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“物理光学”练习题1.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有（C）A.如果增大单缝到双缝间的距离，x 将增大B.如果增大双缝之间的距离，x 将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离，x 将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，x 将增大2.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为 n=1.5，所要消除的紫外线的频率为 8.11014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？解：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 1/2。紫外线在真空中的波长是=c/=3.710-7m，在膜中的波长是/=/n=2.4710-7m，因此膜的厚度至少是 1.210-7m。3.平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有（AB）A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的解：从课本上的图片可以看出：A、B 选项是正确的，C、D 选项是错误的。4.为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为 550m，电视台用的电磁波波长为 0.566m.为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发电视信号，这是因为该信号的波长太短，不易发生明显衍射。解：电磁波的波长越长越容易发生明显衍射，波长越短衍射越不明显，表现出直线传播性。这时就需要在山顶建转发站。因此本题的转发站一定是转发电视信号的，因为其波长太短。5.在阳光下，水面上的油膜会出现彩色条纹，下列正确的解释是（B）A.这是光的色散现象 B.这是光的干涉现象C.这是光的衍射现象 D.这是光的全反射现象6.下列现象中属于干涉现象的是（AC）A.涂有增透膜的照相机镜头是淡紫色B.夏季雨后天空中出现的彩虹C.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹D.白光通过三棱镜后出现色散7.下列现象属于光的衍射现象的是（D）A.雨后天空出现的绚丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D.对着日光灯从两支铅笔之间的窄缝中看到的彩色条纹8.按频率由大到小排列的各种电磁波是 r 射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 .其中频率越 小 的电磁波，就越容易出现干涉和衍射现象.9.电磁波谱中波长最小的是 r 射线，波长最长的是 无线电波，热效应最强的是 红外线，化学作用最突出的是 紫外线，穿透本领最强且有重要医疗价值的是 X 射线.10.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光，家用电器上的遥控器发出的“光”用来控制电视机，空调器等，对于它们发出的光，下列说法正确的是（BD）A.验钞机发出的“光”是红外线B.遥控器发出的“光”是红外线C.红外线是由原子的内层电子受到激发后产生的D.红外线是由原子的外层电子受到激发后产生的11.右图是伦琴射线管的结构示意图。电源 E 给灯丝 K 加出热电子，热电子在 K、A 间的强电场作用下高速向对阴极 A打到 A 极表面，激发出高频电磁波，这就是X 射线。下列说有（AC）A.P、Q 间应接高压直流电，且 Q 接正极B.P、Q 间应接高压交流电C.K、A 间是高速电子流即阴极射线，从 A 发出的是 X 射线即一种高频电磁波D.从 A 发出的 X 射线的频率和 P、Q 间的交流电的频率相同解：K、A 间的电场方向应该始终是向左的，所以 P、Q 间应接高压直流电，且 Q 接正极。从 A 发出的是X 射线，其频率由光子能量大小决定。若 P、Q 间电压为 U，则 X 射线的频率最高可达 Ue/h。本题选 AC。12.有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（BD）A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光解：机械能中的横波能发生偏振。自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。本题应选 BD。13.对爱因斯坦光电效应方程 EK=h-W，下面的理解正确的有（C）A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能 EKB.式中的 W 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C.逸出功 W 和极限频率0之间应满足关系式 W=h0D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解：爱因斯坦光电效应方程 EK=h-W 中的 W 表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值。对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的。其它光电子的初动能都小于这个值。若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是 0，因此有 W=h0。由 EK=h-W 可知 EK和之间是一次函数关系，但不是成正比关系。本题应选 C。14.在演示光电效应的实验中，把某金属板连在一验电器上，第一次用弧光灯照射，验电器张开一定角度.第二次在弧光灯和验电器之间插入一块普通玻璃，再用弧光灯照射，验电器指针不张开.已知弧光灯中含有红外线、可见光、紫外线等成分.则上述实验可以判定，使金属板发生光电效应的是弧光灯中的 紫外线 成分.15.某金属在一束黄光照射下，正好有光电子逸出，下述说法正确的是（A）A.增大黄光的强度，光电流的强度增大而光电子的最大初动能不变B.用一束强度更大的红光代替黄光，仍能发生光电效应C.用强度相同的紫光代替黄光，光电流的强度将增大D.用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不会发生光电效应16.如图，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5eV 的一束光照射阴极 P，表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于 0.60V表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60V 时，电流表读数为零。阴极材料的逸出功为（A）解：电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达阳极，也就是KP热，从而发射飞去。电子流EKAPQ法中正确的发现电流VA时，电流由此可知光电子的最大初动能刚好为 0.6eV。由 EK=h-W 可知 W=1.9 eV。选 A。17.太阳光辐射地球上，已知在垂直于太阳光的每平方米的截面上，每秒钟辐射能量 E=1.4103J，其中可见光部分约占 45.假如可见光的波长平均为=0.55m，日地间的距离为 R=1.51011m，h=6.6310-34J?s，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数目为 51044（取一位有效数字）解：地球表面 1 平方米面积上每秒钟接收到可见光的数目：n0EE1.741021个hhc244则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数目为：N 4R n0 4.910个.18.已知人眼瞳孔的直径为 d，一秒钟内进入 N 个波长为 的光子时能引起视觉.若辐射功率为 P 的点光源，能发出波长为 的光，则此光源能被人眼看到的最大距离是多少？解：设人眼看到的最大距离是 R，由题意知得：dPd2hcR，解得：()N424R2PNhc19.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中（D）A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大20.用光子能量为E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3)以上表示式中（C）A.只有正确B.只有正确C.只有正确D.只有正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处级。根据玻尔理论应该有 h3=E3-E1，h1=E3-E2，h2=E2-E1，可见h2=h(1+2)，所以照射光子能量可以表示为或，答案选 C。21.氢原子从基态跃迁到 n=2 的激发态时吸收光子的波长为1，从321n=2 的激发132于第三能h3=h1+态跃迁到 n=3 的激发态时吸收光子的波长为2，求从基态跃迁到 n=3 的激发态时所吸收光子的波长3=？（1212）22.要使基态的氢原子的电子变为自由电子（电离），至少要吸收能量为13.6eV 的光子，它的频率为3.281015Hz.23.为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是（A）A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射解：为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的。因为可见光的波长数量级是 10-7m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦。如果用很高的电压使电子加速，使它具有很大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的影响就小多了。因此本题应选 A。