波动 补充习题.ppt
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1、波动波动 补充习题补充习题题题目目来来自自多多种种渠渠道道,时时间间缘缘故故,未未经经一一一一计算,超范围的、存疑的请自行略过。计算,超范围的、存疑的请自行略过。题量较大,可以隔页选做、隔题量较大,可以隔页选做、隔2页选做页选做在在夫夫琅琅和和费费单单缝缝衍衍射射中中,对对于于给给定定的的入入射射光光,当当缝缝宽宽度度变变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A)对应的衍射角变小对应的衍射角变小;(B)对应的衍射角变大;对应的衍射角变大;(C)对应的衍射角也不变对应的衍射角也不变;(D)光强也不变。光强也不变。波波长长=500nm 的的单
2、单色色光光垂垂直直照照射射到到宽宽度度 a=0.25 mm 的的单单缝缝上上,单单缝缝后后面面放放置置一一凸凸透透镜镜,在在凸凸透透镜镜的的焦焦平平面面上上放放置置一一屏屏幕幕,用用以以观观测测衍衍射射条条纹纹,今今测测得得屏屏幕幕上上中中央央明明条条纹纹一一侧侧第第三三个个暗暗条条纹纹和和另另一一侧侧第第三三个个暗暗条条纹纹的的暗暗条条纹纹之之间的距离间的距离 d=12 mm 为,则透镜的焦距为,则透镜的焦距 f 为:为:(A)2m (B)1m (C)0.5m (D)0.2m (E)0.1m B B 在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中,在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中,S 为单缝,
3、为单缝,L 为透镜,为透镜,C 放在放在 L 的焦平面处的屏幕。当把单缝的焦平面处的屏幕。当把单缝 S垂直于垂直于透镜光轴稍微向上平移时,屏幕上的衍射图样透镜光轴稍微向上平移时,屏幕上的衍射图样(A)向上平移;向上平移;(B)向下平移;向下平移;(C)不动;不动;(D)条纹间距变大。条纹间距变大。C 一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数 (a+b)为何种情况为何种情况 时,时,k=3、6、9 等级次的主极大均不出现?等级次的主极大均不出现?(a 代表缝宽代表缝宽)(A)a+b=2a (B)a+b=3a (C)a+b=4a (D)a+b=6a B
4、一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它们垂直通过一一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它们垂直通过一偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的度最大值是最小值的 5 倍,那么入射光束中自然光与线偏倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为:振光的光强比值为:(A)1/2;(B)1/5;(C)1/3;(D)2/3.A 关于驻波,下列说法中正确的是关于驻波,下列说法中正确的是(A)驻波是由两列振幅相等的相干波,沿着相同方向传播驻波是由两列振幅相等的相干波,沿着相同方向传播叠加而形成的叠加而形成的(B)在驻波中,各处介质
5、元振动的振幅为在驻波中,各处介质元振动的振幅为2A(C)相邻两波节之间各介质元振动的振幅不同,位相相同相邻两波节之间各介质元振动的振幅不同,位相相同(D)驻波中,两相邻波节之间的距离为驻波中,两相邻波节之间的距离为 /4A错误错误:驻波的形成是由驻波的形成是由两两列振幅相等的相干波,相向列振幅相等的相干波,相向(传传播方向相反播方向相反)传播形成的。传播形成的。B错误错误:在驻波中,介质元的振幅各不相同,在驻波中,介质元的振幅各不相同,呈呈周期性周期性分分布布,对于有初位相的情况,驻波表达式为对于有初位相的情况,驻波表达式为所以各质元振幅随坐标所以各质元振幅随坐标 x 的的周期性变化为周期性变
6、化为C正确正确:驻波是一种分段振动,相邻两波节间的质元同相驻波是一种分段振动,相邻两波节间的质元同相振动,同一波节两侧的质元反相振动。振动,同一波节两侧的质元反相振动。D错误错误:由关于驻波的讨论可知,相邻两波节之间的距由关于驻波的讨论可知,相邻两波节之间的距离离均为均为 x=/26.ABCD 为一块方解石的一个截面,为一块方解石的一个截面,AB 为垂直与纸面的晶体平为垂直与纸面的晶体平面与纸面的交线面与纸面的交线.光轴方向在纸面内且于光轴方向在纸面内且于AB 成一锐角成一锐角 ,如图所如图所示示.一束平行的单色自然光垂直与一束平行的单色自然光垂直与AB端面入射端面入射.在方解石内折射在方解石
7、内折射分解为分解为 o 光和光和 e光光,o 光和光和 e 光的光的:(A)传播方向相同传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直光矢量的振动方向互相垂直.(B)传播方向相同传播方向相同,光矢量的振动方向不互相垂直光矢量的振动方向不互相垂直(C)传播方向不相同传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直光矢量的振动方向互相垂直(D)传播方向不相同传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂光矢量的振动方向不互相垂直直 C 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动线透过。当其中一偏振片慢慢转动180 时透射光强度发生时
8、透射光强度发生的变化为的变化为:(A)光强单调增加;)光强单调增加;(B)光强先增加,后有减小至零;)光强先增加,后有减小至零;(C)光强先增加,后减小,再增加;)光强先增加,后减小,再增加;(D)光强先增加,然后减小,再增加再减小至零。)光强先增加,然后减小,再增加再减小至零。B 一束光强为一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振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片的偏振化方向成 45 角,若不考虑偏振片的反射和吸收,角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强为:则穿过两个偏振片后的光强为:B (A)(B)(C)(D)三个偏振片三个偏振片 P
9、1、P2与与P3 堆叠在一起,堆叠在一起,P1 与与 P3 的片振化方的片振化方向相互垂直,向相互垂直,P2 与与 P1 的片振化方向间的夹角为的片振化方向间的夹角为 30 30 。强。强度为度为 I0 的自然光垂直入射到偏振片的自然光垂直入射到偏振片 P1,并依次透过偏振并依次透过偏振片片 P1、P2 与与 P3,若不考虑偏振片的吸收和反射,则通过若不考虑偏振片的吸收和反射,则通过三个偏振片后的光光强为:三个偏振片后的光光强为:C (A)(B)(C)(D)自然光以自然光以 60 的入射角照射到某一透明介质表面时,反的入射角照射到某一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则知:射光为线偏振光,则知
10、:(A)折射光为线偏振光)折射光为线偏振光 30 ;(B)折射光为部分偏振光,折射角为)折射光为部分偏振光,折射角为 30 ;(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定;)折射光为线偏振光,折射角不能确定;(D)折射光为部分偏振光,折射角不能确定;)折射光为部分偏振光,折射角不能确定;B 一束自然光自空气射向一块平板玻璃一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图如图),设入射角等,设入射角等于布儒斯特角于布儒斯特角i0,则在界面,则在界面 2 的反射光的反射光(A)光强为零;)光强为零;(B)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面;)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面;(C)是完全偏振光且
11、光矢量的振动方向平行于入射面;)是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面;(D)是部分偏振光。)是部分偏振光。B 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动线透过。当其中一偏振片慢慢转动180 时透射光强度发生时透射光强度发生的变化为的变化为:(A)光强单调增加;)光强单调增加;(B)光强先增加,后有减小至零;)光强先增加,后有减小至零;(C)光强先增加,后减小,再增加;)光强先增加,后减小,再增加;(D)光强先增加,然后减小,再增加再减小至零。)光强先增加,然后减小,再增加再减小至零。B 使一光强为使一
12、光强为 I0 的平面偏振光先后通过两个偏振片的平面偏振光先后通过两个偏振片 P1 和和 P2.P1 和和 P2 的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角是是a a 和和 90 ,则通过这两个偏振片后的光强,则通过这两个偏振片后的光强 I是是:C (B)0.(A)(C)(D)(E)15.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为 的单色平行的单色平行光垂直入射,若观察到的干涉条纹如图所示,每一条纹弯曲部分光垂直入射,若观察到的干涉条纹如图所示,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与
13、的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与条纹弯曲处对应的部分:条纹弯曲处对应的部分:空气劈尖空气劈尖工件工件平面玻璃平面玻璃(A)凸起,且高度为)凸起,且高度为 /4;(B)凸起,且高度为)凸起,且高度为 /2;(C)凹陷,且深度为)凹陷,且深度为 /2;(D)凹陷,且深度为)凹陷,且深度为 /4。C 空气劈尖空气劈尖工件工件平面玻璃平面玻璃16.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上,设其平凸如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上,设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动,在透镜离开平玻璃过程中,可透镜可以在垂直的方向上移动,在透镜离开平玻璃过程中,可以观察到这些环状干涉条
14、纹。以观察到这些环状干涉条纹。(A)向右平移;)向右平移;(B)向中心收缩;)向中心收缩;(C)向外扩张;)向外扩张;(D)静止不动;)静止不动;(E)向左平移。)向左平移。单色光单色光空气空气 B 17.在迈克耳逊干涉仪的一条光路,放入一厚度为在迈克耳逊干涉仪的一条光路,放入一厚度为 d,折射为,折射为 n 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A)2(n 1)d;(B)2nd;(C)2(n+1)d+/2;(D)nd;(E)(n 1)d.A 18.如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面
15、反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为 e,并且,并且 n1n3,1 为入为入射光在折射率为射光在折射率为 n1 的媒质中的波长,则两束反射光在相迂点的的媒质中的波长,则两束反射光在相迂点的位相差为位相差为 C 19.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是以采取的办法是(A)使屏靠近双缝。)使屏靠近双缝。(B)使两缝的间距变小。)使两缝的间距变小。(C)把两个缝的宽度稍微调窄。把两个缝的宽度稍微调窄。(D)改用波长较小的单色光源。改用波长较小的单色光源。B 20.根据惠更斯根据惠更斯-菲涅耳
16、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,则则 S 的前方某点的前方某点 P 的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面 S 上所在面积元发出的上所在面积元发出的子波各自传到子波各自传到 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;(C)振动振幅之和的平方;)振动振幅之和的平方;(D)振动的相干叠加。)振动的相干叠加。D 21.一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值片。若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度
17、最大值是最小值的是最小值的 5 倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为为(A)1/2(B)1/5(C)1/3(D)2/3 A 22.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偏振光。)在入射面内振动的完全偏振光。(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光。)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偏振光。)垂直于入射面振动的完全偏振光。(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.C 23.在真空
18、中波长为在真空中波长为 的单色光的单色光,在折射率为在折射率为 n 的透明介质中从的透明介质中从 A 沿某路径传播到沿某路径传播到 B,若若 A、B 两点位相差为两点位相差为 3,则此路径,则此路径 AB的光的光程为程为(A)1.5(B)1.5 n(C)3 (D)1.5 /n A (A).(B)/2.(C)3 /2.(D)2 .24.一束波长一束波长 为的平行单色光垂直入射到一单缝为的平行单色光垂直入射到一单缝 AB 上,装置如图,上,装置如图,在屏幕在屏幕 D 上形成衍射图样,如果上形成衍射图样,如果 P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则在的位置,则 的长度为
19、的长度为 A 25.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是:取的办法是:B (A)使屏靠近双缝;)使屏靠近双缝;(B)使两缝的间距变小;)使两缝的间距变小;(C)把两个缝的宽度稍微调窄;)把两个缝的宽度稍微调窄;(D)改用波长较小的单色光源。)改用波长较小的单色光源。26.在双缝干涉实验中,若单色光源在双缝干涉实验中,若单色光源 S 到两缝到两缝 S1S2 距离相等,则观距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中察屏上中央明条纹位于图中 O 处,现将光源处,现将光源 S 向下移动到示意图向下移动到示意图中的中的 S 位置,
20、则:位置,则:(A)中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变;)中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变;(B)中央明条纹向上移动,且条纹间距增大;)中央明条纹向上移动,且条纹间距增大;(C)中央明条纹向下移动,且条纹间距增大;)中央明条纹向下移动,且条纹间距增大;(D)中央明条纹向上移动,且条纹间距不变。)中央明条纹向上移动,且条纹间距不变。D 27.在双缝干涉实验中,双缝间距为在双缝干涉实验中,双缝间距为 2mm,双缝与屏的间距为,双缝与屏的间距为 300cm,入射光的波长为,入射光的波长为 600nm,在屏上形成的干涉图样的明,在屏上形成的干涉图样的明纹间距为纹间距为 (1nm=10 9m)。B
21、 (A)4.5nm;(B)0.9nm;(C)3.1nm;(D)1.2nm。28.在折射率为在折射率为 n=1.68 的平板玻璃表面涂一层折射率为的平板玻璃表面涂一层折射率为 n=1.38 的的 MgF2 透明薄膜,可以减少玻璃表面的反射光,若用波长透明薄膜,可以减少玻璃表面的反射光,若用波长=500nm (1nm=10-9m)的单色光垂直入射,为了尽量减少反射,的单色光垂直入射,为了尽量减少反射,则则MgF2薄膜的最小厚度应是:薄膜的最小厚度应是:A (A)90.6nm;(B)78.1nm;(C)181.2nm;(D)156.3nm.29.在图示的双缝干涉实验中,若用薄玻璃片在图示的双缝干涉实
22、验中,若用薄玻璃片(折射率折射率n1=1.4)覆盖缝覆盖缝 S1,用同样的玻璃片(但折射率,用同样的玻璃片(但折射率n21.7)覆盖缝)覆盖缝 S2,将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处,将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处 o 变为第五条变为第五条明纹,设单色光波长明纹,设单色光波长 l=480nm,求玻璃片的厚度,求玻璃片的厚度d(可认为光(可认为光线垂直穿过玻璃片)。线垂直穿过玻璃片)。解:解:原来原来覆盖玻璃后,覆盖玻璃后,30.波长范围在波长范围在450-650nm 之间的复色平行光垂直照射在每厘米之间的复色平行光垂直照射在每厘米有有 5000 条刻线的光栅上,屏幕放在透镜的
23、焦面处,屏上第二级条刻线的光栅上,屏幕放在透镜的焦面处,屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为光谱各色光在屏上所占范围的宽度为 35.1cm.求透镜的焦距求透镜的焦距 f。(1nm=10 9m)的第的第 2 谱线谱线设设解:解:光栅常数光栅常数据上式得:据上式得:透镜的焦距透镜的焦距第二级光谱的宽度第二级光谱的宽度31.以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上,在衍射角以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上,在衍射角 =41 的方向上看到的方向上看到 1 1=656.2nm 和和 2=410.1nm 的谱线相重合,求光栅的谱线相重合,求光栅常数最小是多少?常数最小是多少?解:解:取取即让即让1
24、的第的第5级即与即与2 的第的第8级相重合级相重合证明题:证明题:32.曲率半径为曲率半径为 R 的平凸透镜和平玻璃板的平凸透镜和平玻璃板之间形成劈形空气薄层之间形成劈形空气薄层,如图示如图示.用波长为用波长为 的单色平行光垂直入射的单色平行光垂直入射,观察反射光形观察反射光形成的牛顿环成的牛顿环.设凸透镜和平板玻璃在中心设凸透镜和平板玻璃在中心点点 o 恰好接触恰好接触,设导出确定第设导出确定第 k 个暗环的个暗环的半径半径 r 的公式的公式.(从中心向外数从中心向外数 k的数目的数目,中心暗斑不算中心暗斑不算)解解:如题图如题图,半径为处空气层厚度为半径为处空气层厚度为.考虑到下表面反射时
25、有半波考虑到下表面反射时有半波损失两束反射光的光程差为损失两束反射光的光程差为(1)(1)即即:暗纹条件暗纹条件:可将式中可将式中 e2 略去略去,得得 (若令若令 k=0,即表示中心暗斑即表示中心暗斑)将式将式 (2)(2)代入代入 (1),(1),(2)(2)由图得由图得得暗环半径得暗环半径33.在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长 1 和和 2,并垂直入射于单缝上,假如,并垂直入射于单缝上,假如 1 的第一级衍射极小与的第一级衍射极小与 2 的第的第二级衍射极小相重合,试问:二级衍射极小相重合,试问:(1)这两种波长之间有何关系?)
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