攀枝花學(xué)院大學(xué)物理作業(yè)答案最新修改

1、第11章 光的干涉、衍射和偏振習(xí)題11-10圖11-10 如圖所示，由S點(diǎn)發(fā)出的=600nm的單色光，自空氣射人折射率=1.23的透明物質(zhì)，再射人空氣若透明物質(zhì)的厚度=1.0cm，入射角0，且SA=BC=5cm，求：(1)折射角為多少?(2)此單色光在這層透明物質(zhì)里的頻率、速度和波長(zhǎng)各為多少? (3)S到C的幾何路程為多少?光程又為多少? 解 （1）由折射定律可得（2）單色光在透明介質(zhì)中的速度，波長(zhǎng)和頻率分別為（3）S到C的幾何路程為S到C的光程為。11-11 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為0.30mm，用單色光垂直照射雙縫，在離縫1.20m的屏上測(cè)得中央明紋兩側(cè)第五條暗紋間的距離為22.78m

2、m，問(wèn)所用光波長(zhǎng)多少，是什么顏色的光？解法一 屏上暗紋的位置，把，以及d、值代人，可得，為紅光。解法二 屏上相鄰暗紋(或明紋)間距，把，以及d、值代人，可得。11-12 一雙縫裝置的一個(gè)縫被折射率為1.40的薄玻璃片所遮蓋，另一個(gè)縫被折射率為1.70的薄玻璃片所遮蓋。在玻璃片插入以后，屏上原來(lái)的中央極大所在點(diǎn)，現(xiàn)變?yōu)榈谖寮?jí)明紋。假定=480nm，且兩玻璃片厚度均為，求。解：插入介質(zhì)前的光程差(對(duì)應(yīng)級(jí)明紋)，插入介質(zhì)后的光程差 (對(duì)應(yīng)是級(jí)明紋)。前后兩次光程差的變化量為將有關(guān)數(shù)據(jù)代人可得11-13 在折射率=1.52的照相機(jī)鏡頭表面涂有一層折射率=1.38的增透膜，若此膜僅適用于波長(zhǎng)=550 n

3、m的光，則此膜的最小厚度為多少?解法一 設(shè)光垂直入射，由于，故無(wú)半波損失，則兩反射光的光程差，因?yàn)槭窃鐾改ぃ瑒t兩反射光的光程差滿(mǎn)足干涉相消條件：，得取，貝習(xí)題11-14圖11-14 如圖所示，利用空氣劈尖測(cè)細(xì)絲直徑，已知=589.3nm,=2.888×m,測(cè)得30條條紋的總寬度為4.295m，求細(xì)絲直徑。解 相鄰條紋間距，則細(xì)絲直徑為 因:,且故:11-15 用波長(zhǎng)為589.3nm的鈉黃光觀察牛頓環(huán)，測(cè)得某一明環(huán)的半徑為1.0m，而其外第四個(gè)明環(huán)的半徑為3.0 m，求平凸透鏡凸面的曲率半徑。解 設(shè)題中所述兩個(gè)明環(huán)分別對(duì)應(yīng)級(jí)和(+4)級(jí)明紋，則有, 解上述兩式可得11-16 在牛頓環(huán)實(shí)

4、驗(yàn)中，當(dāng)透鏡與玻璃間充滿(mǎn)某種液體時(shí)，第10個(gè)亮環(huán)的直徑由1.40x m變?yōu)?.27xm，試求這種液體的折射率。解 當(dāng)透鏡與玻璃之間為空氣時(shí)，級(jí)明紋的直徑為當(dāng)透鏡與玻璃之間為液體時(shí)，級(jí)明紋的直徑為解上述兩式得11-17 把折射率=1.40的薄膜放入邁克耳孫干涉儀的一臂，如果由此產(chǎn)生了7.0條條紋的移動(dòng)，求膜厚(設(shè)入射光的波長(zhǎng)為589 nm)。解 插入厚度為的薄膜后，前后兩次兩相干光光程差的改變量為，從而引起m條條紋的移動(dòng)，由，得11-18 單縫的寬度b=0.40 mm，以波長(zhǎng)=589 nm的單色光垂直照射，設(shè)透鏡的焦距。求：(1)第一級(jí)暗紋距中心的距離；(2)第二級(jí)明紋距中心的距離。解 (1)由

5、單縫衍射的暗紋條件，得,則第一級(jí)級(jí)暗紋距中心的距離為(2)由明紋條件，得，則第二級(jí)明紋距中心的距離為11-19 一單色平行光垂直照射于一單縫，若其第三條明紋位置正好和波長(zhǎng)為600nm的單色光入射時(shí)的第二級(jí)明紋位置一樣，求前一種單色光的波長(zhǎng)。解 根據(jù)單縫衍射第k級(jí)明紋中心位置公式: 第三級(jí)明紋位置: 第二級(jí)明紋位置: 因 ,故: 11-20 迎面而來(lái)的兩輛汽車(chē)的車(chē)頭燈相距為1.0 m，問(wèn)在汽車(chē)離人多遠(yuǎn)時(shí)，它們剛能為人眼所分辨?設(shè)瞳孔直徑為3.0mm，光在空氣中的波長(zhǎng)=500 nm。解 人眼的最小分辨角為： 因: 此時(shí)，人與車(chē)之間的距離為11-21 為了測(cè)定一個(gè)給定光柵的光柵常數(shù)，用=632.8

6、nm的單色平行光垂直照射光柵，已知第一級(jí)明條紋出現(xiàn)在的方向上，試問(wèn)這光柵的光柵常數(shù)為多少?第二級(jí)明條紋出現(xiàn)在什么角度？若使用這光柵對(duì)某單色光進(jìn)行同樣的衍射實(shí)驗(yàn)，則得第一級(jí)明條紋出現(xiàn)在的方向上，問(wèn)這單色光的波長(zhǎng)為多少？對(duì)這單色光最多可能看到第幾級(jí)明條紋？解 由題意知，在時(shí)，衍射角，由垂直入射時(shí)的光柵方程可得光柵常數(shù)當(dāng)時(shí)，因>1，則第二級(jí)明紋所對(duì)應(yīng)的衍射角不存在，因此用此波長(zhǎng)的光照射光柵不會(huì)出現(xiàn)第二級(jí)明紋。若用另一種波長(zhǎng)的光照射此光柵，因第一級(jí)明紋(k=1)出現(xiàn)在的方向上，得令，可得用此波長(zhǎng)光照射時(shí)，屏上出現(xiàn)的最大條紋級(jí)次為因只能取整數(shù)，則，故最多只能看到第二級(jí)明紋。11-22 測(cè)得從一池靜

7、水的表面反射出來(lái)的太陽(yáng)光是線偏振光，求此時(shí)太陽(yáng)處在地平線的多大仰角處?(水的折射率為1.33) 分析 設(shè)太陽(yáng)光(自然光)以入射角i入射到水面，則所求仰角。當(dāng)反射光起偏時(shí)，根據(jù)布儒斯特定律，有(其中，為空氣的折率，為水的折率)。解 根據(jù)以上分析，有11-23 使自然光射到互相平行的兩個(gè)偏振片上，若（1）透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的；（2）透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的；則這兩個(gè)偏振片的偏振化方向的夾角為多少？解 （1）根據(jù)馬呂斯定律有 因透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的,即: 故: 或（2）透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的即:代入得或11-24 使自然光通過(guò)兩個(gè)偏振化方向相交的偏振片，透射光強(qiáng)為I1，今在這兩個(gè)偏振片之間插入另一偏振片，

8、它的方向與前兩個(gè)偏振片均成角，則透射光強(qiáng)為多少?分析 設(shè)入射自然光強(qiáng)為，偏振片I對(duì)人射的自然光起檢偏作用，透射的偏振光光強(qiáng)恒為，而偏振片對(duì)入射的偏振光起檢偏作用，此時(shí)透射與入射的偏振光強(qiáng)滿(mǎn)足馬呂斯定律。若偏振片插入兩塊偏振片之間，則偏振片、均起檢偏作用，故透射光強(qiáng)必須兩次應(yīng)用馬呂斯定律方能求出。解:設(shè)入射自然光強(qiáng)為，則入射光通過(guò)偏振片I和后，透射光強(qiáng)為現(xiàn)在這兩個(gè)偏振片之間插入另一偏振片,其透射光強(qiáng)為兩式相比可得11-22題圖11-25 如圖所示的X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，入射X線不是單色的，而是含有從0.095nm到0.13 nm這一范圍內(nèi)的各種波長(zhǎng)設(shè)晶體的晶格常數(shù)，試問(wèn)對(duì)圖示的晶面能否產(chǎn)生強(qiáng)反射?分析 X射線入射到晶體上時(shí)，干涉加強(qiáng)條件為，其中，1，2，在晶格常數(shù)d和掠射角(注意不是入射角)確定的情況下，并不是任意波長(zhǎng)的X射線均能產(chǎn)生強(qiáng)反射。本題應(yīng)結(jié)合人射X射線波長(zhǎng)范圍為到這一條件，先求滿(mǎn)足上式的值的取值范圍，然后確定值及相對(duì)應(yīng)的波