第十三章-光学题目..ppt

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1、教教材材P265 13-8、在在杨杨氏氏双双缝缝实实验验中中，两两缝缝间间的的距距离离是是0.30mm，用用单单色色光光照照射射，在在离离缝缝1.2m远远的的屏屏上上测测得得两两个个第第5级级暗暗纹纹间间的的距距离离为为22.78mm，问问入射光的波入射光的波长为长为多少？它是什么多少？它是什么颜颜色的光？色的光？解：暗条解：暗条纹纹的位置的位置故两个第故两个第5级级暗暗纹间纹间距距红红光光教教材材P265 13-10、在在劳劳厄厄镜镜装装置置中中，狭狭缝缝光光源源和和它它的的虚虚像像在在离离镜镜左左边边20 cm的的平平面面内内，镜镜长长为为30cm，在在镜镜的的右右边边边边缘缘处处放放置置

2、一一毛毛玻玻璃璃光光屏屏，若若到到镜镜面面的的垂垂直直距距离离为为1.0mm，使使用用波波长长680nm的的红红光光，试试计计算算镜镜面面右右边边缘边边缘到第一条明到第一条明纹纹中心的距离。中心的距离。解：由于半波解：由于半波损损失失,中心中心为为暗暗纹纹第一条明第一条明纹纹的位置的位置教教材材P266 13-11、在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，两两缝缝分分别别被被折折射射率率为为n1和和n2的的透透明明薄薄膜膜遮遮盖盖，二二者者的的厚厚度度均均为为e，波波长长为为的的平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射到到双双缝缝上上，在在屏屏中中央央处处，求求两两束束相干光的相位差。相干光的相位差。解

3、：解：教教材材P266 13-13、在在空空气气中中垂垂直直入入射射的的白白光光从从薄薄油油膜膜上上反反射射，油油膜膜覆覆盖盖在在玻玻璃璃板板上上，在在可可见见光光谱谱中中观观察察到到500nm与与700nm这这两两个个波波长长的的光光在在反反射射中中消消失失，油油的的折折射射率率为为1.30，玻玻璃璃的的折折射射率率为为1.50，试试求油膜的厚度。求油膜的厚度。解：解：故故教教材材P266 13-15、把把一一细细铁铁丝丝夹夹在在两两块块光光学学平平玻玻璃璃之之间间，形形成成空空气气劈劈尖尖，已已知知钢钢丝丝的的直直径径d=0.048mm，钢钢丝丝与与劈劈尖尖顶顶点点的的距距离离L=120m

4、m，用用波波长长为为632.8nm的的平平行行光光垂垂直直照照射射在在玻玻璃璃面面上上，求求，(1)两两玻玻璃璃面面之之间间的的夹夹角角是是多多少少？(2)相相邻邻两两明明条条纹纹间间距距是是多多少少？(3)在在这这120mm内呈内呈现现多少明条多少明条纹纹？解：解：(1)两玻璃片两玻璃片间间的的夹夹角角(2)相相邻邻两明条两明条纹间纹间距距(3)相相邻邻两明条两明条纹间纹间距距呈呈现现152条明条明纹纹教教材材P267 13-22、在在夫夫琅琅禾禾费费单单 缝缝 衍衍 射射 中中，以以 波波 长长 =632.8nm的的He-Ne激激光光垂垂直直照照射射时时，测测得得衍衍射射第第一一极极小小的

5、的衍射角衍射角为为5C，求，求单缝单缝的的宽宽度。度。解：解：教材教材P267 13-23、在在单缝单缝夫琅禾夫琅禾费费衍衍射中，波射中，波长为长为的的单单色光的第三色光的第三级级亮亮条条纹纹与与=630nm的的单单色光的第二色光的第二级级亮条亮条纹纹恰好重合，恰好重合，计计算算的数的数值值。解：解：教教材材P268 13-24、为为了了测测定定一一光光栅栅的的光光栅栅常常数数，用用波波长长=632.8nm的的He-Ne激激光光器器光光源源垂垂直直照照射射光光栅栅，已已知知第第一一级级亮亮条条纹纹出出现现在在30的的方方向向上上，问问这这光光栅栅常常数数是是多多大大？这这光光栅栅的的1cm内内

6、有有多多少少条条缝缝？第二第二级级亮条亮条纹纹是否可能出是否可能出现现？为为什么？什么？解：解：不可能，因不可能，因为对应为对应于第二于第二级级亮亮纹纹的衍射角的衍射角为为90。教教材材P268 13-26、用用波波长长为为 632.8nm的的单单色色光光垂垂直直照照射射一一光光栅栅，已已知知该该光光栅栅的的缝缝宽宽a=0.012mm，不不透透光光部部分分的的宽宽度度b=0.029mm，求求(1)单单缝缝衍衍射射花花样样的的中中央央明明纹纹角角宽宽度度；(2)单单缝缝衍衍射射花花样样中中央央明明纹纹宽宽度度内内能能看看到到的的主主极极大大数数目目；(3)若若a=b=0.006mm，则则能能看看

7、到到哪哪几几级级主极大？主极大？解：解：(1)单缝单缝衍射花衍射花样样的中央明的中央明纹纹角角宽宽度度能看到能看到7条明条明纹纹第二级缺级第二级缺级(3)(2)教材教材P268 13-27、试设计试设计一透明一透明光光栅栅，当用平行光垂直照射，当用平行光垂直照射时时，可以在衍射角可以在衍射角=30方向上方向上观观察到察到600nm的第二的第二级级主极大，主极大，却看不到却看不到400nm的第三的第三级级主极主极大。大。解：解：教教材材P269 13-37、从从水水面面上上反反射射出出来来的的太太阳阳光光是是完完全全偏偏振振的的，则则太太阳阳在在地地平平线线上上的的仰仰角角为为多多大大？反反射射

8、光光中中E矢矢量量的的振振动动面面方方向向是是怎怎样样的？的？解：解：矢量振矢量振动动面垂直于入射面面垂直于入射面指指导导P265 3、用用很很薄薄的的云云母母片片(n=1.58)覆覆盖盖在在双双缝缝实实验验中中的的一一条条缝缝上上，这这时时屏屏幕幕上上的的零零级级明明纹纹移移到到原原来来的的第第七七级级明明条条纹纹的的位位置置上上。如果入射光波如果入射光波长为长为550nm，试试求此云母片的厚度求此云母片的厚度为为多少多少?解：解：设设云母片厚度云母片厚度,由云母片引起的附加光程差由云母片引起的附加光程差为为指指导导P265 5、白光垂直照射到空气中一厚度白光垂直照射到空气中一厚度为为380

9、nm的肥皂膜上，的肥皂膜上，设设肥皂膜的折射率肥皂膜的折射率为为1.33，试问该试问该膜的正面呈什么膜的正面呈什么颜颜色？背面呈色？背面呈现现什么什么颜颜色？色？解：解：紫紫红红光光指指导导P265 7、解：解：最小厚度最小厚度指指导导P265 8、有有一一介介质质劈劈尖尖，折折射射率率n=1.4，尖尖角角=10-4rad，在在某某一一单单色光的垂直照射下，可色光的垂直照射下，可测测得两相得两相邻邻明条明条纹纹之之间间的距离的距离为为0.25cm，试试求求（a）此）此单单色光在空气中的波色光在空气中的波长长；（b）如果劈尖）如果劈尖长为长为0.5cm，那么，那么总总共可出共可出现现多少明条多少

10、明条纹纹。解：由解：由 可得可得劈尖劈尖故故指指导导P268 1、波波长为长为700nm的平行的平行红红光垂直照射在一光垂直照射在一单缝单缝上，上，缝缝后后置一透置一透镜镜，焦距，焦距为为0.70m，在透，在透镜镜的焦距的焦距处处放置一屏，若屏上呈放置一屏，若屏上呈现现的中央明条的中央明条纹纹的的宽宽度度为为2mm，求，求该缝该缝的的宽宽度是多少？假定用另一度是多少？假定用另一种光照射后，种光照射后，测测得中央明条的得中央明条的宽宽度度为为1.5mm，求，求该该光的波光的波长长是多是多少？少？解：解：(1)由由 可得可得(2)由由 可得可得指指导导P268 3、在某个在某个单缝单缝衍射衍射实验

11、实验中，光源中，光源发发出的光含有两种波出的光含有两种波长长1和和2，并垂直入射，并垂直入射单缝单缝上。假如上。假如1的第一的第一级级衍射极小与衍射极小与2的第二的第二级级衍射极小相重合，衍射极小相重合，试问试问(a)这这两种波两种波长长之之间间有何关系？有何关系？(b)在在这这种两波种两波长长的光所形成的衍射的光所形成的衍射图样图样中，是否有其他极小重合中，是否有其他极小重合？解：解：(1)即即(2)指指导导P268 5、一衍射光一衍射光栅宽栅宽2.0cm，共刻有，共刻有6000条刻痕。若以波条刻痕。若以波长长为为589nm的的单单色光垂直入射，色光垂直入射，问问在哪些角度在哪些角度处处出出

12、现现主极大？共可主极大？共可观观察到几个主极大？察到几个主极大？解：光解：光栅栅常数常数指指导导P268 6、波波长长=600nm的的单单色色光光垂垂直直入入射射到到某某一一光光栅栅上上，测测得得第二第二级级主极大的衍射角主极大的衍射角为为30，且第三，且第三级级是缺是缺级级。试试求求a)光光栅栅常数常数(a+b)等于多少等于多少?b)透光透光缝缝可能的最小可能的最小宽宽度度a等于多少等于多少?解：解：(1)由由可得可得(2)第三第三级级缺缺级级，故，故故故(3)故可故可见见到第到第1、第、第2级级。指指导导P269 7、一束平行光垂直入射到某个光一束平行光垂直入射到某个光栅栅上，上，该该光束

13、有两种波光束有两种波长长的光，的光，1=440nm，2=660nm。实验发现实验发现，两种波，两种波长长的的谱线谱线（不（不计计中央明中央明纹纹）第二次重合于衍射角）第二次重合于衍射角=60的方向上。求此的方向上。求此光光栅栅的光的光栅栅常数。常数。解：解：第二次重合第二次重合时时，对应对应于于故故指指导导P272 1、将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分方向分别别与第一个的偏振化方向成与第一个的偏振化方向成45和和90角。角。a）强强度度为为I0的自然光垂直入射到的自然光垂直入射到这这一堆偏振片上，一堆偏振片上，试试求求经经每一偏

14、每一偏振片后的光振片后的光强强和偏振状和偏振状态态。b）如果将第二个偏振片抽走，情况又如何）如果将第二个偏振片抽走，情况又如何?解：解：(1)经过经过第一个偏振片后，第一个偏振片后，自然光成自然光成为线为线偏振光，偏振光，强强度度为为经过经过第二个偏振片后，第二个偏振片后，经过经过第三个偏振片后，第三个偏振片后，(2)第第一一个个偏偏振振片片和和第第三三个个偏偏振振片片夹夹角角为为90度度，将将第第二二个个偏偏振振片片抽抽走走后后，通通过过第第三三个个偏偏振振片片的光的光强强为为零。零。指指导导P272 5、利利用用布布儒儒斯斯特特定定律律可可以以测测定定不不透透明明介介质质的的折折射射率率。今今测测得得真真空空中中某某种种釉釉质质的的起起偏偏振振角角为为58，求它的折射率。，求它的折射率。解：空气的折射率解：空气的折射率n1=1由布儒斯特定律由布儒斯特定律可得可得指指导导P272 4、求求自自然然光光在在装装满满水水的的玻玻璃璃容容器器的的底底部部反反射射时时的的起起偏偏振振角角，已已知知玻玻璃璃的的折折射射率率为为1.52，水的折射率，水的折射率为为1.33。解：由布儒斯特定律可得解：由布儒斯特定律可得故故