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大学物理(波动光学知识点总结)
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大学物理波动光学题库及答案
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大学物理波动光学1一、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)1.5n??.(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))()(111222tnrtnr???(B)])1([])1([211222tnrtnr?????(C))()(111222tnrtnr???(D)1122tntn?[]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?.[]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?n2e/?.(B)2?n2e/?.(C)(4?n2e/?????.(D)(2?n2e/?????.[]6、如图所示,折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜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,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A)2n2e.(B)2n2e-?/2.(C)2n2e-?.(D)2n2e-?/(2n2).[]7、如图所示,折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜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,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A)2n2e.(B)2n2e-?/2.(C)2n2e-?.(D)2n2e-?/(2n2).PS1S2
r1n1n2t2r2t1n1n2n3e??n2n1n3e①②n2n1n3e①②大学物理波动光学2[]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600nm(1nm=10-9m),双缝间距为2mm,双缝与屏的间距为300cm.在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A)0.45mm.(B)0.9mm.(C)1.2mm(D)3.1mm.[]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向下移动到示意图中的S?位置,则(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.(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OS1S2SS?大学物理波动光学3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=Rk?.(B)rk=nRk/?.(C)rk=Rkn?.(D)rk=??nRk/?.[]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)??12?n?.[]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单缝AB上,装置如图.在屏幕D上形成衍射图样,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)?.(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?=500nm,则单缝宽度为(A)2.5×10-5m.(B)1.0×10-?m.(
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3秒自动关闭窗口物理波动光学问题二则18．用波长为600nm单色光垂直照射一狭缝,缝后置一焦距为3m的透镜,在焦平面上成像,测得中央亮纹
物理波动光学问题二则18．用波长为600nm单色光垂直照射一狭缝,缝后置一焦距为3m的透镜,在焦平面上成像,测得中央亮纹的宽度为3mm,那么此单缝的宽度为：A．3mm B．2.4mm C．1.2mm D．0.6mm E．以上答案均不对19．用波长为600nm和400nm的两种单色光分别做单缝衍射实验,且实验装置相同.若测得600nm光束的中央亮纹宽度为3mm,则400nm光束的中央亮纹宽度为：A．1.5mm B． 2mm C． 3mm D．4mm E．以上答案均不对答案分别是C,B.书上没有相关公式,希望得到详细回答,谢谢!
18.若设波长为λ,狭缝宽d,衍射角θ 根据波动光学,单缝衍射光强分布为 I=(sin α/α)^2 (这是相对最大光强的强度）
其中,α是宗量, α=(πd sin θ/λ)中央亮纹半角宽定义为中央亮纹两端一级暗纹间距（小角度时Δθ≈sin θ）之半 令α=π可得 Δθ≈sin Δθ=λ/d 在透镜后焦面上,中央明纹宽 Δx≈2f*Δθ=2λf/d 代入数据得 d=2λ/Δxf=(2*6e-7*3)/3e-3m=1.2mm 选C19.同上,Δx∝λ 因此,400nm光的中央亮纹宽是600nm光的2/3,即2mm 选B
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与《物理波动光学问题二则18．用波长为600nm单色光垂直照射一狭缝,缝后置一焦距为3m的透镜,在焦平面上成像,测得中央亮纹》相关的作业问题
平凸透镜慢慢地垂直向上移动,光程差增加,从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d的移动过程中,光程差增加了2d,每变化一个波长,条纹数目变化一个,这是波动光学的基础,所以,移过视场中某固定观察点的条纹数目等于2d/λ . 再问： ??????????????????????so easy 再答： ????????????
由此处原本就是暗条纹,我们可以知道,两反射光的波长差为λ/2+nλ,也是两倍该点到地面的距离2LSinθ sinθ=(λ/2+nλ)/(2L) 增大θ,再次出现暗条纹,则波长差为3λ/2＝2LSinθ sinθ=[λ/2+(n+1)λ]/(2L) 由于θ很小,所以,sinθ近似等于θ 所以,△θ＝△Sinθ＝λ/2L
d=2×10－4cm=2000nmd•sinθ= n•λsinθ=n•λ/dsinθ
则光栅常数d= 微米＝2.5微米,d＝k最大*波长,所以k最大＝d/波长＝5,但是这一条看不见,应该取最大为4d*sin角＝波长,所以sin角＝0.2,角＝arcsin0.2
(1) 光栅方程 dsinφ =kλ,已知φ =30度,k=3,λ=500nm,于是光栅常数d=3000nm(2) 缺了个条件,入射光应该是自然光,出射光强为 (sinθcosθ)^2 ×i0/2,角度θ=45度时光强最大(3) 空气劈尖情况要考虑半波损失,棱边处为第一级暗条纹1.A处级次k=3,根据等厚干涉公式,膜厚
这么简单的问题:列两个方程2d1+x/2=(2k1+1)x/22d2+x/2=(2k2+1)x/2而k2=k1+1,d2-d1=x/2.Lsintheta1=d1Lsintheta2=d2解以上方程即得theta2-theta1.广西大学物理学院陆..
因为力的效果是一样的,都使物体运动了S,所以W1=W2上：F1=1/2F阻,动滑轮上面那个线的拉力加下面那跟线的拉力等于了F阻,又上下两个力相等,故F1=1/2F阻下：F2=2F阻,理由同上面由F阻不变得到F1=1/4F2
由于是垂直照射,和折射率没有关系,由于光波长正好为油膜一半的时候会干涉消减所以：油膜的厚度约为250nm与350nm之间
5级明纹就是差了5*600nm=3000nm光程差.缝间距a,a sin18=3000nm,得a=9708nm1mm/9708nm=103条.最大角度的衍射光程差也不会超过a.9708nm/600nm=16.18,所以最多16级.
5λ/4n 是对的!3λ/（2n）也是对的!不同的是二者的环境不同,记数方法也有差别!第一种有半波损失,第一、二种没有半波损失! 再问： 您好，能告诉我一下第一题的解答过程么？我就会第二题
光的干涉出现暗条纹的地方是光程差等于半波长偶数倍的地方,亮条纹是光程差等于半波长奇数倍的地方.1）由题意可知在A处光程差为4倍的波长,列：6*（1/2）*500nm＝1.56cm*θ,解得θ即可（θ～tanθ）2）在A处的光程差＝1.56cm*θ＝6*（1/2）*500nm,若改成600nm波长,则N*（1/2）*60
是一个五角星，这是小孔成像原理，也就是光的直线传播，光屏的实像与本身的大小和物距与像距成同等比例，事实所呈的象是倒着的。具体的原理我找了找，应该是这样的：光源的远近、强弱和小孔、像屏的远近之间的关系，指出像屏近孔的时候像小，远孔的时候像大；烛距孔远的时候像小，近孔的时候像大；像小就亮，像大就暗；烛虽近孔，但是光弱，像也
在中心处的两束光的光程差是s=（n1-n2）e所以对应的相位差就是2πs/y
没看到图 但应该选B 这是空气膜干涉
可以参考下边做
光程的意思就是光走过的路径与经过的物质的折射率的乘积.既然厚度是e,折射率是1.5.那你下表面的反射光要从上表面走到下表面再回到上表面,走两个厚度的路程,再乘以折射率就是2*e*1.5=3e.下表面反射光比上表面反射光多走了3e的光程,多走的光程就是光程差.
公式：但是无须用这个公式.因为空气厚度差每半个波长就会产生一个条纹.所以,对应厚度为300*4=1200nm, 再问： 能不能给我详细解释下呢？那个公式是什么意思，代表什么物理量？ 再答： R代表球半径，Dm代表第m个环直径，最后一个参量是波长。再问： 好吧，你还是解释下为什么每半个波长就会产生一个条纹？ 再答： 我想
牛顿环是等厚干涉,根据等厚干涉明条纹公式2nhcosa+λ/2=kλ,劈尖是空气形成的,n=1入射角是垂直入射的a=90,λ=600是波长.对于第二个k=2,对于第5个,k=5代入有2h1=1.5*.5*600两式相减高度差Δh=3*600/2=900nm!
由牛顿环的干涉公式：显然 ； 再问： 能不能讲得详细一点~~谢谢您。。为什么呢?