光的衍射作业.ppt

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1、第十六章第十六章 光的衍射光的衍射一、选择题一、选择题1.根据惠更斯根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为的波阵面为S，则，则S的前方某点的前方某点P的光强决定于波的光强决定于波阵面阵面S上所有面积元发出的子波各自传到上所有面积元发出的子波各自传到P点的点的()A.振动振幅之和振动振幅之和 B.光强之和光强之和B.C.振动振幅和的平方振动振幅和的平方 D.振动的相干叠加振动的相干叠加A.3个个;B.4个个;C.5个个;D.8个个2.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 的平行光的平行光垂直入射宽度垂直入射宽度a=5 的单缝，对

2、应于衍射角的单缝，对应于衍射角30的的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为方向，单缝处波面可分成的半波带数目为()。3.在光栅夫琅和费衍射实验中，单色平行光由垂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，观察到的光谱线直射向光栅改变为斜入射光栅，观察到的光谱线()。A.最高级次变小，条数不变最高级次变小，条数不变B.最高级次变大，条数不变最高级次变大，条数不变C.最高级次变大，条数变多最高级次变大，条数变多D.最高级次不变，条数不变最高级次不变，条数不变4.包含波长为包含波长为 a与与 b的一束平行光垂直照射在单的一束平行光垂直照射在单缝上，在衍射条纹中缝上，在衍射条纹

3、中 a的第一级小恰与的第一级小恰与 b的第一的第一级大位置重合，则级大位置重合，则 a:b=()A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:25.在一衍射光栅中，在一衍射光栅中，b=2a，则产生缺级现象的级则产生缺级现象的级数为数为()A.1,3,5 B.2,4,6 C.3,6,9 D.4,8,127.在图示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度在图示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍稍变窄，同时使会聚透镜稍变窄，同时使会聚透镜L沿沿y轴正方向作微小位轴正方向作微小位移，则屏幕移，则屏幕C上的中央衍射条纹将（）上的中央衍射条纹将（）A.变宽，同时向上移动变宽，同时向上移动 B.变宽，同时向下移动

4、变宽，同时向下移动 C.变宽，不移动变宽，不移动 D.变窄，同时向上移动变窄，同时向上移动A.双缝干涉双缝干涉 B.劈尖干涉劈尖干涉 C.单缝衍射单缝衍射 D.光栅衍射光栅衍射6.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？最为准确？C CO OL La af fx xy y9.X射线射到晶体上，对于间距为射线射到晶体上，对于间距为d的平行点阵平的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为（面，能产生衍射主极大的最大波长为（）A.d/4;B.d/2;C.d;D.2dA.向上平移向上平移 B.向下平移向下平移 C.不动不动 D.消失消失8.在单缝夫琅

5、和费衍射装置中（如上题图），当在单缝夫琅和费衍射装置中（如上题图），当把单缝把单缝S稍微上移时，衍射图样将（稍微上移时，衍射图样将（）10.全息照相是利用了（全息照相是利用了（）完成的。）完成的。A.透镜成像原理；透镜成像原理；B.光的干涉和衍射的原理光的干涉和衍射的原理 C.光的偏振原理；光的偏振原理；D.晶体的二向色性晶体的二向色性(二二)填空题填空题2.在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增大，则在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增大，则菲涅耳关波带的数目菲涅耳关波带的数目_，半波带的面积，半波带的面积_，各级条纹的亮度随着级数的增大而，各级条纹的亮度随着级数的增大而_。1.在夫琅和费衍射示意

6、在夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那入射光线间距相等，那么光线么光线1与与3在屏幕上在屏幕上P点上相遇时的位相差为点上相遇时的位相差为_，P点应为点应为_点。点。增多增多变小变小减小减小2p p暗暗1351 13 35 5Pf f4.以每毫米有以每毫米有500条刻痕的衍射光栅观察波长为条刻痕的衍射光栅观察波长为4.8010-7m的光波的衍射条纹，则光栅的光栅的光波的衍射条纹，则光栅的光栅常数为常数为_，当光线垂直入射时，最多可，当光线垂直入射时，最多可观察到观察到_条亮纹。条亮纹。3.有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽a增

7、大，则增大，则条纹间隔条纹间隔_。若波长。若波长 增大，则条纹间隔增大，则条纹间隔_。当当 时，在屏幕上仅能见到时，在屏幕上仅能见到_。210-6m9减小减小变大变大(部分部分)中央明纹中央明纹5.用每毫米有用每毫米有425条刻痕的平面光栅观察条刻痕的平面光栅观察=5.89 10-7m的纳光谱，垂直入射时，能看到的最高级次谱的纳光谱，垂直入射时，能看到的最高级次谱线是第线是第_级，以级，以i=30o斜入射时，能看到的最高级斜入射时，能看到的最高级次谱线是第次谱线是第_级，原来的级，原来的0级谱线处现在是第级谱线处现在是第_级。级。三三五五二二6.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为在单缝夫琅和费衍

8、射实验中，波长为 的单色光的单色光垂直入射在宽度垂直入射在宽度a=5 的单缝上，对应于衍射角的单缝上，对应于衍射角 的方向上若单缝处波面恰好可分成的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则个半波带，则衍射角衍射角=_。307.一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长纹位置恰好与波长6000的单色光垂直入射该缝时的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级明纹重合，则该单色光的波长为衍射的第二级明纹重合，则该单色光的波长为_。42868.衍射光栅主极大公式衍射光栅主极大公式 ,在在k2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条的方向上第一条缝与

9、第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差衍射光的光程差 。9.在单缝衍射中，衍射角在单缝衍射中，衍射角愈大（级数愈大）的那愈大（级数愈大）的那些明条纹的亮度愈些明条纹的亮度愈_，原因是，原因是_。愈大，单缝处波面分成的半波带数目越愈大，单缝处波面分成的半波带数目越多，未被抵消的半波带面积越小多，未被抵消的半波带面积越小小小10.用波长为用波长为 的单色平行光垂直入射在一块多光的单色平行光垂直入射在一块多光栅上，其光栅常数栅上，其光栅常数d=3 m，缝宽，缝宽a=1 m,则在则在单单缝衍射的中央明纹范围内共有缝衍射的中央明纹范围内共有_条谱线（主极大）条谱线（主极大）。511.用用=5900的钠黄

10、光垂直入射到每毫米的钠黄光垂直入射到每毫米500条条刻痕的刻痕的光栅上，最多能看到第光栅上，最多能看到第_级明条纹。级明条纹。312.对于单缝衍射第对于单缝衍射第4级暗条纹，单缝处波面各可级暗条纹，单缝处波面各可分成分成_个半波带。个半波带。81.波波长长为为5.00 10-7m的的平平行行光光垂垂直直入入射射于于一一宽宽为为1.00mm的的狭狭缝缝，若若在在缝缝后后有有一一焦焦距距为为1.0m的的薄薄透透镜镜，使使光光线线聚聚焦焦于于屏屏幕幕上上。求求从从衍衍射射图图形形中中心心点点到到下下列列各各点点的的距距离离:(1)第第一一级级暗暗条条纹纹中中心心;(2)第一级明条纹中心；第一级明条纹

11、中心；(3)第三级暗条纹中心第三级暗条纹中心;解：解：(1)将将k=1代入暗纹条件代入暗纹条件(2)将将k=1代入明纹条件代入明纹条件三、计算题三、计算题(3)将将k=3代入暗纹条件代入暗纹条件2.以波长以波长400nm760nm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叠，问在它的衍射光谱中，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？第二级光谱被重叠的波长范围是多少？解：解：K=3K=23.波长波长=600nm的单色光垂直入射到一光栅上，测的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大衍射角为得第二级主极大衍射角为30o，且第三级是

12、缺级，且第三级是缺级.问问(1)光栅常数光栅常数(a+b)等于多少？等于多少？(2)透光缝可能的最小宽度透光缝可能的最小宽度a等于多少？等于多少？(3)在选定了上述在选定了上述(a+b)和和a之后，求在屏幕上可能之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。呈现的全部主极大的级次。全部主极大的级次为：全部主极大的级次为：0；1；2。4.一衍射光栅，每厘米有一衍射光栅，每厘米有200条透光缝，每条透光条透光缝，每条透光缝宽为缝宽为a=2 10-3cm，在光栅后放一焦距，在光栅后放一焦距f=1m的凸的凸透镜，现以透镜，现以=600nm的单色平行光垂直照射光栅，的单色平行光垂直照射光栅，求求:(1)透

13、光透光缝缝a的单缝衍射中央明纹宽度为多少？的单缝衍射中央明纹宽度为多少？(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？在中央明纹范围内可见在中央明纹范围内可见0、1、2共共5个主极大。个主极大。5.用波长用波长=0.59 m的平行光照射一块具有的平行光照射一块具有500条条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度a=1 10-3mm，试问：试问：（1）平行光垂直入射时，最多能观察到第几级谱）平行光垂直入射时，最多能观察到第几级谱线？实际能观察到几条谱线？线？实际能观察到几条谱线？（1）0,1,3共共5条。条。5.用波长用波长=0.59 m的平行光照

14、射一块具有的平行光照射一块具有500条条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度a=1 10-3mm，试问：试问：（1）平行光垂直入射时，最多能观察到第几级谱）平行光垂直入射时，最多能观察到第几级谱线？实际能观察到几条谱线？线？实际能观察到几条谱线？（2）平行光与光栅法线呈夹角）平行光与光栅法线呈夹角=30o时入射，如时入射，如图所示，最多能观察到第几级谱线？图所示，最多能观察到第几级谱线？（2）6.在正常照明下，人眼瞳孔直径约为在正常照明下，人眼瞳孔直径约为3mm，问人，问人眼的最小分辨角是多大？远处两根细丝之间的距眼的最小分辨角是多大？远处两根细丝之间的距离为离为2.0mm，问人离开细丝多远处恰能分辨清楚，问人离开细丝多远处恰能分辨清楚？解：以视觉感最灵敏的黄绿光来讨论解：以视觉感最灵敏的黄绿光来讨论设人离细丝的距离为设人离细丝的距离为L，两根细丝间距为，两根细丝间距为d，两细，两细丝对人眼的张角为丝对人眼的张角为=d/L，恰能分辨时有，恰能分辨时有L为人眼能分辨的最大距离为人眼能分辨的最大距离