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1、本文檔為精品文檔,如對你有幫助請下載支持,如有問題請及時(shí)溝通,姓名選擇題謝謝支持!大學(xué)物理練習(xí)題十六班級學(xué)號1 . 一束波長為九的平行單色光垂直入射到一單縫AB上,裝置如圖,在屏幕D上形成衍射圖樣,如 果P是中央亮紋一側(cè)第一個(gè)暗紋所在的位置,則BC的長度為DeAUB選擇題1圖5(A) (B)、I2(C) 3 /2解:A(D) 2因?yàn)镻點(diǎn)對應(yīng)第1級暗紋中心位置,所以最大光程差滿足暗紋公式=BC = asini = 2k-二 22 .單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,波長為 九的單 色光垂直入射在寬度為a=4九的單縫上,對應(yīng) 于衍射角為300的方向,單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為(A) 2(B) 4衍射角

2、a0選擇題2圖(C) 6解:B(D) 8衍射角為300的方向的光對應(yīng)最大光程差38asin° = (4 九)sin300 = 4y 因此,單縫處波陣面可分成4個(gè)半波帶3 .根據(jù)惠更斯一菲涅耳原理,若已知光在某時(shí)刻的波陣面為S,則S的前方某點(diǎn)P 的光強(qiáng)度決定于波陣面S 上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P 點(diǎn)的(A)振動(dòng)振幅之和。(B)光強(qiáng)之和。(B)振動(dòng)振幅之和的平方。(D)振動(dòng)的相干疊加。本文檔為精品文檔,如對你有幫助請下載支持,如有問題請及時(shí)溝通,謝謝支持!選擇題4圖變化后中央明紋寬度Ax' = 2f解:D惠更斯一菲涅耳原理的 核心是波陣面上各面元發(fā)出的 子波在P點(diǎn)振動(dòng)的相干

3、疊加。4 .在如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射裝置中,設(shè)中央明紋的衍射角范圍很小。若使單縫寬度a變?yōu)樵瓉淼?/2,同時(shí)使入射的單色光的波長 大變?yōu)樵瓉淼?/4, 則屏幕C上單縫衍射條紋中央明紋的寬度(A) 3/4 倍。(B) 2/3倍,(C) 9/8 倍。(D) 1/2倍,(E) 2倍。解:D根據(jù)中央明紋寬度與波長及縫寬的公式變化前中央明紋寬度Ax =2f 上,【推導(dǎo)】中央明紋寬度是上下第一級暗紋中心之間的距離,如圖 而第一級暗紋中心的位置x= f tg6 比 f sin8 I 工=f 匚 所以 Ax= 2f 上5.在如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍畫裝書中f a等單x寬29肖稍變寬,同時(shí)使單縫沿y軸正方向

4、作微小移,則屏幕 C上的中央衍射條紋將(A)變窄,同時(shí)向上移;(B)變窄,同時(shí)向下移;(C)變窄,不移動(dòng);(D)變寬,同時(shí)向上移;(E)變寬,不移動(dòng)。解:C由中央明紋寬度公式J311A x= f 工I Aaa!_可知,a增大時(shí)中央條紋變窄;|f中央亮紋對應(yīng)衍射角為零的平行光,3而它們均會(huì)聚于光軸與屏的交點(diǎn)處。選擇題5故單縫上移時(shí)中央條紋 不移動(dòng)。6.某元素的特征光譜中含有波長分別為 九i=450nm和九2=750nm( 1nm=1(9m)的 光譜線。在光柵光譜中,這兩種波長的譜線有重疊現(xiàn)象,重疊處 九2的譜線的級 數(shù)將是(A)2,3,4,5 (B) 2,5,8,11 (C)2,4,6,8 (D

5、) 3,6,9,12 解:D譜線有重疊說明兩種波長的譜線在重疊處對應(yīng)相同的衍射角dsin=kii251 ,k1 =k2 = k2d sin = k2 213因?yàn)閗1與k2均為整數(shù),所以k2必須是3的倍數(shù)。7.設(shè)星光的有效波長為5500 A ,用一臺物鏡直徑為1.20m的望遠(yuǎn)鏡觀察雙星時(shí),能分辨的雙星的最小角間隔68是35(A)3.210 rad(B)5.410 rad(C) 1.8105rad(D)5.610'rad解:D8.孔徑相同的微波望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相比較,前者的分辨本領(lǐng)較小的原因是(A)星體發(fā)出的微波能量比可見光能量小(B)微波更易被大氣所吸收。(C)大氣對微波的折射率較小。

6、(D)微波波長比可見光波長大解:D1 D 華分辨本領(lǐng)R = 丁 =-,原因是微波波長大。U 1.22【附】微波波長大約在Immffi 1m的范圍內(nèi)9. X射線射到晶體上,對于間隔為 d的平行點(diǎn)陣平面,能產(chǎn)生衍射主極大的最大波長為(A) d/4(B) d/2(C) d.(D) 2d.解:D根據(jù)布拉格反射條件2dsin = k九,max2dsin=2d、填空題:1.在單縫夫瑯和費(fèi)衍射示意圖中,所畫出的各條正入射光線間距相等,那么光線 1與3在屏幕上P點(diǎn)相遇時(shí)的位相差為, P點(diǎn)應(yīng)為 點(diǎn)(填“亮”或“暗”)0解:1與3之間對應(yīng)的光程差i13 =2九,填空題1圖相位差131343單縫在圖示衍射角時(shí)的 最

7、大光程差為43=2九=4父上,即單縫處波陣面分成4個(gè)4半波帶。P點(diǎn)應(yīng)為暗點(diǎn)2 .若光柵的光柵常數(shù)d、縫寬a和入射光波長久都保持不變,而使其縫數(shù) N增 加,則光柵光譜的同級光譜線將變得 。解:更窄更亮3 .在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,如果縫寬等于單色入射光波長的2倍,則中央明條 紋邊緣對應(yīng)的衍射角 日=填空題3圖解:中央明紋邊緣即第一暗紋中心本文檔為精品文檔,如對你有幫助請下載支持,如有問題請及時(shí)溝通,謝謝支持!代入a= 2兒可得sin = 1/2 ,所以日n /6 或 3004 . 一束平行單色光垂直入射在光柵上,若光柵的透明縫寬度a與不透明部分寬度b相等,則可能看到的衍射光譜的級次為解:0,-

8、1,-3,-5,., km根據(jù)缺級公式 因獷薇主感取整數(shù)dsnfk'的倍卜球級qk,=2k, (d = 2a)注意神趣俞方程casing二kk九小得可看到的最局級次kmaxd 一=J一 |,所以本題應(yīng)寫到最高級次為止。一九5 .汽車兩盞前燈相距1,與觀察者相距S = 10 km.夜間人眼瞳孔直徑d = 5.0 mm人 眼敏感波長為 =550 nm (1 nm = 10 -9 m),若只考慮人眼的圓孔衍射,則人眼可分辨出汽車兩前燈的最小間距1 =m.解:由于日。很小,所以& S0o1.22 =一 D S代入=5.5 10,m,可得 =1.34 m三、計(jì)算題:01. (1)在單縫夫

9、瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,垂直入射的光有兩種波長,% = 4000 A ,0工2 =7600 A。已知單縫寬度為a=1.0M10"cm,透鏡焦距f=50cm。求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。(2)若用光柵常數(shù)d=1.0M10“cm的光柵替換單縫,其它條件和上一問相同,11x11o42計(jì)算題1 (1)圖本文檔為精品文檔,如對你有幫助請下載支持,如有問題請及時(shí)溝通,謝謝支持!求兩種光第一級主極大之間的距離。解:(1)兩種光單縫衍射第一級明紋asin %2k 131,.、Z1 , asine2 = -(2k + 1)?2因?yàn)?3 極小 X1 = f tgQ1 & f sin33fl2

10、a ,X2 = f tg2f sia23f 22a(2)光柵衍射第一主極大dsin7dsin% = k 2x = X2 - Xi = f (tg 一 tg)02.波長九=6000 A的單色光垂直入射到一光柵上,測得第二級主極大的衍射角為300,且第三級是缺級。(1)光柵常數(shù)d等于多少?(2)透光縫的寬度a等于多少?43(3)解:(1)由光柵方程dsin9 = k九知,對第二主極大k 2 6 107sin71sin30=2.4 10"m(2)第三級是第一缺級,在選定了上述d和a之后,求在屏幕上可能呈現(xiàn)的全部主極大的級次??芍猭' = 1時(shí)本文檔為精品文檔,如對你有幫助請下載支持,如有問題請及時(shí)溝通,謝謝支持!d AC, /最小a值為a=w=0.8M10 m3(3)由光柵方程dsin =卜卜可得4 4在無限遠(yuǎn)處sin g44maxd 2 10” 5.89 107=3.39計(jì)算題3 (2)圖考慮到土 3缺級,所以屏上R1W節(jié)極大級次是0產(chǎn)1,±2 ,共五條譜線。3.設(shè)光柵平面和透鏡都與屏幕平行,在平面透射光柵上每厘米有5000條刻線,用它來觀察鈉黃光(兒=589nm)的光譜線。(1)當(dāng)光線垂直入射到光柵上時(shí),能看到的光譜線的最高級數(shù)km是多少? 當(dāng)

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