大学物理--波动光学题库及其答案

大学物理 波动光学

一、选择题：（每题3分）

1、在真空中波长为?的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点相位差为3?，则此路径AB的光程为 (A) 1.5??． (B) 1.5 ?? n．

(C) 1.5 n??． (D) 3??． ［ ］

2、在相同的时间内，一束波长为?的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等．

(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］

3、如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2．路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) (r2?n2t2)?(r1?n1t1)

(B) [r2?(n2?1)t2]?[r1?(n1?1)t2] (C) (r2?n2t2)?(r1?n1t1)

(D) n2t2?n1t1 ［ ］

4、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两点光振动相位差记为??，则 (A) l＝3 ? / 2，??＝3?． (B) l＝3 ? / (2n)，??＝3n?．

(C) l＝3 ? / (2n)，??＝3?． (D) l＝3n? / 2，??＝3n?． ［ ］

n 1n2 t1S1 r1 t2 Pn1 r2

S2n2 5、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n1＞n2＞n3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4?n2 e / ?． (B) 2?n2 e / ?．

(C) (4?n2 e / ?????． (D) (2?n2 e / ?????． ［ ］

?? e n3

6、如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜①②的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1＜n2＜n3．若用波长为?的单色平行光垂直入射到该薄膜上，

n1则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是

en2 (A) 2n2 e． (B) 2n2 e－? / 2 .

(C) 2n2 e－?． (D) 2n2 e－? / (2n2)． n3

［ ］

7、如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的①②上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1< n2> n3．若用波长为?的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜

n1上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是

en2 (A) 2n2 e． (B) 2n2 e－? / 2.

(C) 2n2 e－? ． (D) 2n2 e－? / (2n2)． n3

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［ ］

8在双缝干涉实验中，两缝间距为d，双缝与屏幕的距离为D(D>>d)，单色光波 长为?，屏幕上相邻明条纹之间的距离为 (A) ? D/d． (B) ?d/D．

(C) ?D/(2d)． (D) ?d/(2D)． ［ ］

9、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) 使两缝的间距变小． (C) 把两个缝的宽度稍微调窄．

(D) 改用波长较小的单色光源． ［ ］

－

10、在双缝干涉实验中，光的波长为600 nm (1 nm＝109 m)，双缝间距为2 mm，双缝与屏的间距为300 cm．在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为 (A) 0.45 mm． (B) 0.9 mm．

(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm． ［ ］

11、在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等， 则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源S向下移动到示意

S1 图中的S?位置，则

S (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变． (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变． S ? S2 (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大． (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大． ［ ］

12、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

(A) 向下平移，且间距不变． (B) 向上平移，且间距不变．

(C) 不移动，但间距改变． (D) 向上平移，且间距改变． ［ ］

13、在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕之间的距离为D (D>>d)．波长

O

为?的平行单色光垂直照射到双缝上．屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 (A) 2?D / d． (B) ? d / D．

(C) dD / ?． (D) ?D /d． ［ ］

14把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中，两缝间距离为d，双缝到屏的距离为D (D >>d)，所用单色光在真空中的波长为?，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A) ?D / (nd) (B) n?D/d．

(C) ?d / (nD)． (D) ?D / (2nd)． ［ ］

15、一束波长为?的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 (A) ????? ． (B) ? / (4n)．

(C) ????? ． (D) ? / (2n)． ［ ］

16、在牛顿环实验装置中，曲率半径为R的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触，它

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们之间充满折射率为n的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为?，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径rk的表达式为 (A) rk =k?R． (B) rk =k?R/n．

(C) rk =kn?R． (D) rk =k?/?nR?． ［ ］

17、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了

(A) 2 ( n-1 ) d． (B) 2nd． (C) 2 ( n-1 ) d+? / 2．

(D) nd．

(E) ( n-1 ) d． ［ ］

18、在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n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?，则薄膜的厚度是 (A) ? / 2． (B) ? / (2n)．

(C) ? / n． (D)

?2?n?1?． ［ ］

19、在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射在宽度为a＝4??的单缝上，对应于衍射角为30°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． ［ ］

20、一束波长为?的平行单色光垂直入射到一 D L单缝AB上，装置如图．在屏幕D上形成衍射图样， P A ?如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则

BC的长度为

(A)??????． (B) ?．

f屏(C) 3??/ 2 ． (D) 2? ． ［ ］

21、根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 (A) 振动振幅之和． (B) 光强之和．

(C) 振动振幅之和的平方． (D) 振动的相干叠加． ［ ］

22、波长为?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?=±? / 6，则缝宽的大小为

(A) ?????． (B) ?．

(C) 2?． (D) 3?? ． ［ ］

23、在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹

(A) 对应的衍射角变小． (B) 对应的衍射角变大．

(C) 对应的衍射角也不变． (D) 光强也不变． ［ ］

24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为??30°的方位上．所用单色光波长为?=500 nm，则单缝宽度为

-- (A) 2.5×105 m． (B) 1.0×10? m．

--(C) 1.0×106 m． (D) 2.5×107 ． ［ ］

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25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上，在缝后放一焦距为2.0 m的会聚透镜．已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm，则入射光波长约为 (1nm=10?9m)

(A) 100 nm (B) 400 nm

(C) 500 nm (D) 600 nm ［ ］

26、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，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，但中心强度增大． ［ ］

27、在单缝夫琅禾费衍射实验中，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． ［ ］

28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为?的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成 3个半波带，则缝宽度a等于 (A) ?． (B) 1.5??．

(C) 2??． (D) 3??． ［ ］

29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设 C L中央明纹的衍射角范围很小．若使单缝宽度a变为原 ?来的

3，同时使入射的单色光的波长?变为原来的3 / 2 a f x4，则屏幕C上单缝衍射条纹中央明纹的宽度?x将变为原来的

(A) 3 / 4倍． (B) 2 / 3倍． y (C) 9 / 8倍． (D) 1 / 2倍． O(E) 2倍． ［ ］

30、测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？ (A) 双缝干涉． (B) 牛顿环 ．

(C) 单缝衍射． (D) 光栅衍射． ［ ］

31、一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a + b)为下列哪种情况时(a代表每条缝的宽度)，k=3、6、9 等级次的主极大均不出现？ (A) a＋b=2 a． (B) a＋b=3 a．

(C) a＋b=4 a． (A) a＋b=6 a． ［ ］

32、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． ［ ］

33、对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲

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使屏幕上出现更高级次的主极大，应该

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

(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动． ［ ］

34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？

(A) 5.0×101 mm． (B) 1.0×101 mm．

--

(C) 1.0×102 mm． (D) 1.0×10 mm． ［ ］

--3

35、在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 (A) a=

1b． (B) a=b． 2

(C) a=2b． (D) a=3 b． ［ ］

36、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． ［ ］

37、如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 (A) I0 / 8． (B) I0 / 4．

(C) 3 I0 / 8． (D) 3 I0 / 4． ［ ］

38、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为 (A) I0/42 ． (B) I0 / 4．

(C) I 0 / 2． (D) 2I0 / 2． ［ ］

39、如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 (A) I0 / 8． (B) I0 / 4．

(C) 3 I0 / 8． (D) 3 I0 / 4． ［ ］

40、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 (A) 在入射面内振动的完全线偏振光． (B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光． (C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光．

(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光． ［ ］ 二、填空题：（每题4分）

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