2022年大学物理练习.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载大 学 物 理（波动光学）试 卷班级 :_ 姓名 :_ 学号 :_ 日期 :_年_月_日 一、挑选题（共 27 分）1（此题 3 分）成果 :_在双缝干涉试验中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为D Dd波长为的平行单色光垂直照耀到双缝上屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是A 2D / dB d / DC dD / D D /d2（此题 3 分）在双缝干涉试验中,设缝是水平的如双缝所在的平面略微向上平移,其它条件不变,就屏上的干涉条纹A 向下平移,且间距不变B 向上平移,且间距不变C 不移动,但间距转变D 向上平移,且

2、间距转变3（此题 3 分）把一平凸透镜放在平玻璃上,构成牛顿环装置当平凸透镜渐渐地向上平移时,由反射光形成的牛顿环A 向中心收缩,条纹间隔变小B 向中心收缩,环心呈明暗交替变化C 向外扩张,环心呈明暗交替变化D 向外扩张,条纹间隔变大4（此题 3 分）在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透亮介质薄膜后,测出两束光的光程差的转变量为一个波长,就薄膜的厚度是A / 2B / 2nC / nD 2 n15（此题 3 分）在单缝夫琅禾费衍射试验中,如增大缝宽,其他条件不变,就中心明条纹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6（此题 3 分）某

3、元素的特点光谱中含有波长分别为1450 nm 和2750 nm 1 nm10-9m的光谱线在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处A 2 ,3 ,4 ,5 B 2 ,5 ,8 ,11C 2 ,4 ,6 ,8 2 的谱线的级数将是D 3 ,6 ,9 ,127（此题 3 分）名师归纳总结 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,第 1 页,共 6 页就穿过两个偏振片后的光强I 为A I0/42B I 0 / 4C I 0 / 2D 2 I 0 / 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载8（此

4、题 3 分）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9（此题 3 分）光为自然光以 60 的入射角照耀到某两介质交界面时,反射光为完全线偏振光,就知折射30 A 完全线偏振光且折射角是30 B 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3 的介质时,折射角是C 部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角D 部分偏振光且折射角是30 二、填空题（共25 分）10（此题 4 分）如图, 在双缝干涉试验中,如把一厚度为e、折射率为n 的薄

5、云SS1eSS 2O母片掩盖在S1 缝上,中心明条纹将向_移动；掩盖云母片后,两束相干光至原中心明纹O 处的光程差为 _11（此题 3 分）一平凸透镜,凸面朝下放在一平玻璃板上透镜刚好与玻璃板S2屏接触波长分别为600 nm 和500 nm 的两种单色光垂直入射,SS 1观看反射光形成的牛顿环从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为 _nm12（此题 3 分）波长为 的平行单色光垂直照耀到折射率为厚度之差是 _ 13（此题 3 分）n 的劈形膜上,相邻的两明纹所对应的薄膜惠更斯菲涅耳原理的基本内容是：波阵面上各面积元所发出的子波在观看点 P 的_,打算了 P 点的合振动及光强1

6、4（此题 3 分）波长为 500 nm1nm=10- 9m的单色光垂直入射到光栅常数为 1.0 10- 4 cm 的平面衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角 =_15（此题 3 分）用波长为 的单色平行红光垂直照耀在光栅常数 d=2 m 1 m=10-6 m的光栅上, 用焦距f =0.500 m 的透镜将光聚在屏上,测得第一级谱线与透镜主焦点的距离 l=0.1667m 就可知该入射的红光波长 =_nm 1 nm =10-9 m 16（此题 3 分）如下列图的杨氏双缝干涉装置,如用单色自然光照耀狭缝S,在屏幕上能看到干涉条纹如在双缝S1和 S2的一侧分别加SS1P1一同质同厚的偏振片P1、

7、P2,就当P1 与 P2 的偏振化方向相互_时,在屏幕上仍能看到很清楚的干涉条纹S2P217（此题 3 分）名师归纳总结 光的干涉和衍射现象反映了光的_性质光的偏振现象说明光波是_波第 2 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 三、运算题（共38 分）优秀学习资料欢迎下载18（此题 8 分）在牛顿环装置的平凸透镜和平玻璃板之间充以折射率 n1.33 的液体 透镜和平玻璃板的折射率都大于 1.33 凸透镜曲率半径为 300 cm,用波长650 nm 1 nm=10-9 m的光垂直照耀,求第 10 个暗环的半径 设凸透镜中心刚好与平板接触,中心暗

8、斑不计入环数 19（此题 5 分）用波长 =632.8nm1nm=10 9m 的平行光垂直入射在单缝上,缝后用焦距 f= 40cm 的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上测得中心明条纹的宽度为 3.4mm,单缝的宽度是多少？20（此题 10 分）一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,1=440 nm,2=660 nm 1 nm = 10-9 m试验发觉,两种波长的谱线 不计中心明纹 其次次重合于衍射角 =60 的方向上求此光栅的光栅常数 d21（此题 10 分）一光束由强度相同的自然光和线偏振光混合而成振片上此光束垂直入射到几个叠在一起的偏1 欲使最终出射光振动方向垂直于原先入射光中线

9、偏振光的振动方向,并且入射光中 两种成分的光的出射光强相等,至少需要几个偏振片？它们的偏振化方向应如何放置？2 这种情形下最终出射光强与入射光强的比值是多少？22（此题 5 分）在水 折射率 n11.33和一种玻璃 折射率 n21.56 的交界面上, 自然光从水中射向玻璃,求起偏角 i0如自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角0i四、理论推导与证明题（共5 分）23（此题 5 分）如下列图的双缝干涉装置中,假定两列光波在屏上S S1r 1r 2P P点 处 的 光 场 随 时 间t而 变 化 的 表 示 式 各 为d D O E1 = E0 sint E2=E 0 sin t+ S2表示这两列

10、光波之间的相位差试证P 点处的合振幅Dd 为EpEm c o sds i n式中是光波波长, Em 是 Ep 的最大值五、回答疑题（共5 分）24（此题 5 分）在单缝衍射图样中,离中心明条纹越远的明条纹亮度越小,试用半波带法说明名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载高校物理（波动光学）试卷解答一、挑选题（共 27 分）D B B D A D B C D 二、填空题（共 25 分）10（此题 4 分）上 2 分n- 1e 2 分11（此题 3 分）225 3 分12（此题 3 分）/ 2n 3 分1

11、3（此题 3 分）干涉 或答“ 相干叠加” 3 分14（此题 3 分）303 分15（此题 3 分）632.6 或 633 3 分参考解：由式得= d sind sinl =ftgtg=l / f = 0.1667 / 0.5 = 0.3334 sin = 0.3163 =2.00 0.3163 10 3 nm = 632.6 nm 16（此题 3 分）平行或接近平行 3 分17（此题 3 分）名师归纳总结 波动rRe1 分2 分第 4 页,共 6 页横2 分三、运算题（共38 分）18（此题 8 分）解：R 2r 2R - r 2r 2 = 2Re e 2略去 e 2,就2er22 分R暗环

12、：2ne1 2k1122-9 / 3.4 m 3 分2ekk0,1,2, nrRkk10 2 分n1 分r0.38 cm 19（此题 5 分）解：中心明纹宽度x = 2 x1 2 f / a单缝的宽度a = 2 f / x = 2 400 6328 102 分= 0.15 mm 1 分- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载20（此题 10 分）解：由光栅衍射主极大公式得dsin1k112k12 分4 分dsin2k22sin1k 11k 1440sin2k22k26603k21 分当两谱线重合时有1=2即k13691 分k2246k2

13、=4 两谱线其次次重合即是k16,k1=6,k24由光栅公式可知d sin60 =612 分d61=3.05 10-3 mm sin6021（此题 10 分）解：设入射光中两种成分的强度都是I0,总强度为2 I 01 通过第一个偏振片后,原自然光变为线偏振光,强度为 度变为 I 0 cos 2 ,其中 为入射线偏振光振动方向与偏振片偏振化方向I 0 / 2, 原线偏振光部分强 P1的夹角以上两部分透射光的振动方向都与 P1 一样假如二者相等,就以后不论再穿过几个偏振片,都维护强度相等 假如二者强度不相等,就以后出射强度也不相等 因此,必需有2I 0 / 2I 0 cos,得 45 2 分为了满

14、意线偏振部分振动方向在出射后“ 转过”90 ,只要最终一个偏振片偏振化方向与入射线偏振方向夹角为90 就行了2 分综上所述,只要两个偏振片就行了 只有一个偏振片不行能将振动方向“ 转过”90 2 分2 分E45P1P2配置如图, E表示入射光中线偏振部分的振动方向,P1、P2分别是第一、其次偏振片的偏振化方向2 出射强度 I 21/2I0 cos 2 45 I0 cos 4 45I 0 1 / 4+1 / 4= I0/2 2 分45比值I2/2I 01 / 4 22（此题 5 分）解：光自水中入射到玻璃表面上时,tg i01.56 / 1.33 0i 90 i040.4 2 分2 分i 049

15、.61 分光自玻璃中入射到水表面上时,tg 0i1.33 / 1.56 0i 40.4或四、推导与证明题（共5 分）23（此题 5 分）名师归纳总结 证：由于E = E1 +E2相位差2光程差1 分第 5 页,共 6 页波长所以2 dsin1 分P 点处合成的波振动- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2E0优秀学习资料t欢迎下载sint2cos2sin2E p所以合成振幅E p2E0cos23 分式中 Em = 2E0是 Ep 的最大值五、回答疑题（共5 分）24（此题 5 分）答：除中心明纹 零级 外,其他明纹的衍射方向对应着奇数个半波带一级对应三个, 二级对应五个 ,级数越大,就单缝处的波阵面可以分成的半波带数目越多其中偶数个半波带名师归纳总结 的作用两两相消之后,剩下的光振动未相消的一个半波带的面积就越小,由它打算的该明条第 6 页,共 6 页纹的亮度也就越小5 分- - - - - - -