a大学物理练习题十五解析优秀PPT.ppt

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1、一、选择题：一、选择题：1A1A一、选择题一、选择题:1 1 1 1一束波长为一束波长为一束波长为一束波长为 的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝ABABABAB上，装置上，装置上，装置上，装置如图，在屏幕如图，在屏幕如图，在屏幕如图，在屏幕D DD D上形成衍射图样，假如上形成衍射图样，假如上形成衍射图样，假如上形成衍射图样，假如 P P P P是中心亮纹一侧第是中心亮纹一侧第是中心亮纹一侧第是中心亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则一个暗纹所在的位置，则一个暗纹所在的位置，则一个暗纹所在的位置，则 的长度为的长度为的长

2、度为的长度为 (A)(B)/2 (A)(B)/2 (A)(B)/2 (A)(B)/2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 一、选择题：一、选择题：1A1A因为因为P点对应第点对应第1级暗纹中心位置，级暗纹中心位置，所以最大光程差满足暗纹公式所以最大光程差满足暗纹公式:（k=1）一、选择题：一、选择题：2B2B 2 2 2 2单缝夫琅和费衍射试验中，波长为单缝夫琅和费衍射试验中，波长为单缝夫琅和费衍射试验中，波长为单缝夫琅和费衍射试验中，波长为 的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在宽度为宽度为

3、宽度为宽度为a=4 a=4 a=4 a=4 的单缝上，对应于衍射角为的单缝上，对应于衍射角为的单缝上，对应于衍射角为的单缝上，对应于衍射角为300300300300的方向，单缝处的方向，单缝处的方向，单缝处的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为波阵面可分成的半波带数目为波阵面可分成的半波带数目为波阵面可分成的半波带数目为 衍射角衍射角(A)2个个 (B)4个个(C)6个个 (D)8个个 一、选择题：一、选择题：2B2B缝缝缝缝宽宽宽宽a=4 a=4 a=4 a=4 ，衍射角为，衍射角为，衍射角为，衍射角为303030300 0 0 0衍射角衍射角已知：已知：已知：已知：最大光程差最大光程差最

4、大光程差最大光程差因此，单缝处波阵面可分成因此，单缝处波阵面可分成因此，单缝处波阵面可分成因此，单缝处波阵面可分成4 4 4 4个个个个半波带半波带半波带半波带3 3 3 3依据惠更斯依据惠更斯依据惠更斯依据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S S S S，则，则，则，则S S S S的前方某点的前方某点的前方某点的前方某点P P P P的光强度确定于波阵面的光强度确定于波阵面的光强度确定于波阵面的光强度确定于波阵面S S S S上全部面积元发上全部面积元发上全部面积元发

5、上全部面积元发出的子波各自传到出的子波各自传到出的子波各自传到出的子波各自传到P P P P点的点的点的点的 （A A A A）振动振幅之和。）振动振幅之和。）振动振幅之和。）振动振幅之和。（B B B B）光强之和。）光强之和。）光强之和。）光强之和。（C C C C）振动振幅之和的平方。）振动振幅之和的平方。）振动振幅之和的平方。）振动振幅之和的平方。（DDDD）振动的相干叠加。）振动的相干叠加。）振动的相干叠加。）振动的相干叠加。一、选择题：一、选择题：3D3D 惠更斯惠更斯菲涅耳原理的菲涅耳原理的核心核心是波阵面上各面元发出的是波阵面上各面元发出的子波子波在在P点振动的点振动的相干叠加

6、相干叠加。一、选择题：一、选择题：4D4D4 4 4 4在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，设中心明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，设中心明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，设中心明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，设中心明纹的衍射角范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度a a a a变为原来的变为原来的变为原来的变为原来的3/23/23/23/2，同时使入射的单色光，同时使入射的单色光，同时使入射的单色光，同时使入射的单色光的波长的波长的波长的波长 变为原来的变为原来的变为原来的变为原来的3/43/43/

7、43/4，则屏幕，则屏幕，则屏幕，则屏幕C C C C上单缝衍射条纹中心明纹的宽上单缝衍射条纹中心明纹的宽上单缝衍射条纹中心明纹的宽上单缝衍射条纹中心明纹的宽度度度度 将变为原来的将变为原来的将变为原来的将变为原来的 (A)3/4 (A)3/4 (A)3/4 (A)3/4倍。倍。倍。倍。(B)2/3 (B)2/3 (B)2/3 (B)2/3倍。倍。倍。倍。(C)9/8 (C)9/8 (C)9/8 (C)9/8倍。倍。倍。倍。(D)1/2 (D)1/2 (D)1/2 (D)1/2倍。倍。倍。倍。（E E E E）2 2 2 2倍。倍。倍。倍。依据中心明纹宽度与波长及缝宽的公式依据中心明纹宽度与波

8、长及缝宽的公式依据中心明纹宽度与波长及缝宽的公式依据中心明纹宽度与波长及缝宽的公式变更前中心明纹宽度变更前中心明纹宽度变更前中心明纹宽度变更前中心明纹宽度 变更后中心明纹宽度变更后中心明纹宽度变更后中心明纹宽度变更后中心明纹宽度 一、选择题：一、选择题：4D4D为为为为中心明中心明中心明中心明纹宽纹宽纹宽纹宽度度度度一、选择题：一、选择题：4D4D所以所以所以所以 而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置【推导】中心明纹宽度是上下第一级暗纹中心之间的距离，如图【推导】中心明纹宽度是上下第一级暗纹中心之间的距离，如图【推导】中心明纹宽度是上下第一级

9、暗纹中心之间的距离，如图【推导】中心明纹宽度是上下第一级暗纹中心之间的距离，如图一、选择题：一、选择题：5C5C5 5 5 5在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a a a a稍稍变稍稍变稍稍变稍稍变宽，宽，宽，宽，同时使单缝沿同时使单缝沿同时使单缝沿同时使单缝沿y y y y轴正方向作微小位移，轴正方向作微小位移，轴正方向作微小位移，轴正方向作微小位移，则屏幕则屏幕则屏幕则屏幕C C C C上的中心上的中心上的中心上的中心衍射条纹将衍射条纹将衍射

10、条纹将衍射条纹将 (A)(A)(A)(A)变窄，同时向上移；变窄，同时向上移；变窄，同时向上移；变窄，同时向上移；(B)(B)(B)(B)变窄，同时向下移；变窄，同时向下移；变窄，同时向下移；变窄，同时向下移；(C)(C)(C)(C)变窄，不移动；变窄，不移动；变窄，不移动；变窄，不移动；(D)(D)(D)(D)变宽，同时向上移；变宽，同时向上移；变宽，同时向上移；变宽，同时向上移；(E)(E)(E)(E)变宽，不移动变宽，不移动变宽，不移动变宽，不移动.单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.由中心明纹宽度公式由中心明纹宽度公式由中心明纹宽度公式由中心明纹宽度公式可

11、知，可知，可知，可知，a a a a增大时中心条纹变窄；增大时中心条纹变窄；增大时中心条纹变窄；增大时中心条纹变窄；一、选择题：一、选择题：5C5C中心亮纹对应衍射角为零的平行光，而它们均会聚于光轴与中心亮纹对应衍射角为零的平行光，而它们均会聚于光轴与中心亮纹对应衍射角为零的平行光，而它们均会聚于光轴与中心亮纹对应衍射角为零的平行光，而它们均会聚于光轴与屏的交点处。故单缝上移时中心条纹不移动。屏的交点处。故单缝上移时中心条纹不移动。屏的交点处。故单缝上移时中心条纹不移动。屏的交点处。故单缝上移时中心条纹不移动。一、选择题：一、选择题：6D6D6 6 6 6某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素

12、的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为 1 1 1 1=450nm=450nm=450nm=450nm 和和和和 2 2 2 2 =750nm=750nm=750nm=750nm（1nm=101nm=101nm=101nm=10-9-9-9-9mmmm）的光谱线。在光栅光谱中，这）的光谱线。在光栅光谱中，这）的光谱线。在光栅光谱中，这）的光谱线。在光栅光谱中，这 两种波长的谱线有重叠现象，重叠处两种波长的谱线有重叠现象，重叠处两种波长的谱线有重叠现象，重叠处两种波长的谱线有重叠现象，重叠处 2 2 2 2 的谱线的级数将的谱线的级数将的谱线的

13、级数将的谱线的级数将是是是是 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.一、选择题：一、选择题：6D6D谱线有重叠谱线有重叠说明两种波长的谱线在重叠处对应说明两种波长的谱线在重叠处对应相同的衍射角相同的衍射角因为因为因为因为与与与与均为整数，所以均为整数，所以均为整数，所以

14、均为整数，所以必须是必须是必须是必须是3 3 3 3的倍数。的倍数。的倍数。的倍数。一、选择题：一、选择题：7D7D7 7 7 7设星光的有效波长为设星光的有效波长为设星光的有效波长为设星光的有效波长为5500 5500 5500 5500 ，用一台物镜直径为，用一台物镜直径为，用一台物镜直径为，用一台物镜直径为1.20m1.20m1.20m1.20m的望远镜视察双星时，能辨别的双星的最小角间隔的望远镜视察双星时，能辨别的双星的最小角间隔的望远镜视察双星时，能辨别的双星的最小角间隔的望远镜视察双星时，能辨别的双星的最小角间隔 是是是是 (A)(B)(A)(B)(A)(B)(A)(B)(C)(D

15、)(C)(D)(C)(D)(C)(D)一、选择题：一、选择题：8D8D8 8 8 8孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者的辨别孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者的辨别孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者的辨别孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者的辨别本事较小的缘由是本事较小的缘由是本事较小的缘由是本事较小的缘由是 星体发出的微波能量比可见光能量小。星体发出的微波能量比可见光能量小。星体发出的微波能量比可见光能量小。星体发出的微波能量比可见光能量小。微波更易被大气所吸取。微波更易被大气所吸取。微波更易被大气所吸取。微波更易被大气所吸取。大气对微波的折射率较小。大

16、气对微波的折射率较小。大气对微波的折射率较小。大气对微波的折射率较小。微波波长比可见光波长大。微波波长比可见光波长大。微波波长比可见光波长大。微波波长比可见光波长大。辨别本事辨别本事辨别本事辨别本事，缘由是微波波长大。，缘由是微波波长大。，缘由是微波波长大。，缘由是微波波长大。【注注注注】微波波长大约在微波波长大约在微波波长大约在微波波长大约在1mm1mm至至至至1m1m的范围内。的范围内。的范围内。的范围内。一、选择题：一、选择题：9D9D9 9 9 9X X X X射线射到晶体上，对于间隔为射线射到晶体上，对于间隔为射线射到晶体上，对于间隔为射线射到晶体上，对于间隔为d d d d的平行点

17、阵平面，能产生的平行点阵平面，能产生的平行点阵平面，能产生的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为衍射主极大的最大波长为衍射主极大的最大波长为衍射主极大的最大波长为 (A)d/4 (B)d/2(A)d/4 (B)d/2(A)d/4 (B)d/2(A)d/4 (B)d/2(C)d.(D)2d.(C)d.(D)2d.(C)d.(D)2d.(C)d.(D)2d.依据布拉格反射条件依据布拉格反射条件依据布拉格反射条件依据布拉格反射条件 最大波长最大波长最大波长最大波长 1 1在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间在单缝夫琅和费衍射示

18、意图中，所画出的各条正入射光线间在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那么光线距相等，那么光线距相等，那么光线距相等，那么光线1 1与与与与3 3在屏幕上在屏幕上在屏幕上在屏幕上P P点相遇时的位相差为点相遇时的位相差为点相遇时的位相差为点相遇时的位相差为 ，P P点应为点应为点应为点应为 点（填点（填点（填点（填“亮亮亮亮”或或或或“暗暗暗暗”）。）。）。）。解：解：1 1 1 1与与与与3 3 3 3之间对应的光程差之间对应的光程差之间对应的光程差之间对应的光程差相位差相位差相位差相位差 最大最大最大最大光程差为光程差为光程差为光程差为即单缝处波阵面分成即单缝处波阵面

19、分成即单缝处波阵面分成即单缝处波阵面分成4 4 4 4个半波带个半波带个半波带个半波带P P P P点应为点应为点应为点应为暗点暗点暗点暗点。【错误会法】第一空填【错误会法】第一空填【错误会法】第一空填【错误会法】第一空填 。2 2若光栅的光栅常数若光栅的光栅常数若光栅的光栅常数若光栅的光栅常数d d、缝宽、缝宽、缝宽、缝宽a a和入射光波长和入射光波长和入射光波长和入射光波长 都保持不变，都保持不变，都保持不变，都保持不变，而使其缝数而使其缝数而使其缝数而使其缝数N N增加，则光栅光谱的同级光谱线将变得增加，则光栅光谱的同级光谱线将变得增加，则光栅光谱的同级光谱线将变得增加，则光栅光谱的同级

20、光谱线将变得 。，解：解：解：解：更窄更亮。更窄更亮。更窄更亮。更窄更亮。3 3 3 3在单缝夫琅禾费衍射试验中，假如缝宽等于单色入射光波长在单缝夫琅禾费衍射试验中，假如缝宽等于单色入射光波长在单缝夫琅禾费衍射试验中，假如缝宽等于单色入射光波长在单缝夫琅禾费衍射试验中，假如缝宽等于单色入射光波长的的的的2 2 2 2倍，则中心明条纹边缘对应的衍射角倍，则中心明条纹边缘对应的衍射角倍，则中心明条纹边缘对应的衍射角倍，则中心明条纹边缘对应的衍射角_。解：解：中心明纹边缘即第一暗纹中心中心明纹边缘即第一暗纹中心中心明纹边缘即第一暗纹中心中心明纹边缘即第一暗纹中心代入代入代入代入可得可得可得可得所以所

21、以所以所以或或或或4 4 4 4一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透亮缝一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透亮缝一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透亮缝一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透亮缝宽度宽度宽度宽度a a a a与不透亮部分宽度与不透亮部分宽度与不透亮部分宽度与不透亮部分宽度b b b b相等，则可能看到的衍射光谱的级相等，则可能看到的衍射光谱的级相等，则可能看到的衍射光谱的级相等，则可能看到的衍射光谱的级次为次为次为次为 。解解：4.干涉主极大干涉主极大干涉主极大干涉主极大 衍射微小衍射微小衍射微小衍射微小 缺级缺级缺级缺级由由由由 a=b a=b 得出得出

22、得出得出 d=2a d=2a 留意：由光栅方程留意：由光栅方程可知小于最高级次可知小于最高级次的谱线也看不见的谱线也看不见解：解：5.5.5.5.汽车两盏前灯相距汽车两盏前灯相距汽车两盏前灯相距汽车两盏前灯相距l l l l，与视察者相距，与视察者相距，与视察者相距，与视察者相距S=10 kmS=10 kmS=10 kmS=10 km夜间人眼夜间人眼夜间人眼夜间人眼瞳孔直径瞳孔直径瞳孔直径瞳孔直径d=5.0 mmd=5.0 mmd=5.0 mmd=5.0 mm人眼敏感波长为人眼敏感波长为人眼敏感波长为人眼敏感波长为=550 nm(1 nm =550 nm(1 nm =550 nm(1 nm =

23、550 nm(1 nm=10-9 m)=10-9 m)=10-9 m)=10-9 m)，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可辨别出汽车，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可辨别出汽车，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可辨别出汽车，若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可辨别出汽车两前灯的最小间距两前灯的最小间距两前灯的最小间距两前灯的最小间距 l=_m l=_m l=_m l=_m由于由于由于由于很小，所以很小，所以很小，所以很小，所以代入代入代入代入由由由由可得可得可得可得 1（1）在单缝夫琅和费衍射试验中，垂直入射的光有两种波）在单缝夫琅和费衍射试验中，垂直入射的光有两种波长，长，。已知单缝宽度为。已知单缝

24、宽度为 ，透镜焦距透镜焦距f=50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。（2）若用光栅常数）若用光栅常数 的光栅替换单缝，其它条件的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离。和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离。解：解：若是单缝若是单缝两种光单缝衍射第一级明纹两种光单缝衍射第一级明纹两种光单缝衍射第一级明纹两种光单缝衍射第一级明纹因因因因为为为为微小微小微小微小 已知：已知：已知：已知：解：解：(2)若是光栅若是光栅微小微小微小微小 光栅衍射光栅衍射光栅衍射光栅衍射第一第一第一第一主极大主极大主极大主极大f f2.2

25、.波长波长 的单色光垂直入射到一光栅上，测得其次级的单色光垂直入射到一光栅上，测得其次级主极大的衍射角为主极大的衍射角为300300，且第三级是缺级。，且第三级是缺级。光栅常数光栅常数d d等于多少？等于多少？透光缝的宽度透光缝的宽度a a等于多少？等于多少？在选定了上述在选定了上述d d和和a a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。级次。（1 1 1 1）由光）由光）由光）由光栅栅栅栅方程方程方程方程知，知，知，知，对对对对其次主极大其次主极大其次主极大其次主极大 （2 2 2 2）第三级是第一缺级，由缺级公式）第三级是第一缺级，由缺级公式）第三

26、级是第一缺级，由缺级公式）第三级是第一缺级，由缺级公式可知可知可知可知时时时时最小最小最小最小a a a a值为值为值为值为 sinI I（3 3 3 3）由光栅方程）由光栅方程）由光栅方程）由光栅方程考虑到考虑到考虑到考虑到3333缺级，所以屏上呈现的主极大级次是缺级，所以屏上呈现的主极大级次是缺级，所以屏上呈现的主极大级次是缺级，所以屏上呈现的主极大级次是共五条谱线。共五条谱线。共五条谱线。共五条谱线。（注意：（注意：（注意：（注意：不能取整数不能取整数不能取整数不能取整数4 4 4 4，因为，因为，因为，因为在无限远处）在无限远处）在无限远处）在无限远处）可得最高级次可得最高级次可得最高

27、级次可得最高级次sinI I求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次?3.3.3.3.设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有有有有5000500050005000条刻线，用它来视察钠黄光条刻线，用它来视察钠黄光条刻线，用它来视察钠黄光条刻线，用它来视察钠黄光(）的光谱线。）的光谱线。）的光谱线。）的光谱线。1.1.1.1.当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数当光线垂直入射到光栅上

28、时，能看到的光谱线的最高级数当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数k k k kmmmm是多少？是多少？是多少？是多少？2.2.2.2.当光线以当光线以当光线以当光线以303030300 0 0 0的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数k k k kmmmm是多少？是多少？是多少？是多少？(1nm=10(1nm=10(1nm=10(1nm=10-9-9-9-9m)m)m)m)光栅常数光栅常数光栅常数光栅常数（1 1 1 1）垂直入射时，由光栅方程）垂直入射时，由光栅方程）垂直入射时，由光栅方程）垂直入射时，由光栅方程得得得得光栅常数光栅常数光栅常数光栅常数零级零级（2 2 2 2）斜入射时，由）斜入射时，由）斜入射时，由）斜入射时，由如图，斜向下入射时，得如图，斜向下入射时，得如图，斜向下入射时，得如图，斜向下入射时，得光栅常数光栅常数光栅常数光栅常数