大學(xué)物理答案第十五章　光的衍射作業(yè)答案

1、第十五章光的衍射一、選擇題1. 根據(jù)惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為S，則S的前方某點P的光強度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點的（ D ）A. 振動幅度之和 B. 光強之和C. 振動振幅之和的平方 D. 振動的相干疊加2. 在單縫夫瑯和費衍射實驗中，波長為 的平行光垂直入射寬度 的單縫，對應(yīng)于衍射角30的方向，單縫處波面可分成的半波帶數(shù)目為（ ） A. 3個 B. 4個 C. 5個D. 8個 3. 在光柵夫瑯和費衍射實驗中，單色平行光由垂直射向光柵改變?yōu)樾比肷涔鈻?，觀察到的光譜線（）A.最高級次變小，條數(shù)不變 B.最高級次變大，條數(shù)不變C.最高級次變大，條數(shù)變多

2、D.最高級次不變，條數(shù)不變4. 包含波長為 與 的一束平行光垂直照射在單縫上，在衍射條紋中的 第一極小恰與的 第一極大位置重合，則 （ ）A. 12 B. 21 C. 23 D. 32 5. 在一衍射光柵中，b2a，則產(chǎn)生缺級現(xiàn)象的級次為（ ）A. 1, 3, 5 B. 2,4,6 C. 3, 6, 9 D. 4, 8, 126. 測量單色光的波長時，下列方法中哪一中方法最為準(zhǔn)確？（ ）A. 雙縫干涉 B. 劈尖干涉 C. 單縫衍射 D. 光柵衍射題7圖7. 在如圖所示的夫瑯和費單縫衍射裝置中，將單縫寬度a稍稍變窄，同時使會聚透鏡L沿y軸正方向作微小位移，則屏幕C上的中央衍射條紋將（ ）A.

3、變寬，同時向上移動B. 變寬，不移動C. 變寬，同時向下移動D. 變窄，同時向上移動8. 在單縫夫瑯和費衍射裝置中（如上題圖），當(dāng)把單縫S稍微上移時，衍射圖樣將（ ）A. 向上平移 B. 向下平移 C. 不動 D. 消失9. X射線射到晶體上，對于間距為d的平行點陣平面，能產(chǎn)生衍射主極大的最大波長為（ D ）A . d/4 B. d/2 C . d D . 2d10.全息照相是利用了 （ B ）完成的。A 透鏡成像原理 B. 光的干涉和衍射的原理C 光的偏振原理 D 晶體的二向色性二、填空題1. 在單縫夫瑯和費衍射示意圖中，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點上相遇時的位

4、相差為 2 ，P點應(yīng)為 暗 點。題1圖2. 在單縫的夫瑯和費衍射中，若衍射角增大，則菲涅耳半波帶的數(shù)目 增加 ，半波帶的面積 減小 ，各級條紋的亮度隨著級數(shù)的增大而 減小 。三、計算題1. 波長為5.0010-7m的平行光垂直入射于一寬為的狹縫，若在縫后有一焦距為的薄透鏡，使光線聚焦于屏幕上。求從衍射圖形中心點到下列各點的距離：(1) 第一級暗紋中心；(2) 第一級明紋的中心；(3) 第三級暗紋中心。解：單縫衍射明暗條紋條件已知 a , f , , 將k =1，3代入暗條紋條件得將k =1代入明條紋條件得2.以波長為400nm760nm（1nm10-9m）的白光垂直照射在光柵上，在它的衍射光譜

5、中，第二級和第三級發(fā)生重疊，問第二級光譜被重疊的波長范圍是多少？ 解：設(shè)第二級發(fā)生重疊的光波長為，第三級重疊的光波長為對應(yīng)的衍射角為 ，則有得 而取最小值為400nm，則最小為600nm所以的波長范圍是600nm760nm3. 波長=600nm的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大衍射角為30，且第三級是缺級。（1）光柵常數(shù)（a+b）等于多少？（2）透光縫可能的最小寬度a等于多少？（3）在選定了上述（a+b）和a之后，求在屏幕上可能呈現(xiàn)的全部主極大的級次。解：（1）. 由 代入 得 （2）. 由缺級條件第三級是缺級則 得 （3）. 最大級次（k=4時, =900, 舍去由于第三級是缺級，

6、則全部主極大的級次為：0；1；2 4. 一衍射光柵，每厘米有200條透光縫, 每條透光縫寬為a=210-9cm，在光柵后放一焦距f1m的凸透鏡，現(xiàn)以=600nm的單色平行光垂直照射光柵，求：（1）透光縫a的單縫衍射中央明紋寬度為多少？（2）在該寬度內(nèi)，有幾個光柵衍射主極大？解：（1）. 第一級暗紋中心滿足：得到第一級暗紋位置： 而中央明紋寬度為： （2）. 由光柵方程：和第一級暗紋中心條件：得：所以，在中央明紋范圍內(nèi)可見0；1；2共5個主極大5用波長=m的平行光照射一塊具有500條/mm狹縫的光柵，光柵的狹縫寬度 a=110-3mm，試問：（1）平行光垂直入射時，最多能觀察到第幾級譜線？實際能觀察到幾條譜線？（2）平行光與光柵法線呈夾角