A . 2.λ=a B λ2.=a C λ3.=a D

5. 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旋转偏振片，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

6、在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为6a λ=的单缝上，对应于衍射角为30O 的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为

A.2 个；

B.4个；

C. 6个；

D.8个

8、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（ ）

A. 使屏靠近双缝；

B. 改用波长较小的单色光；

C. 把缝的宽度稍微调小些；

D. 使两缝间距变小。

9、光的偏振现象证实了 （ ）

A ．光具有波粒二象性；

B ．光是电磁波；

C ．光是横波；

D ．光是纵波。

10、波长为400nm的光垂直照射到每1mm有600条刻痕的光栅上，则最多能

观察到的衍射光谱的级数是（）

A. 2 级

B. 3 级

C. 4 级

D. 5 级

11、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传到B，

若A、B两点相位差为π3，则沿此路径AB的光程差为（）

λ5.1

A. λ5.1

B.λn5.1

C.λ3

D.

n

12.增大劈尖的楔角，则条纹移动的方向和条纹间距………………………（）

A远离棱边，条纹间距变小；B靠向棱边，条纹间距变小；

C远离棱边，条纹间距变大；D靠向棱边，条纹间距变大。

13.某元素特征光谱中含有波长分别为l1=450nm和l2=750nm 的光谱线。在光栅光谱中，这两种谱线有重叠现象，重叠处l2谱线的级数将是……（）

A. 3,6,9,12…..

B.2,5,8,11….

C. 2,4,6,8…..

D. 2,3,4,5…...

14、将波长为λ的平行单色光垂直投射于a=800nm的单缝上，若对应于衍射图

样的第一级暗纹的衍射角φ=π／4，那么所用光的波长为（）

（Ａ）700nm （Ｂ）750nm （Ｃ）566nm （Ｄ）555nm 15、自然光以600的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为：（）

(A) 完全偏振光且折射角是300；

(B) 部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是

300；

(C) 部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；

(D) 部分偏振光且折射角是300。

16、如右图所示，一厚度为e 光学薄膜的折射率为n 2，

其上方空间介质的折射率为n 1，其下方空间介 质的折射率为n 3，则 （ ）

(A) 若n 1＜n 2＜n 3，满足 λλk e n =+2

22 条件的反 射光增强； (B) 若n 1＞n 2＞n 3，满足 λk e n =22 条件的反射光消失；

(C) 若n 1＞n 2＜n 3，满足 λk e n =22 条件的反射光增强；

(D) 若n 1＜n 2＞n 3，满足 λλk e n =+2

22 条件的反射光增强； 17、两偏振片位置互相平行，偏振化方向夹角为30o ，一束光强为I 0的自然光

相继垂直通过两个偏振片，则透射光的光强为： （ ）

A ．80I ；

B ．830I ；

C ．430I ；

D ．430I

18、如右图所示，两列波长为的相干波在P 点相遇， S 1点的初位相是1，S 1到P 点的距离是r 1， S 2点的初位相是2，S 2到P 点的距离是r 2，以k 代表零或正、负整数，则P 点是干涉极大的条件为：

212121211221(A)r r k ;

(B)2k ;

2(r r )(C)2k ;2(r r )(D)2k -=λΦ-Φ=ππ-Φ-Φ+

=πλ

π-Φ-Φ+=πλ 19. 以下两种方法都可以提高光学仪器分辨率的是 ( )

A. 减小物镜孔径, 减小入射波长

B. 增大物镜孔径, 增大入射波长

C. 减小物镜孔径, 增大入射波长

D. 增大物镜孔径, 减小入射波长

20. 以下干涉实验属于分波振面干涉的是 ( )

λ e n 2

n 3

A. 增透膜

B. 劈尖干涉

C. 洛埃镜

D. 牛顿环

21. 以下三个图是双缝干涉（标记为1）、单缝衍射（标记为2）、光栅衍射

（标记为3）的条纹图样，则从左到右依次为 ( )

A. 321

B. 123

C. 312

D. 其它

22．波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍

射角为30°，则缝宽的大小为（ ）

λ=

a A . 2.λ=a B λ2.=a C λ3.=a D

23、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为6a λ=

的单缝上，则对应于衍射角30的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为

A.2个；

B.4个；

C.6个；

D.8个。

24、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，但明纹的亮度加强；

B.干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱；

C.干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱；

D.无干涉条纹。

25、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明

纹最远的是（ ）

A.紫光；

B.绿光；

C.黄光；

D.红光。

26.当入射光在各向同性介质界面上以布儒斯特角入射时（）

A.入射光线和折射光线互相垂直；

B.入射光线、反射光线和折射光线互相垂直；

C.反射光是线偏振光，折射光是部分偏振光；

D.反向光和折射光都是部分偏振光；

27、下列哪种措施不能提高光学仪器的分辨率（）

A.增大孔径；

B.减小入射光波长；

C.增大透镜焦距；

D.物空间充满介质

1、薄膜干涉在实际中意义最大的是等倾干涉和等厚干涉。其中牛顿环是干涉

的结果，迈克尔逊干涉仪所形成的同心圆环是干涉的结果。

2、光的干涉和现象说明光的波动性质；光的现象说明光是横波。

3、提高光学仪器分辨率的两个途径：仪器的孔径，入射光

的波长（填增大或减小）。

4．氏双缝干涉中，如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为n，厚为d的介质，则光程差的变化是；

5两偏振片夹角为30o，一束光强为I0的自然光相继通过两个偏振片，则透射光的光强是；

6.氏双缝干涉中，如在其中一条光线的传播路径上放一折射率为n，厚为d的介质，则光程差的变化是；

7 相干波的条件是、、。

8 能够说明光为横波的光学实验现象为光的现象。

9在氏双缝干涉实验中，将一折射率为n、厚度为d的透明薄片放入其中一条光线的传播路径上，则两条光线光程差的变化量为；若将该透明薄片放入迈克尔逊干涉仪的一条光路中，这条光路的光程改变量为。

10克尔逊干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时，看到条纹移过的数目为909个，

设光垂直入射到两平面镜上，则两束光的光程差变化了 ，入

射光的波长为 。

11束自然光从空气中入射到折射率为 n 的平板玻璃上，这时反射光为完全偏

振光，则入射角 i 的值为 ，反射光线与折射光线之间的夹

角为 。

12两个偏振片叠放在一起，其偏振化方向之间的夹角为60，以光强为 0I 的自

然光照射，设无吸收损失，则穿过第一个偏振片的出射光强为 ， 穿过第二个偏振片的出射光强为 。

13.牛顿环装置中的平板玻璃向下平移，则干涉图样中所有圆环将

（填“收缩” 、“扩” 或“不变”），对同一级暗环，其半径将 （填

“变大”、“不变”或“变小”）

14.光学仪器分辨率的两种途径：_________________ 和______

15波长为500nm 单色光垂直入射到光栅常数为41.010cm -?的衍射光栅上，第

一级衍射主极大所对应的衍射角为 。

16.得相干光的方法是分波面法和分振幅法，氏双缝干涉属于__________法，而薄

膜干涉属于____________法。

17.自然光在空气中以某一入射角入射到平板玻璃上，这时反射光为完全偏振光。

若折射光的折射角为30o ，则太的入射角为 ，该玻璃的折射率

为 。

18.然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为1），当折射角为030时，反射

光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于 。

19.是自然光和偏振光的混合光，让它们垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，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和线偏振光的光强比值为。

20.550nm的单色光垂直入射到光栅常数为a+b=2×10-4 cm的平面透射光栅上，可观察到谱线的最高级次为第级；共有条主极大亮纹。

21.缝干涉实验从空气移入水面之下进行，则干涉条纹间的距离将。（填变大、变小或不变）

22.为的单色光垂直入射到折射率为n厚度为e的薄膜上，薄膜放在空气中，则薄膜两表面反射（不考虑多次反射）的光线其光程差为________.

23.行单色光垂直入射在缝宽为0.1mm的单缝上，缝后有焦距为800mm的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕．现测得屏幕上中央明条纹宽度为8 mm，则入射光的波长为________nm．

24.束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上. 以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的3倍，则入射光中自然光强与线偏振光强之比为________．

25.空气射向某介质时的布儒斯特角是600, 则此介质的折射率为______．

26.衍射的光强分布由和共同决定。

1用波长为λ的单色光垂直照射宽度mm

a的单缝，缝后凸透镜的焦距

6.0

=

f。衍射屏幕上离中心点O的距离为mm

=

40

cm

=

x的P点恰为一明纹的

4.1

中心。

求：（1）该入射光的波长和P点处明纹的级次；

（2）该明纹相应单缝处的波振面被划分为多少个半波带。

2如图所示的是集成光学中的楔形薄膜，它由沉积在玻璃衬底上的氧化钽构成，

其楔形端从 A 到 B 厚度逐渐减小为零。为了测量薄膜的厚度 d ，以波长为

632.8nm λ=的激光垂直照射，

观察到薄膜楔形端（AB 段）共出现 11 条暗纹，且A 处对应于一暗纹。已知氧化钽对 632.8nm 激光的折射率为 2.21n =， 试求氧化钽薄膜的厚度 d 。

3 在半导体生产中需要测量物质A 上SiO 2薄膜的厚度，将此薄膜磨成劈尖。已知SiO 2的折射率为1.5，物质A 的折射率为1.3，用波长633nm 的光垂直照射，观察整个斜面上刚好有9条暗纹和9条明纹，求

4单缝宽 a = 0.5mm ，透镜焦距 f = 100cm ，如单色平行光垂直照射单缝，则在屏上形成衍射条纹；若在离屏上中央明条纹中心距离为 1.5mm 处的 P 点为一亮纹，求：

(1)入射光的波长；

(2)P 点条纹的级数；

(3)狭缝处的波面可分为几个半波带；

(4)中央明条纹的线宽度。

5.所学的光学知识，请举出二种测量未知光线波长的方法，并简述其基本原理。（此题10分）

6.缝的宽度为a=1.0×10-4m ，透镜焦距为0.5m ，有一与狭缝平行的屏放置在透B 2

镜的焦平面处，现用760nm 的平行单色光垂直照射，在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。（本题10分）

求：（1）中央明纹的宽度；

（2）第三级暗纹中心的位置。

7 如图，在眼镜表面镀上一层MgF 2薄膜作为增透膜。为了使垂直入射的波长为500nm 的光尽可能减少反射，试计算MgF 2薄膜的最小厚度。已知空气、玻璃、MgF 2的折射率分别为38.1,60.1,00.121===n n n 。 （本题10分）

8 在双缝实验中，入射光波长为 500 nm ，双缝距观察屏为1米，双缝之间距离为0.25mm. 用折射率n=1.5的很薄的玻璃片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第0级亮条纹刚好移动了1cm. 求玻璃片的厚度.

9 用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠谱线（波长589nm ），问平行光

在垂直入射时，最多能看见哪几级谱线？共看到几条谱线？（不考虑缺级）（本题8分）

10如图4，在眼镜表面镀上一层MgF 2薄膜作为增透膜。为了使垂直入射的波长为500nm 的光尽可能减少反射，试计算MgF 2薄膜的最小厚度。已知空气、玻璃、MgF 2的折射率分别为38.1,60.1,00.121===n n n 。 （本题8分）

2

n n

1

n 2

n n 1n 计算题 第4题图

11油轮漏出的油(n1=1.20)污染了某海域，在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污。油层厚度为e = 460nm，试问在可见光围（＝400～760nm）：

(1)飞行员从上往下观察哪些波长的光增强？(2)潜水员从下往上观察哪些波

长的光增强？

12自然光通过两个偏振化方向成60的偏振片，透射光强为

I，今在这两个偏振

1

片中间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成30，则透射光强为多少？

13光垂直照射在空气中厚度为0.4μm的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50，在可见光围求：（1）哪些波长的光在反射中增强；

（2）哪些波长的光在透射中增强；

14缝的宽度为a=1.0×10-4m，透镜焦距为0.5m，有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处，现用760nm的平行单色光垂直照射，在光屏上形成夫琅和费衍射条纹。

求：（1）中央明纹的宽度；

（2）第三级暗纹距中央的距离。

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