幾何光學(xué)波動(dòng)光學(xué)一

1、幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)（一）作業(yè)班級:_ 姓名:_ 學(xué)號:_日期:_年_月_日 成績:_一、 選擇題1. 如圖所示，折射率為n2、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為n1和n3，已知n1< n2> n3若用波長為l的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束(用與示意)的光程差是 (A) 2n2 e (B) 2n2 el / 2.(C) 2n2 el (D) 2n2 el / (2n2) 2. 如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，并且 n1n2n3，l1為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長，則

2、兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為 (A) 2pn2e / ( n1 l1) (B)4pn1e / ( n2 l1) + p (C) 4pn2e / ( n1 l1) + p (D) 4pn2e / ( n1 l1) 3. 單色平行光垂直照射在薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，如圖所示，若薄膜的厚度為e，且n1n2n3，l1為入射光在n1中的波長，則兩束反射光的光程差為 (A) 2n2e (B) 2n2 e - l1 / (2n1) (C) 2n2 e - n1 l1 / 2 (D) 2n2 e - n2 l1 / 2 如圖，S1、S2是兩個(gè)相干光源，它們到P點(diǎn)的距離分別為r1和r2路徑S1

3、P垂直穿過一塊厚度為t1，折射率為n1的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過厚度為t2，折射率為n2的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于 (A) (B) (C) (D) 5. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)處是明條紋若將縫S2蓋住，并在S1 S2連線的垂直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射面M，如圖所示，則此時(shí) (A) P點(diǎn)處仍為明條紋 (B) P點(diǎn)處為暗條紋 (C) 不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋 (D) 無干涉條紋 6. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫的寬度原來是相等的若其中一縫的寬度略變窄(縫中心位置不變)，則 (A) 干涉條紋的間距變寬 (B) 干涉條紋的間距變窄 (C) 干涉條紋的

4、間距不變，但原極小處的強(qiáng)度不再為零 (D) 不再發(fā)生干涉現(xiàn)象 7. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫的寬度原來是相等的若其中一縫的寬度略變窄(縫中心位置不變)，則 (A) 干涉條紋的間距變寬 (B) 干涉條紋的間距變窄 (C) 干涉條紋的間距不變，但原極小處的強(qiáng)度不再為零 (D) 不再發(fā)生干涉現(xiàn)象 8. 在圖示三種透明材料構(gòu)成的牛頓環(huán)裝置中，用單色光垂直照射，在反射光中看到干涉條紋，則在接觸點(diǎn)P處形成的圓斑為 (A) 全明(B) 全暗 (C) 右半部明，左半部暗 (D) 右半部暗，左半部明 9. 如圖a所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣劈尖，用波長l500 nm (1 nm=10-9 m)

5、的單色光垂直照射看到的反射光的干涉條紋如圖b所示有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分的連線相切則工件的上表面缺陷是 (A) 不平處為凸起紋，最大高度為500 nm (B) 不平處為凸起紋，最大高度為250 nm (C) 不平處為凹槽，最大深度為500 nm (D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm 10. 把一平凸透鏡放在平玻璃上，構(gòu)成牛頓環(huán)裝置當(dāng)平凸透鏡慢慢地向上平移時(shí)，由反射光形成的牛頓環(huán) (A) 向中心收縮，條紋間隔變小 (B) 向中心收縮，環(huán)心呈明暗交替變化 (C) 向外擴(kuò)張，環(huán)心呈明暗交替變化 (D) 向外擴(kuò)張，條紋間隔變大 二、填空題11.單色平行光垂直入射到雙縫上

6、觀察屏上P點(diǎn)到兩縫的距離分別為r1和r2設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為n的媒質(zhì)，則P點(diǎn)處二相干光線的光程差為_ 12. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所用光波波長l5.461×104 mm，雙縫與屏間的距離D300 mm，雙縫間距為d0.134 mm，則中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級明條紋之間的距離為_ 13. 一雙縫干涉裝置，在空氣中觀察時(shí)干涉條紋間距為1.0 mm若整個(gè)裝置放在水中，干涉條紋的間距將為_mm(設(shè)水的折射率為4/3)14. 波長為l的平行單色光垂直地照射到劈形膜上，劈形膜的折射率為n，第二條明紋與第五條明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差是_15. 已知在邁克耳孫干涉儀中使用波長為l的單色光在干涉

7、儀的可動(dòng)反射鏡移動(dòng)距離d的過程中，干涉條紋將移動(dòng)_條16.有一凹球面鏡，曲率半徑為20 cm，如果把小物體放在離鏡面頂點(diǎn)6 cm處，則像在鏡_cm處，是_像（正或倒） 17.有一凸球面鏡，曲率半徑為20 cm如果將一點(diǎn)光源放在離鏡面頂點(diǎn)14 cm遠(yuǎn)處，則像點(diǎn)在鏡_cm處，是_像（實(shí)或虛）18.有一凸球面鏡，曲率半徑為40 cm，物體放在離鏡面頂點(diǎn)20 cm處，物高是4 cm，則像高為_cm，是_像（正或倒） 19.一薄透鏡對物體的橫向放大率m = _，m值的正或負(fù)表示像的_ 20.一薄透鏡的焦距f = -20 cm一物體放在p = 30 cm處，物高h(yuǎn)0 = 5 cm則像距q = _cm，像高

8、hi = _cm 三、 計(jì)算題21. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長l550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距a2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m求： (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距； (2) 用一厚度為e6.6×10-5 m、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(1 nm = 10-9 m) 22. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色光源S0到兩縫S1和S2的距離分別為l1和l2，并且l1l23l，l為入射光的波長，雙縫之間的距離為d，雙縫到屏幕的距離為D(D>>d)，如圖求： (1) 零級明紋到屏幕中央O點(diǎn)的距

9、離 (2) 相鄰明條紋間的距離 23.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D120 cm，兩縫之間的距離d0.50 mm，用波長l500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射雙縫(1) 求原點(diǎn)O (零級明條紋所在處)上方的第五級明條紋的坐標(biāo)x (2) 如果用厚度l1.0×10-2 mm， 折射率n1.58的透明薄膜復(fù)蓋在圖中的S1縫后面，求上述第五級明條紋的坐標(biāo)x¢24. 用波長為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四

10、條暗條紋中心 (1) 求此空氣劈形膜的劈尖角q； (2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？ (3) 在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？參考答案1.B 2.C 3.C 4.B 5.B 6.C 7.C 8.D 9.B 10.B11. n(r2 r1 ) 3分12. 7.32 mm 3分13. 0.75 3分14. 3l / (2n) 3分15. 2d /l 3分16. 后15（或-15） 2分 正 1分17.后5.8(或-5.8) 2分 虛 1分18. 2 2分 正 1分19. -( q / p ) 2分 正或倒

11、 1分20. -12 2分 2 1分21.解：(1) Dx20 Dl / a 2分 0.11 m 2分 (2) 覆蓋云玻璃后，零級明紋應(yīng)滿足 (n1)er1r2 2分設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級明紋，則應(yīng)有 r2r1kl 2分所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零級明紋移到原第7級明紋處 2分22.解：(1) 如圖，設(shè)P0為零級明紋中心 則 3分(l2 +r2) - (l1 +r1) = 0 r2 r1 = l1 l2 = 3l 3分 (2) 在屏上距O點(diǎn)為x處, 光程差 2分明紋條件 (k1，2，.) 在此處令k0，即為(1)的結(jié)果相鄰明條紋間距 2分23.解：(1) dx / D kl xDkl / d = (1200×5×500×10-6 / 0.50)mm= 6.0 mm 4分 (2) 從幾何關(guān)系，近似有 r2r1 有透明薄膜時(shí)，兩相干光線的光程差 d = r2 ( r1 l +nl) = r2 r1 (n-1)l 對零級明條紋上方的第k級明紋有 零級上方的第五級明條紋坐標(biāo) 3分 =1200(1.581)×0.01±5×5×10-4 / 0.50mm =19.9 mm 3分24.解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度