波动光学 习题
1. 当光从光疏媒质射向光密媒质时 A. 反射光有半波损失 B. 入射光有半波损失 C. 透射光有半波损失 D. 入射、反射、透射光均无半波损失 第十章 波动光学 （一）选择题 2. 在折射率为 n1 的光学元件表面镀一层 折射率为 n2（ n2 < n1 ）的增透膜，为使 波长为的入射光透射最多，其厚度是 en2 n1 反射减弱： 3.在双缝干涉实验中，入射光波长为 ，用 玻璃纸遮住其中一缝，若玻璃纸中光程比相 同厚度的空气大 ，则屏上原0级明纹处 A.仍为明条纹 B.变为暗条纹 C.非明非暗 D.无法确定 注意：原光程差是 明条纹 现光程差是 暗条纹 S1 S2 4.4. 根据惠更斯根据惠更斯- -菲涅耳原理，若已知光菲涅耳原理，若已知光 在某时刻的波阵面为在某时刻的波阵面为S S，则则S S的前方某点的前方某点P P 的光强决定于波阵面的光强决定于波阵面S S上所有面积元发出上所有面积元发出 的子波各自传到的子波各自传到P P点的点的()() A.A.振动振幅之和振动振幅之和 B.B.B.B.光强之和光强之和 C.C.振动振幅和的平方振动振幅和的平方 D.D.振动的相干叠加振动的相干叠加 A.3A.3个个 B.4B.4个个 C.5C.5个个 D.8D.8个个 5.5.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 的平行光垂直入射宽度 的平行光垂直入射宽度 的单缝，的单缝， 对应于衍射角对应于衍射角3030的方向，单缝处波面的方向，单缝处波面 可分成的半波带数目为可分成的半波带数目为 注意： 半波带数目是 6.6.在光栅夫琅和费衍射实验中，单色平在光栅夫琅和费衍射实验中，单色平 行光由垂直射向光栅改变为斜入射光栅行光由垂直射向光栅改变为斜入射光栅 ，观察到的光谱线，观察到的光谱线 A.A.最高级次变小，条数不变最高级次变小，条数不变 B.B.最高级次变大，条数不变最高级次变大，条数不变 C.C.最高级次变大，条数变多最高级次变大，条数变多 D.D.最高级次不变，条数不变最高级次不变，条数不变 7.7.马吕斯定律以公式来表示为 马吕斯定律以公式来表示为 。式中 是线偏振光的振动方向和检偏器。式中 是线偏振光的振动方向和检偏器 偏振化方向之间的夹角， 是（）偏振化方向之间的夹角， 是（） A.A.自然光的光强自然光的光强 B.B.线偏振光的光强线偏振光的光强 C.C.部分偏振光的光强部分偏振光的光强 D.D.透过检偏器后透射光的光强透过检偏器后透射光的光强 8.8.设有自然光入射，当两偏振片的偏振化设有自然光入射，当两偏振片的偏振化 方向之间的夹角由方向之间的夹角由3030变为变为4545时，则通时，则通 过检偏器后透射光的强度之比 过检偏器后透射光的强度之比 为为 A.A.3/2 B.2/3 C.1/3 D.33/2 B.2/3 C.1/3 D.3 9.9.一束光强为一束光强为 的自然光垂直穿过两个偏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振片，且此两偏振片的偏振化方向成4545 角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿 过两个偏振片后的光强过两个偏振片后的光强 为为 A.A. B. C. D. B. C. D. A.A. ，线偏振光，线偏振光 B. B. ，自然光自然光 C. C. ，部分偏振光部分偏振光 D. D. ，线偏振光线偏振光 10.10.一束光线由空气射向玻璃，没有检测一束光线由空气射向玻璃，没有检测 到反射光，那么入射光到反射光，那么入射光 2. 如图所示，在杨氏双缝实验中，若用红 光做实验，则相邻干涉条纹间距比用紫光 做实验时相邻干涉条纹间距，若在光 源S2右侧光路上放置一薄 玻璃片，则中央明纹将 向移动。 （二）填空题 1. 真空中的波长 为的单色光在折射率为 的媒质中由A点传到B点时间周改变量为 ，则光程的改变量为，光从A传到B 所走过的几何路程为。 S1 S2 大 下 3.3.如图所示在单缝的夫琅和费衍射中波长如图所示在单缝的夫琅和费衍射中波长 的单色光垂直入射在单缝上，若对应于的单色光垂直入射在单缝上，若对应于 会聚在会聚在P P点的衍射光线在缝宽点的衍射光线在缝宽a a处的波阵处的波阵 面恰好分成面恰好分成3 3个半波带，图中个半波带，图中 ， 则光线则光线1 1和和2 2在在p p点的位相差为点的位相差为_。 a A C D B 1 1 2 2 3 3 4 4 4. 波长为 的平行单色光垂直照射到劈尖 薄膜上，劈尖薄膜的折射率为 ，第二条 明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差 是。 5. 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。 6. 6. 在单缝夫琅和费衍射中，若衍射角增在单缝夫琅和费衍射中，若衍射角增 大，则菲涅尔半波带的数目大，则菲涅尔半波带的数目，半波带 的面积，各级条纹的亮度随级数的增 大而 7. 7. 测量单色光的波长时，下列方法中哪一测量单色光的波长时，下列方法中哪一 个方法最为准确？个方法最为准确？ （A A）双缝干涉双缝干涉 （B B）牛顿环牛顿环 （C C）单缝衍射单缝衍射 （D D）光栅衍射光栅衍射 8.8.以每毫米有以每毫米有500500条刻痕的衍射光栅观察条刻痕的衍射光栅观察 波长为波长为4.80104.8010-7 -7m m的光波的衍射条纹， 的光波的衍射条纹， 则光栅的光栅常数为则光栅的光栅常数为_，当光线，当光线 垂直入射时，最多可观察到垂直入射时，最多可观察到_条亮纹条亮纹 。 210-6m 9 9.9.利用光在两种媒质分界面上利用光在两种媒质分界面上_和和 _或利用光在各向异性晶体中的或利用光在各向异性晶体中的 _和和_均可从自然光中获均可从自然光中获 得线偏振光。通常使用的偏振片就是利用得线偏振光。通常使用的偏振片就是利用 晶体的晶体的_制成的，尼科耳棱镜也制成的，尼科耳棱镜也 是获得线偏振光的仪器。它主要利用晶体是获得线偏振光的仪器。它主要利用晶体 对光的对光的_现象。现象。 反射 折射 二向色性 二向色性 双折射 双折射 10.10.偏振片既能作起偏器，也能作检偏器偏振片既能作起偏器，也能作检偏器 。以偏振片作检偏器时，若以入射光为轴。以偏振片作检偏器时，若以入射光为轴 线转动偏振片，当入射光为自然光时，则线转动偏振片，当入射光为自然光时，则 透射光强透射光强_，当入射光为线偏振光时，当入射光为线偏振光时 ，透射光强由，透射光强由_ _ 到到_ _ 周期性变化周期性变化 。 不变 明(暗)暗(明) 11.11.一束平行的自然光，以一束平行的自然光，以6060角入射到角入射到 玻璃表面上，若反向光束是完全偏振的，玻璃表面上，若反向光束是完全偏振的， 则透射光束的折射角是；玻璃的折射则透射光束的折射角是；玻璃的折射 率是为。率是为。 30 1.73 12.12.将折射率将折射率n=1.4n=1.4的透明薄膜放入迈克尔的透明薄膜放入迈克尔 逊干涉仪的一臂时，产生逊干涉仪的一臂时，产生7 7个条纹移动，个条纹移动， 薄膜的厚度是薄膜的厚度是 。（设。（设 600600nmnm） M1 M2 L2 L1 没放薄膜时：没放薄膜时： 放入薄膜时：放入薄膜时： （三）计算题 1. 两种厚度均为 的透明薄膜， 将它们分别放在杨氏双缝后，干涉条纹移动 20个条纹，照射光波长为 ，求 两薄片折射率之差。 S1 S2 明纹条件： k 解： 2.2.波长为波长为600600nmnm的单色光垂直入射到宽度为的单色光垂直入射到宽度为 a=0.10mma=0.10mm的单缝上，观察夫琅和费衍射图样的单缝上，观察夫琅和费衍射图样 ，透镜焦距，透镜焦距f=1.0mf=1.0m，屏在透镜的焦平面处，屏在透镜的焦平面处， 求：求： (1)(1)中央衍射明条纹的宽度中央衍射明条纹的宽度 ； (2)(2)第二级暗纹离透镜焦点的距离第二级暗纹离透镜焦点的距离 。 3.3.波长波长600600nmnm的单色光垂直入的单色光垂直入射射光栅，第光栅，第2 2级主极级主极 大衍射角是大衍射角是3030 0 0 ，第3级缺级，试求 1光栅常数； 2光栅上狭缝的最小宽度； 3按上述选定的a,b值，屏上实际呈现条纹级次。 解：1 2 3 实际呈现条纹级次: 4. 用波长500nm单色光垂直照射由两块光学平玻璃构 成的空气劈尖上，观察反射光的干涉现象，距劈尖棱边 1.56cmA处是从棱边算起的第四个暗条纹中心。 （1）此空气劈尖的劈尖角； （2）改用600nm的单色光，A处是明暗？ （3）在第（2）问时棱边到A有几明几暗？A ek lk 5.5.以波长以波长400400nm760nmnm760nm的白光垂直照射在光栅上的白光垂直照射在光栅上 ，在它的衍射光谱中，第二级和第三级发生重，在它的衍射光谱中，第二级和第三级发生重 叠，问第二级光谱被重叠的波长范围是多少？叠，问第二级光谱被重叠的波长范围是多少？ 解： 6.6.一束光由自然光和线偏振光混合组成，当光束一束光由自然光和线偏振光混合组成，当光束 通过一理想的旋转偏振片时发现透射光的强度取通过一理想的旋转偏振片时发现透射光的强度取 决于偏振片的取向，且透射光的相对强度可以从决于偏振片的取向，且透射光的相对强度可以从 1 1变化到变化到5 5。求入射光束中两种光的强度各占入射。求入射光束中两种光的强度各占入射 光强度的几分之几？光强度的几分之几？ 解：设自然光的光强为 ，线偏振光的为 取相对强度最大则：有
