大学物理第十二章波动光学.docx
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大学物理第十二章波动光学
第12章波动光学
、选择题
1.如T12-1-1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
质的折射率分别为片和n3,已知n1n2n3.若波长为入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)2n?
e(B)2n?
e1
2
(C)2n2(D)2n?
e-
2n2
2.女口T12-1-2图所示,
S1、S2是两个相干光源,
他们到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的一种介质;路径S2P垂直穿过一块厚度为t2的另一介质;其余部分
3.在相同的时间内,一束波长为的单色光在空气和在玻璃中
[](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
(E)
则合光照在该表面的强度为
8.相干光是指
[](A)振动方向相同、频率相同、相位差恒定的两束光
(B)振动方向相互垂直、频率相同、相位差不变的两束光
(C)同一发光体上不同部份发出的光
(D)两个一般的独立光源发出的光
9.两个独立的白炽光源发出的两条光线,各以强度I照射某一表面•如果这两条光线
同时照射此表面,则合光照在该表面的强度为
10.相干光波的条件是振动频率相同、相位相同或相位差恒定以及
[](A)传播方向相同(B)振幅相同
(C)振动方向相同(D)位置相同
ni和n2(nivn2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验
13.在杨氏双缝实验中,若用白光作光源
[](A)中央明纹是白色的
干涉条纹的情况为
(B)红光条纹较密
(D)干涉条纹为白色
(C)紫光条纹间距较大
14.在双缝干涉实验中,屏幕E上的P点处是明条纹•若将缝S2盖住,并在S,S2连
线的垂直平面出放一反射镜M,如图所示,则此时
[](A)P点处仍为明条纹
(B)P点处为暗条纹
(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹
(D)无干涉条纹T12-1-14图
15.在双缝干涉实验中,入射光的波长为,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2.5,则屏上原来的明纹处
(B)变为暗条纹
(D)无法确定是明纹还是暗纹
[](A)仍为明条纹
(C)既非明条纹也非暗条纹
18.在杨氏双缝实验中,若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住,干涉条纹的变化情况是
21.有两个几何形状完全相同的劈形膜:
一个由空气中的玻璃形成玻璃劈形膜;一个由玻璃中的空气形成空劈形膜•当用相同的单色光分别垂直照射它们时,从入射光方向观察到干涉条纹间距较大的是
(B)明纹间距逐渐变小,并向劈棱移动
(C)明纹间距逐渐变大,并向劈棱移动
(D)
明纹间距逐渐变大,并背向劈棱移动
24.两块平玻璃板构成空气劈尖,左边为棱边,用单色平行光垂直入射•若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的
[](A)间隔变小,并向棱边方向平移(B)间隔变大,并向远离棱边方向平移
(C)间隔不变,向棱边方向平移(D)间隔变小,并向远离棱边方向平移
25.检验滚珠大小的干涉试装置示意如T12-1-25(a)图.S为光源,L为汇聚透镜,M
为半透半反镜.在平晶Ti、T2之间放置A、B、C三个滚珠,其中A为标准,直径为do•用波长为的单色光垂直照射平晶,在M上方观察时观察到等厚条纹如T12-1-25(b)图所示,
轻压C端,条纹间距变大,则B珠的直径d1、C珠的直径d2与d0的关系分别为:
26•如T12-1-26(a)图所示,一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖,用波
长=500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射.看到的反射光的干涉条纹如T12-1-26(b)图所
示.有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部
分的切线相切.则工件的上表面缺陷是
27.设牛顿环干涉装置的平凸透镜可以在垂直于平玻璃的方向上下移动,当透镜向上
平移(即离开玻璃板)时,从入射光方向可观察到干涉条纹的变化情况是
[](A)环纹向边缘扩散,环纹数目不变(B)环纹向边缘扩散,环纹数目增加
(C)环纹向中心靠拢,环纹数目不变(D)环纹向中心靠拢,环纹数目减少
28.牛顿环实验中,透射光的干涉情况是
[](A)
中心暗斑,
条纹为内密外疏的同心圆环
(B)
中心暗斑,
条纹为内疏外密的同心圆环
(C)
中心亮斑,
条纹为内密外疏的同心圆环
(D)
中心亮斑,
条纹为内疏外密的同心圆环
(平凸透镜的平面始终保
29.在牛顿环装置中
若对平凸透镜的平面垂直向下施加压力
持与玻璃片平行),则牛顿环
[](A)
向中心收缩
中心时为暗斑,时为明斑,明暗交替变化
H1H1
(B)
向中心收缩
中心处始终为暗斑
(C)
向外扩张,
中心处始终为暗斑
(D)
向中心收缩
中心处始终为明斑
T12-1-29图
30.关于光的干涉,下面说法中唯一正确的是
[](A)在杨氏双缝干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为一
2
(B)在劈形膜的等厚干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为一
2
(C)当空气劈形膜的下表面往下平移时,劈形膜上下表面两束反射光的光程差
2
将增加一
2
(D)牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉
31.根据第k级牛顿环的半径rk、第k级牛顿环所对应的空气膜厚dk和凸透镜之凸面
半径R的关系式dk工可知,离开环心越远的条纹
2R
[](A)对应的光程差越大,故环越密(B)对应的光程差越小,故环越密
(C)对应的光程差增加越快,故环越密(D)对应的光程差增加越慢,故环越密
32.
如果用半圆柱形聚光透镜代替牛顿环实验中的平凸透镜放在平玻璃上,则干涉条纹的形状[](A)为内疏外密的圆环
(B)为等间距圆环形条纹(C)为等间距平行直条纹
(D)为以接触线为中心,两侧对称分布,明暗相间,内疏外密的一组平行直条纹
33.劈尖膜干涉条纹是等间距的,而牛顿环干涉条纹的间距是不相等的•这是因为:
[](A)牛顿环的条纹是环形的(B)劈尖条纹是直线形的
(C)平凸透镜曲面上各点的斜率不等(D)各级条纹对应膜的厚度不等
34•如T12-1-34图所示,一束平行单色光垂直照射到薄膜上,经上、下两表面反射的
光束发生干涉.若薄膜的厚度为e,且ni
35.用白光垂直照射厚度折射率为n1,薄膜下面的媒质折射率为n3•则反射光中可看到的加强光的波长为:
增大棱边长度
换用折射率较小的液体
37.欲使液体(n>1)劈形膜的干涉条纹间距增大,可采取的措施是:
](A)增大劈形膜夹角(B)
(C)换用波长较短的入射光(D)
38.若用波长为的单色光照射迈克尔逊干涉仪,并在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放
入厚度为I、折射率为n的透明薄片•放入后,干涉仪两条光路之间的光程差改变量为
[](A)(n-1)I(B)nl(C)2nl(D)2(n-1)1
39.若用波长为的单色光照射迈克尔逊干涉仪,并在迈克尔逊干涉仪的一条光路中
放入一厚度为I、折射率为n的透明薄片,则可观察到某处的干涉条纹移动的条数为[](A)4(n1)-(B)(C)2(n1)-(D)(n1)丄
40.如图所示,用波长为的单色光照射双缝干涉实验装置,若将一折射率为n、劈
角为的透明劈尖b插入光线2中,则当劈尖b缓慢向
上移动时(只遮住S2),屏C上的干涉条纹
[](A)间隔变大,向下移动
(B)间隔变小,向上移动
(C)间隔不变,向下移动
(D)
间隔不变,向上移动
41.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
[
](A)振动振幅之和
(C)光强之和
(B)振动振幅之和的平方
(D)振动的相干叠加
42.无线电波能绕过建筑物,而可见光波不能绕过建筑物.这是因为
[
](A)无线电波是电磁波
(B)光是直线传播的
(C)无线电波是球面波
(D)光波的波长比无线电波的波长小得多
43.光波的衍射现象没有显著,这是由于
[
](A)光波是电磁波,声波是机械波
(B)光波传播速度比声波大
(C)光是有颜色的
(D)光的波长比声波小得多
光强度取决于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的
=5/2则该点为
第五级暗纹
第五级明纹
45.在单缝衍射中,若屏上的P点满足asin
](A)第二级暗纹(B)
(C)第二级明纹(D)
46.在夫琅和费单缝衍射实验中,欲使中央亮纹宽度增加,可采取的方法是[](A)换用长焦距的透镜(B)换用波长较短的入射光
(C)增大单缝宽度
(D)将实验装置浸入水中
47.夫琅和费单缝衍射图样的特点是
[](A)各级亮条纹亮度相同
(B)各级暗条纹间距不等
(C)中央亮条纹宽度两倍于其它亮条纹宽度
(D)当用白光照射时,中央亮纹两侧为由红到紫的彩色条纹
48.在夫琅和费衍射实验中,对给定的入射单色光,当缝宽变小时,除中央亮纹的中心位置不变,各衍射条纹
[](A)对应的衍射角变小(B)对应的衍射角变大
(C)对应的衍射角不变(D)光强也不变
49.一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝
在屏幕E上形成衍射图样.如果P是中央亮纹一侧第-
AB上,装置如T12-1-49图所示,
个暗纹所在的位置,则BC的长度为
[](A)(B)-
2
3c
(C)(D)2
2
50.在单缝夫琅和费衍射实验中,若增大缝宽,其它条件不变,则中央明纹
[](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
51.在如T12-1-51图所示的在单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很
小.若单缝a变为原来的
3
-,同时使入射的单色光的波长
2
3
变为原来的-,则屏幕E上的单缝衍射条纹中央明纹的
4
宽度△x将变为原来的
T12-1-51图
[](A)44倍
4
291
(B)-倍(C)9倍(D)-倍
382
52.一单缝夫琅和费衍射实验装置如T12-1-52图所
示,L为透镜,E为屏幕;当把单缝向右稍微移动一点时,衍射图样将
[](A)向上平移(B)向下平移
(C)不动(D)消失
T12-1-52图
53.在T12-1-53图所示的单缝夫琅和费衍射实验中,方向稍微平移,则
[](A)衍射条纹移动,条纹宽度不变
(B)衍射条纹移动,条纹宽度变动
(C)衍射条纹中心不动,条纹变宽
(D)衍射条纹不动,条纹宽度不变
54.在T12-1-54图所示的单缝夫琅和费衍射实验中,单缝沿x轴正向作微小移动,则屏幕E的中央衍射条纹将
[](A)变窄,同时上移
(B)变窄,同时下移
(C)变窄,不移动
(D)变宽,同时上移
将单缝K沿垂直光的入射光(x轴)
T12-1-53图
将单缝宽度a稍稍变宽,同时使
L2■
T12-1-54图
(C)4条(D)5条
55.在T12-1-55图所示的单缝夫琅和费衍射实验中,将单缝宽度a稍稍变窄,同时使
会聚透镜L2沿x轴正方向作微小移动,则屏幕央衍射条纹将
[](A)变宽,同时上移
(B)变宽,同时下移
(C)变宽,不移动
(D)变窄,同时上移
56.一衍射光栅由宽300nm、中心间距为直照射时,屏幕上最多能观察到的亮条纹数为:
[](A)2条(B)3条
57.白光垂直照射到每厘米有5000条刻痕的光栅上,若在衍射角=30。
处能看到某
一波长的光谱线,则该光谱线所属的级次为
[](A)1
(B)2
(C)3
(D)4
58.波长为的单色光垂直入射于光栅常数为
d、缝宽a、总缝数为N的光栅上.取
k0,1,2,……,则决定出现主级大的衍射角的公式可写成
59.一衍射光栅对某一定波长的垂直入射光,在屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕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光栅
(C)将光轴向靠近屏幕的方向移动(D)将光轴向远离屏幕的方向移动
60.为测量一单色光的波长,下列方法中最准确的是()实验.
[](A)双缝干涉(B)牛顿环干涉(C)单缝衍射(D)光栅衍射
61.一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
62.在光栅光谱中,假设所有的偶数极次的主级大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么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[](A)a=b(B)a=2b(C)a=3b(D)b=2a
63.若用衍射光栅准确测量一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选那一种最好?
11
[](A)1.010mm(B)5.010mm
23
(C)1.0102mm(D)1.0103mm
64.在一光栅衍射实验中,如果光栅、透镜均与屏幕平行,则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时,能观察到的光谱线的最高级数k[](A)变小(B)变大(C)不变(D)改变无法确定
65.在一光栅衍射实验中,若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多,则在入射光波长一定的情况下,光栅的
[](A)光栅常数越小(B)衍射图样中亮纹亮度越小
(C)衍射图样中亮纹间距越小(D)同级亮纹的衍射角越小
66.以平行可见光(400nm〜700nm)照射光栅,光栅的第一级光谱与第二级光谱将会出现什么现象?
[](A)在光栅常数取一定值时,第一级与第二级光谱会重叠起来
(B)不论光栅常数如何,第一级与第二级光谱都会重合
(C)不论光栅常数如何,第一级与第二级光谱都不会重合
(D)对于不同光栅常数的光栅,第一级与第二级光谱的重叠范围相同
67.用单色光照射光栅,屏幕上能出现的衍射条纹最高级次是有限的.为了得到更高衍射级次的条纹,应采用的方法是:
[](A)改用波长更长的单色光(B)将单色光斜入射
(C)将单色光垂直入射(D)将实验从光密媒质改为光疏媒质
68.已知一衍射光栅上每一透光狭缝的宽度都为a,缝间不透明的那一部分宽度为b;
若b=2a,当单色光垂直照射该光栅时,光栅明纹的情况如何(设明纹级数为k)?
[
](A)
满足k
=2n的明条纹消失
(n=1、2、
...)
(B)
满足k=
=3n的明条纹消失
(n=1、2、
...)
(C)
满足k=
=4n的明条纹消失
(n=1、2、
...)
(D)
没有明条纹消失
69.用波长为的光垂直入射在一光栅上
发现在衍射角为
处出现缺级,则此光栅
上缝宽的最小值为
2
[](A)(B)
sinsin
(C)
2sin
(C)
2sin
(D)
70.一束平仃光垂直入射在一衍射光栅上
当光栅常数(a
b)为下列哪种情况时(a
为每条缝的宽度,b为不透光部分宽度),k=
:
3、6、9等级次的主极大均不出现.
[](A)ab2a
(B)ab3a
(C)ab4a
(D)ab6a
71.在双缝衍射实验中,若保持双缝Si和S2的中心之间的距离d不变,而把两条缝的宽
度a略为加宽,则
[](A)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少
(B)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多
(C)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变
(D)
单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少
73.把两块偏振片紧叠在一起放置在一盏灯前,并使其出射光强变为零.当把其中一块
偏振片旋转180°时,出射光强的变化情况是
[](A)光强由零逐渐变为最大
(B)光强由零逐渐增为最大,然后由最大逐渐变为零
(C)光强始终为零
(D)光强始终为最大值
74.
自然光通过两个主截面正交的尼科尔棱镜后,透射光的强度为
76.在双缝干涉实验中,用单色光自然光在屏上形成干涉条纹.若在两缝后面分别放置
一块偏振片,且两偏振片的偏振化方向相互垂直,则
[
](A)
干涉条纹间距不变
,但明条纹亮度加强
(B)
干涉条纹间距不变
,但明条纹亮度减弱
(C)
干涉条纹间距变窄
,且明条纹亮度减弱
(D)
无干涉条纹
77.有两种不同的媒质,第一媒质的折射率为ni,第二媒质的折射率为n2;当一束自
然光从第一媒质入射到第二媒质时,起偏振角为i。
;当自然光从第二媒质入射到第一媒质
时,起偏振角为i•如果io>i,则光密媒质是
[](A)第一媒质(B)第二媒质
(C)不能确定(D)两种媒质的折射率相同
78.设一纸面为入射面•当自然光在各向同性媒质的界面上发生反射和折射时,若入
射角不等于布儒斯特角,反射光光矢量的振动情况是
[](A)平行于纸面的振动少于垂直于纸面的振动
(B)平行于纸面的振动多于垂直于纸面的振动
(C)只有垂直于纸面的振动
(D)只有平行于纸面的振动
79.自然光以60的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时,反射光为
线偏振光,则
[](A)折射光为线偏振光,折射角为
(B)折射光为部分线偏振光,折射角为
(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定
(D)折射光为部分线偏振光,折射角不能确定
80.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,则反射光是
[](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)垂直于入射面的振动的完全偏振光
(D)
T12-1-82图
垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光
81.一束自然光由空气射向一块玻璃,入射角等于布儒斯特角
](A)自然光
(B)完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面
(C)完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面
(D)部分偏振光
82.
强度为Io的自然光经两个平行放置的偏振片后,透射光的
强度变为Io/4,由此可知,这两块偏振片的偏振化方向夹角是
[](A)30°(B)45°
(C)60°(D)90°
83.起偏器A与检偏器B的偏振化方向相互垂直,偏振片C位
于A、B中间且与A、B平行,其偏振化方向与A的偏振化方向成30°夹角.当强度为I的自然光垂直射向A片时,最后的出射光强为
[](A)0(B)I/2
(C)I/8(D)以上答案都不对
84.一束光强为Io的自然光相继通过三块偏振片Pi、P2、P3
后,其出射光的强度为I=10/&已知Pi和P3的偏振化方向相互垂直.若以入射光线为轴转动P2,问至少要转过多少角度才能出射光的光强度为零?
[](A)30°(B)45°(C)60°(D)90°
85.光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片,他们的偏振化
T12-1-83图
方向之间的夹角
60•设偏振片没有吸收,则出射光强I与入射光强I。
之比为
B
T12-1-87图
86.
两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动时,投射光强度发生的变化为:
[](A)光强单调增加
(B)光强先增加,后又减小至零
(C)光强先增加,后减小,再增加
(D)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零
87.如T12-1-87图所示,ABCD一块方解石的一个截面,AB
垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线•光轴的方向在纸面内与
AB成一锐角.一束平行的单色自然光垂直于AB端面入射.在方解石内折射光分为0光和e光,0光和e光的
[](A)传播方向相同,电场强度的振动方向相互垂直
(B)传播方向相同,电场强度的振动方向不相互垂直
(C)传播方向不同,电场强度的振动方向相互垂直
(D)传播方向不同,电场强度的振动方向不相互垂直
一束自然光通过一偏振片后,射到一块方解石晶体上,入射角为i0.关于折射光,下列的说法正确的是[](A)是是e光,偏振化方向垂直于入射面
(B)是e光,偏振化方向平行于入射面
(C)是0光,偏振化方向平行于入射面
(D)是O光,偏振化方向垂直于入射面
88.用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则
[](A)干涉条纹的宽度将发生改变
(B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹
(C)干涉条纹的亮度将发生改变
(D)不产生干涉条纹
89.在扬氏双缝实验中,屏幕中央明纹处的最大光强是该位置处的光强变为12.则I1:
I2为
[](A)1(B)2(C)3
、填空题
1.如T12-2-1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
和门3,已知m门2讥,若用波长为入的单色平行光垂
直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下表面反射的光束(用
|1.当其中一条缝被盖住时,
(D)4
T12-2-1图
①与②示意)的光程差是
2.真空中波长=400nm的紫光在折射率为n=1.5的媒质中从A点传到B点时,光
振动的相位改变了5,该光从A到B所走的光程为
3.如T12-2-3图所示,两缝S1和S2之间的距离为d,介质的折射率为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
4.如T12-2-4图所示,在双缝干涉实验中SS=S9用波长为的光照射双缝S1和9,通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹.已知P点处为第三级明条纹,则3和®到P点的光程差为•若将整个装置放于某种
T12-2-3图
T12-2-4图
透明液体中,P点为第四级明条纹,则该液体的折射率n
5.两条狭缝相距2mm,离屏300cm,用600nm的光照射时,干涉条纹的相邻明纹间距
为mm?
6.将一块很薄的云母片(n=1.58)覆盖在扬氏双缝实验中的一条缝上,这时屏幕上的中
央明纹中心被原来的第7级明纹
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- 大学物理 第十二 波动 光学