一、几何光学部分
1、孔径都等4cm 的两个薄透镜组成同轴光具组,一个透镜是会聚的,其焦距为5cm ;另一个是发散的,其焦距为10cm 。两个透镜中心间的距离为4cm 。对于会聚透镜前面6cm 处的一个物点,试问:
(1)哪一个透镜是有效光阑?
(
s '=
f s
f s ''+=5454cm cm cm cm
-?-?=20cm y '=s y s '=
2044cm cm cm ?=20cm (2分) 所以发散透镜经会聚透镜所成的像对物点所张的孔径角为
2L
u '=26y arctg s cm
'
'+=1026arctg =21230''' (1分) 会聚透镜对物点所张孔径角1L
u '=26y
arctg cm
=2
6arctg =1826' (1分) 因为2L
u '>1L u ',所以会聚透镜1L 为同轴光具组的有效光阑。 (1分) (2)1L 为入射光瞳,其直径为4cm 。 (1分)
1L 经2L 成的像为出射光瞳,光瞳的位置s '及大小y '分别计算如下:s =-4cm ,f '=-10cm
s '=f s
f s
''+=4(10)410cm cm cm cm -?---=207-cm=-2.857cm
y '=s y s '
=20744
-?-=2.857cm (2分)
2、(1)显微镜用波长为250nm 的紫外光照射比用波长为500nm 的可见光照射时,其分辨本领增大多少倍?
(2)它的物镜在空气中的数值孔径约为0.75,用紫外光时所能分辨的两条线之间的距离是多少?
(3)用折射率为1.56的油浸系统时,这个最小距离为多少? (1)显微镜的分辨极限为:y ?=
0.61sin n u
λ
(2分)
在其他条件一样,而用以不同波的光照射时,有
12y y ??=1
2
λλ 则1y ?=
1
2
λλ2y ?=500250nm nm 2y ?=22y ?,即用紫外光250nm 时显微镜的分辨本领增至2倍,
即增大1倍。 (2分)
(2)用紫外光照射时的分辨极限为
y ?=
0.61sin n u λ=90.61250100.75
m -??=2.037
10-?m=0.20um (2分) (3)用紫外光照射并且用油浸系统时的分辨极限为
y ?=
0.61sin n u λ=90.61250100.75 1.56
m -???=1.37
10-?m=0.13um (2分)
3、一个折射率为1.6的玻璃哑铃,长20cm ,两端的曲率半径为2cm 。若在离哑铃左端5cm 处的轴上有一物点,试求像的位置和性质。
解:(1)哑铃左端折射面的折射:
r =-2cm ,1s =-5cm ,n =1.0,n '=1.6 (2分) 由
1s n ''-1s n =r n n -',得1
6.1s '-50.1-=20
.16.1-,解得:1
s '=16cm (2分) (2)哑铃右端折射面的折射:
r =-2cm ,2s =-5cm ,n =1.0,n '=1.6 (2分) 由
2s n ''-2s n =r n n -',得2
0.1s '-46.1-=26
.10.1--,解得:2
s '=-10cm (2分) 最后的像是一个虚像,并落在哑铃的中间。
二、干涉 1、波长为500nm 的绿光投射在间距d 为0.022cm 的双缝上,在距离180cm 处的光屏上形成干涉条纹,求相邻两个亮条纹之间的距离。若改用波长为700nm 的红光投射到此双缝上,相邻两个亮纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹之间的距离。 解:∵
λd r y y
y j
j 0
1
=-
=+?∴ 409
.010*******
.018081≈??=?-y cm (2分) 2y ?=
1800.022
3700038
10- ≈0.573cm (2分) 又∵
λ
d r j y 0
=,2=j ∴8
1
2
10
)50007000(022.01802)(-?-??=-=?λλd r j y ≈0.327 cm
or: 328.0221
2
≈?-?=?y y y cm (4分)
2、在杨氏实验装置中,光源波长为640nm ,两狭缝间距为0.4mm ,光屏离狭缝的距离为50cm 。试求:(1)光屏上第一亮条纹和中央亮条纹之间的距离;(2)若P 点离中央亮条纹为0.1mm ,问两束光在P 点的相位差是多少?(3)求P 点的光强度和中央点的强度之比。
解:∵ .
??? ?
?
=?λd r y λ
d r
j y 0
= j=0,1 (2分)
∴ (1) 08
.0104.604
.050
)01(5
=???
-=?-y cm (1分) (2) 4104.650001.004.020225
π
πλππ?=
????=?=?=?-r dy j (2分)
(3)
2c o s
41
2221??-=-
A I 2104A I =- 41
2π??=- 854
.08cos 24cos
2
2
≈==ππ
I
I p
(3分)
3、用白光垂直照射厚度为5
104-?cm 的膜表面,折射率为1.5,试求:(1)在可见光范围内,该膜正面反射光中得到加强的光波波长?(2)在可见光范围内,该膜的背面,透射
光中得到加强的光波波长?
解:已知2i =0,d =5
104-?cm=7
410-?m ,n =1.5, 对于反射光的相长干涉:(可见光范围:390nm~760nm )
δ反=2cos 2i nh +2λ=2nh +2λ
=λj (j =1,2,3,…),λ=
212
nh
j - (2分) j =1时λ=4nh =2400nm ,j =2时λ=43
nd
=800nm ,
j j =3时λ=45nd =480nm ,j =4时λ=47nd =343nm ,j =5时λ=49
nd
=267nm
在可见光范围内,反射光中得到加强的光波波长有:480nm (2分) 透射光相长干涉δ反=2cos 2i nh =2nh =λj (j =1,2,…),λ=
2nh
j
(2分) j =1时λ=2nh =1200nm ,j =2时λ=
22
nd
=600nm , j j =3时λ=23nd =400nm ,j =4时,λ=24nd =300nm ,j =5时,λ=25nd
=240nm
在可见光范围内,透射光中得到加强的光波波长有:400nm 和600nm (2分)
4、双缝干涉中,双缝间距是0.20mm ,用波长为615nm 的单色光照明,屏上两相邻条纹的间距为1.4cm ,则屏到双缝的间距为多大?(4.55m )
5、用氩离子激光器的一束蓝绿光去照射双缝,若双缝的间距为0.50mm ,在离双缝距离为3.3m 处的屏上,测得第1级亮纹与干涉花样的中央之间距离为3.4mm ,氩离子激光的这一束谱线的波长为多大?(515nm)
6、氦灯的波长为587.5nm 的黄色光照射在双缝上,双缝间距为0.2mm ,在远方的屏上,测得第2级亮纹与干涉花样的中央之间的距离为双缝间距的19倍,求屏与双缝之间的距离。(0.340m )
7、一双缝装置的一条缝被折射率为1.4的薄玻璃片遮盖,另一条缝被折射率为1.7的薄玻璃处遮盖。两玻璃片具有相同的厚度t ,在玻璃插入前,屏上原来的中央亮纹处被现在第5条亮纹所占据。设入射单色光波波长为480nm ,求玻璃片的厚度。(8.0um )
8、菲涅耳双棱镜干涉仪如图所示。棱镜的顶角A 非常小。由狭缝光源S0发出的光,通过棱镜后分成两束相干光,它们相当于从虚光源S1和S2直接发出,S1和S2的间距d=2aA(n-1),其中a 表示狭缝到双棱镜的距离,n 为棱镜折射率。若n=1.5,A=6’,a=20cm ,屏离棱镜b=2m 。 (1)计算两虚光源之间的距离。(0.35mm )
(2)当用波长为500nm 的绿光照射狭缝S0时,问屏上干涉条纹的间距为多大?(3.1mm )
9、洛埃镜图中,其观察屏幕紧靠平面镜,其接触点为O 。线光源S 离镜面距离d=2.00mm ,屏离光源距离D=20.0cm 。假设光源的波长为590nm ,试计算出屏上前三条亮纹离O 点的距离。
10、双缝干涉实验中,用波长为600nm 的单色光,照射间距为0.85mm 的双缝,屏离双缝距离2.8m ,屏上离开干涉图样中央2.50mm 有一点,试计算该点的光强与中央亮纹光强之比。 11、在白光照射下,从肥皂膜正面看呈现红色,设肥皂膜的折射率为1.44,红光波长取660nm ,求膜的最小厚度。
12、用白光垂直照射在厚度为44
10-?cm 的薄膜表面,若薄膜的折射率为1.5,试求在可见光谱范围内,反射光中得到加强的光波波长。
13、垂直入射的白光从肥皂膜上反射,在可见光谱中有一干涉极大(波长为600nm ),而在紫端(波长为375nm )有一干涉极小。若肥皂膜的折射率取1.33,试计算这肥皂膜的厚度的最小值。
14、波长可以连续变化的单色光,垂直投射在厚度均匀的薄油膜(折射率为1.30)上,这油膜覆盖在玻璃板(折射率为1.50)上,实验上观察到在500nm 与700nm 这两个波长处,反射光束是完全相消干涉,而且在这两个波长之间,没有其他的波长的光发生相消干涉。试求油膜的厚度。 15、垂直入射的白光从肥皂薄膜上反射,在可见光谱中600nm 处有一干涉极大,而在450nm 处有一干涉极小,在这极大与极小之间没有另外的极小,若膜的折射率为1.33,求这膜的厚度。
16、白光垂直照射到空气中厚度为380nm 的肥皂膜上,设肥皂膜的折射率为1.33,试问:(1)该膜的正面哪种波长的光被反射得最多?(2)该膜的背面哪种波长的光透射的强度最强?
17、由折射率为1.4的透明材料制成的一劈尖,尖角为1.04
10-?rad ,在某单色光照射下,可测得两相邻亮纹之间的距离为0.25cm ,求此单色光在空气中的波长。
18、两块矩表的平面玻璃片,把一薄纸从一边塞入它们之间,便形成一个很薄的空气劈,用波长为589nm 的钠光正入射玻璃片,便形成干涉条纹。从垂直于接触边缘的方向量得每厘米长度上有10条亮纹,求此空气劈的顶角。
19、测得牛顿暗环从中间数第5环和第15环的半径分别为0.70mm 和1.7mm ,求透镜的曲率半径,设所用单色光的波长为0.63um 。
20、一平凸透镜,其凸面的曲率半径为120cm ,以凸面朝下把它放在平板玻璃上,以波长650nm 的单色光垂直照射,求干涉图样的第3条亮环的直径。
21、在牛顿环实验中,平凸透镜的凸面曲率半径为5.0m ,透镜的直径为2.0cm ,所用的单色光为钠黄光(589nm )。(1)可以产生多条亮环?(2)要是把这个装置浸没在水(折射率为1.33)中,又会看到多少条亮环?
22、若迈克尔逊干涉仪中的反射镜M2移动距离为0.233mm ,则数得干涉条纹移动792条,求所用单色光的波长。
23、把折射率为1.4的透明薄膜放在迈克尔逊干涉仪的一条臂上,由此产生7条干涉条纹的移动,若已知所用光源的波长589nm ,则这膜的厚度为多大?
三、衍射
1、已知平面透射光栅狭缝的宽度b=1.58233
10-mm ,若以波长632.8nm 的He-Ne 激光垂直入射在这光栅上,发现第四级缺级,会聚透镜的焦距为 1.5m 。试求:(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的线距离。(2)屏幕上所呈现的全部亮条纹数。 解:(1)设透射光栅中相邻两缝间不透明部分的宽度均等于a ,光栅常数d=a+b ,
当d=4b 时,级数为±4,±8,±12,……的谱线都消失,即缺级。故光栅常数d=4b=6.3283
610-m (1分)
由光栅方程可知第一级亮条纹与第二级条纹距中央条纹的角距离(即衍射角)分别为:
1sin d θ=λ,2sin d θ=2λ,1sin θ=
d
λ 2sin θ=2d λ (1分)
若会聚透镜的焦距为f ,则第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的线距离分别为:
1x =ftg 1θ≈f 1sin θ=f
d
λ ,2x =ftg 2θ≈f 2sin θ=f
2d λ
(1分) 则在屏幕上第一级与第二级亮条纹的间距近似为:
1x ?=2x -1x =f d λ=5.110
328.610328.66
7
???--=0.15m (1分) (2从光栅方程sin d θ=k λ,以θ=2
π
代入,可以求出最大级次m k
m k =d λ=6
7
6.328106.32810
--??=10 (2分) 级数为±4,±8,±12,……的缺级,而k =±10时, sin θ=1, θ=±2
π
,无法观察到
所以,屏幕上所呈现的全部亮条纹级次为:0 ±1, ±2, ±3, ±5, ±6 ,±7, ±9共有15条. (2分)
2、已知平面透射光栅狭缝的宽度b=1.58233
10-mm ,若以波长632.8nm 的He-Ne 激光垂直入射在这光栅上,发现第四级缺级,会聚透镜的焦距为 1.7m 。试求:(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的线距离。(2)屏幕上所呈现的全部亮条纹数。
解:1)设透射光栅中相邻两缝间不透明部分的宽度均等于a ,光栅常数d=a+b ,
当d=4b 时,级数为±4,±8,±12,……的谱线都消失,即缺级。故光栅常数d=4b=6.3283
610-m (1分)
由光栅方程可知第一级亮条纹与第二级条纹距中央条纹的角距离(即衍射角)分别为:
1sin d θ=λ,2sin d θ=2λ,1sin θ=
d
λ 2sin θ=2d λ (1分)
若会聚透镜的焦距为f ,则第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的线距离分别为:
1x =ftg 1θ≈f 1sin θ=f
d
λ ,2x =ftg 2θ≈f 2sin θ=f 2d λ
(1分)
则在屏幕上第一级与第二级亮条纹的间距近似为:
1x ?=2x -1x =f d λ=
7.110328.610328.66
7
???--=0.17m (1分) (2从光栅方程sin d θ=k λ,以θ=
2
π
代入,可以求出最大级次m k m k =d
λ=6
7
6.328106.32810
--??=10 (2分) 级数为±4,±8,±12,……的缺级,而k =±10时, sin θ=1, θ=±2
π
,无法观察到
所以,屏幕上所呈现的全部亮条纹级次为:0 ±1, ±2, ±3, ±5, ±6 ,±7, ±9共有15条. (2分)
3、已知平面透射光栅狭缝的宽度b=1.58233
10-mm ,若以波长632.8nm 的He-Ne 激光垂直入射在这光栅上,发现第四级缺级,会聚透镜的焦距为 1.9m 。试求:(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的线距离。(2)屏幕上所呈现的全部亮条纹数。 解:(1)设透射光栅中相邻两缝间不透明部分的宽度均等于a ,光栅常数d=a+b ,
当d=4b 时,级数为±4,±8,±12,……的谱线都消失,即缺级。故光栅常数d=4b=6.3283
610-m (1分)
由光栅方程可知第一级亮条纹与第二级条纹距中央条纹的角距离(即衍射角)分别为:
1sin d θ=λ,2sin d θ=2λ,1sin θ=
d
λ 2sin θ=2d λ (1分)
若会聚透镜的焦距为f ,则第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的线距离分别为:
1x =ftg 1θ≈f 1sin θ=f
d
λ,2x =ftg 2θ≈f 2sin θ=f 2d λ
(1分)
则在屏幕上第一级与第二级亮条纹的间距近似为:
1x ?=2x -1x =f d λ=
9.110328.610328.66
7
???--=0.19m (1分) (2从光栅方程sin d θ=k λ,以θ=2π代入,可以求出最大级次m k ,m k =d λ=6
7
6.328106.32810
--??=10(2分)
级数为±4,±8,±12,……的缺级,而k =±10时, sin θ=1, θ=±
2
π
,无法观察到。 所以,屏幕上所呈现的全部亮条纹级次为:0 ±1, ±2, ±3, ±5, ±6 ,±7, ±9共有15条. (2分)
4、用波长为624nm 的单色光照射一光栅,已知该光栅的缝宽b 为0.012mm ,不透明部分的宽度a 为0.029mm ,缝数N 为1000条。求:(1)单缝衍射图样的中央角宽度;(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱?(3)谱线的半角宽度为多少?(姚P149-17)
解:(1))
(104.0012
.010
62402227
rad b =??==-λ
θ (2)θθλθ≈=sin ,sin j d
()
条条纹
共有即:级定:共有光谱级数由下式确范围内
单缝衍射花样包络下的或:级
73,2,1,0342.3012
.0041.034.310
62402104.0041.07
∴±±±==≈==≈??=
?=
∴-j b d d j λ
θ
(3)
5、用每毫米内有400条刻线的平面透射光栅观察波长为589nm 的钠光谱。试问:(1)光垂
直入射是,最多能观察到几级光谱,可以观察到几条光谱?(2)光以30o角入射时,最多
能观察到几级光谱,可以观察到几条光谱?(姚P149-15) 解: ()λθθj d =±0
sin sin
)
(424.42356.01400105980111
90
1sin sin 0sin 17
max
max
级而,即取最大值,,有)当垂直入射时,(≈==
??==
=
∴=
=====-N d
j
N
d j j d λλθθθλ
θθ
可以观察到9条光谱线。
()()rad Nd rad Nd 5
3
7
5
3
7
3
7
1052.1041
.010*******cos 10524.19986
.0041.01010
62401802
104.0cos 041.010106240cos -----?=??==?=?≈???=
?
?? ??????=
=?λθθθπθ
λ
θ,则:
角极小,可令或:
()
())(621141sin301
1sin 20
max
级)(’=?
?? ??+?=+=
+=
N
d j
λλ
θ 可以观察到9条光谱线。j=-2,-1, 0,1,2,3,4,5,6
四、偏振
1、线偏振光垂直入射到一块光轴平行于表面的方解石波片上,光的振动面和波片的主截面成30o角。求:(1)透射出来的寻常光和非常光的相对强度为多少?(2)用波长为589nm 的钠光入射时如要产生90o的相位差,波片的厚度应为多少?(姚P371-7) 解:(1)投射出来的寻常光和非常光的振幅分别为:
31
3030cos 30sin 30
cos 30
sin 2
2
2
2
000==??? ??==∴==
tg A A A A I I A A A A e e
e
(4分)
(2)
()2220
π
λ
π
δλ
π
?=
-=
=
?d n n
e
(2分)
()
()
()cm n
n d e
5
8
1056.8468.1658.1410
58904--?≈-??=
-=
∴λ
(2分)
2、光强为I 的部分偏振光垂直通过两个平行放置的偏振片P 1和P 2,转动P 1测得通过P 1的最大光强与最小光强之比M I :m I =3:1。求:(1)入射光的偏振度。(2)令P 1处于透过光强最大的位置,求P 2和P 1透振方向夹角为60°时的透射光强。
解:(1)由转动P1测得通过P1的最大光强与最小光强之比M I :m I =3:1
得P=
max min max min I I I I -+=M m M m I I I I -+=33m m
m m
I I I I -+=0.5 (3分)
(2)部分偏振光的光强由自然光n I 和线偏振光p I 组成.即I=n I +p I
经P1后,最大光强为M I =n I /2+p I , (1分)
最小光强为m I =n I /2 (1分)
则: M I =m I +p I ,由M I =3m I ,得p I =2m I =n I , I=n I +p I =2n I ,n I =I/2 当P1处于透过光强最大的位置时, 1I =M I =3I/4
2I =1I 2cos 60°=1I /4=3I/16 (3分)
3、P1和P2为透振方向互相平行的两个偏振片,G 为波晶片,波晶片的主截面与P1的透振方向成30°角。用λ为600nm ,光强为0I 的自然光垂直照射P1,设波晶片的厚度t=10μm ,寻常和非常光的主折射率之差o n -e n =0.0625。求:(1)透过偏振片P1的光振动的光强和振幅;(2)晶片内的寻常光和非常光透射出晶片时的振幅和相位差;(3)这两个线偏振光透过偏振片P2时的振幅和干涉的光强。
解:如图所示,用e 表示波晶片光轴,P1与e 的夹角为1θ=30°,
1)0I 过P1的光强1I =0I /2,过P1后的振幅为1A
2
(1
(2)1A 经过G 后的寻常光振幅1o A =1sin θ1A =1
A /2=4
(11A 经过G 后的寻常光振幅1e A =1s co θ1A 1A (1分)
??晶=2πλ(o n -e n )t=69
20.0625101060010
π
--????=2π(1分) (3)过P2后,两线偏振光的振幅2o A =1sin θ1o A (1分)
2e A =1cos θ1e A =(1分)
又 P1//P2,则P2投影产生?'?=0(1分)??=?'?+??晶=2π(1分)
I =
22o A +22e A +22o A 2e A cos ??=(2e A +2o A )2
=0I /2(1分)
4、(1)线偏振光垂直入射到一块表面和光轴平行于表面的波片,透射出来后,原来在波片中的寻常及非常光产生了大小为π的相位差,问波片的厚度为多少?( 1.5442o n =,1.5533e n =,500nm λ=)
(2)问这块波片应怎样放置才能使透射出来的光是线偏振光,而且它的振动面和入射光的振动面成90o角?(姚P371-9) 解:(1)
()()π
λ
π
?1220
+±=-=
?k d n n e
()()
()()()()cm k k n n k d e
3
801075.2125533.15442.1210500012212--??+≈-???+±=
-+±=
∴λ
(2)振动面与晶片主截面成
45角放置可满足要求。
这是半波片,平面偏振光 垂直入射经过半波片而透射出来以后,仍是平面振光,若入射时振动面与晶片主截面之间交
角为θ,则透射出来的平面偏振光的振动面从原来的方位转过θ2,现在
902=θ, ∴
应有
45=θ放置。
5、一线偏振光垂直入射到一方解石晶体上,它的振动面和主截面成30o角。两束折射光通过在方解石后面的一个尼科耳棱镜,其主截面与入射光的振动方向成50o角,计算两束透射光的相对强度。(姚P371-6)
解:经方解石透射出来时的两束平面偏振光的振幅分别为:
30cos 30
sin 0
A A A A e
==
再经过尼科耳棱镜后,透射出来的仍是两束平面偏振光。 (1) 振动面与尼科耳主截面在晶体主截面两侧时,其透射光的振幅分别为:
()
??
????==≈===≈=???
? ?
?=???
?
??=???? ?
?==
20cos 70cos :73
.220044
.0044.0203020cos 30cos 20sin 30sin 20
cos 20sin 20
sin 20
cos 2
122
10
20
2
2
2
120
22
1
2
2220
2
2
2
02
1
2
2
1
e e
e
e
e
e
e
I I I I or A
A I I A
A I I tg tg A A A A A A
A A A A 或:即: 044.020cos 30cos 70cos 30sin 2
2
2
2
220
≈=
I I I I e
(2) 振动面与尼科耳主截面在晶体主截面同侧时,其透射光的振幅分别为:
()
0933
.072
.1072.10103010sin 30cos 10cos 30sin 10
cos 30sin 10cos 10
sin 30cos 10sin 20
22202
2
2
'
1
'2
'
2
'
1
==≈=?
?? ?
?=???? ?
?∴====I
I
I
I
ctg tg A A A A A A A A A A e e
e
或:即:
五、量子光学 常量:34
6.6310
h J s -=??,191.610e C -=?,81310c m s -=??
1、已知铝的逸出功为4.2eV ,有λ=200nm 的单色光投射到铝表面上,求:(1)由此发射出来的光电子的最大动能;(2)遏止电压;(3)铝的红限。 解:
(1)由h ν=21
2
m mv +A 得光电子的最大动能为 212m mv =h ν-A=hc λ-A=34896.631031020010
--????-4.231.631910-=3.2331910-J=2.0eV (3分) (2)由212m mv =e a U ,遏止电压为a U =1e 22
12m mv =2.0eV e
=2.0V (2分)
(3)铝的红限为
0ν=A h =1934
4.2 1.6106.6310
--???Hz=10.1314
10Hz 或0λ=0c
ν=814
3.01010.110
??m=2.9637
10-m=296nm (3分)
2、在康普顿散射实验中,现有①波长为0.1n m 的X 射线;②波长为1.883
10-?nm 的γ射线与自由电子碰撞,如从和入射解成90°方向去研究散射。问:(1)求这个方向的波长改变量λ?。(2)该波长的改变量与原波长的比值为多少? 解:(1)根据康普顿效应的波长改变表达式 当θ=90°时,有
(2分)
λ?=1
831341031011.91063.62---???????s
m kg s J 2)22(?=2.431210-?m=0.00243nm (2分) (2)波长改变量λ?与原波长的比值分别为
X 射线:2λλ?=nm nm
1.000243.0=
2.4210-? (2分) γ射线:3λλ?=nm nm
00188.000243.0=1.3 (2分)
2、在康普顿散射实验中,现有①波长为0.1n m 的X 射线;②波长为1.883
10-?nm 的γ射线③波长为400nm 的可见光与自由电子碰撞,如从和入射解成90°方向去研究散射。问:(1)
求这个方向的波长改变量λ?。(2)该波长的改变量与原波长的比值为多少? 解:(1)根据康普顿效应的波长改变表达式 当θ=90°时,有 (2分)
λ?=1
831341031011.91063.62---???????s
m kg s J 2)22(?=2.431210-?m=0.00243nm (2分) (2)波长改变量λ?与原波长的比值分别为
,2
sin 2200θ
λλλc m h =-=?,2
sin 2200
θλλλc m h =-=?
可见光:
1
λλ?=nm nm 40000243.0=6.16
10-? (2分)
X 射线:
2λλ?=
nm
nm
1.000243.0=
2.42
10-? (2分)
γ射线:3λλ?=nm nm 00188.000243.0=1.3 (2分)
3、已知镍的逸出功为4.84eV ,有λ=212nm 的单色光投射到镍表面上,求:(1)由此发射出来的光电子的最大动能;(2)遏止电压;(3)镍的红限。 解:1)由h ν=
21
2
m mv +A 得光电子的最大动能为 212m mv =h ν-A=hc λ-A=983410
2121031063.6--????J-4.8431.631910-J=1.63831910-J=1.0eV (3分)
(2)由
21
2m mv =e a U ,遏止电压为 a U =1e 2212m mv =
e
eV
0.1=1.0V (3分) (3)镍的红限为0ν=A h =34
1910
63.684.4106.1--???Hz=11.68314
10Hz 或0λ=0c ν=148
1068.11103??m=2.573710-m=257nm (2分)
4、已知镍的逸出功为4.84eV ,用不同波长的单色光照射作为球形真空电池内电极的镍球,所得的光电流I
解:因为接触电势差与外加电压是反向,所以当外加电压的数值与接触电势差的数值相等时,光电子不受电场力作用,这时单位时间内发射的光电子将以恒定的速度(发射时的速度)全部到达阳极,即光电流达到饱和。反过来说,光电流达到饱和时所对应的外加电压就等接触
-0.5 0 0.4 1.0 V /V
电势差。由图知接触电势差ka V =1.0V 由
hc
λ
=h ν=Ni W +e(g V +ka V )
当g V =-0.5V 时,
1
hc
λ=Ni W +e(g V +ka V )=4.84eV+(-0.5eV+1.0eV)=5.34eV
1λ=5.34hc eV =34819
6.63103105.34 1.610
--?????=2329
10-?m=232nm 当g V =-0V 时,
2
hc
λ=Ni W +e(g V +ka V )=4.84eV+1.0eV=5.84eV
2λ=5.84hc eV =34819
6.63103105.84 1.610
--?????=2129
10-?m=212nm 当g V =0.4V 时,
3
hc
λ=Ni W +e(g V +ka V )=4.84eV+(0.4eV+1.0eV)=6.24eV
3λ=6.24hc eV =34819
6.63103106.24 1.610
--?????=1989
10-?m=198nm
5、从钠中取去一个电子所需的能量为2.3eV ,试求:(1)从钠表面光电发射的截止(红限)波长为多少?(2)钠是否会对λ=6800A 的橙黄色光表现出光电效应?是否会对λ=200nm 光表现出光电效应?(3)如果能,则出射的最快光电子的能量是多少?遏止电压是多少?
解:(1)0ν=A h ,0λ=0c
ν=A ch =19
34810
602.13.210626.6103--?????≈53957
10-?cm=5395A (2分) (2)钠不会对λ=6800A 的橙黄色光表现出光电效应。(1分) 钠会对λ=200nm 光表现出光电效应。(1分) (3)波长200nm 的光子能量为:E=h ν=hc λ=9
83410
2001031063.6--????J=6.2eV 212m mv =h ν-A=hc λ-A=983410
2121031063.6--????J-2.331.6319
10-J=3.9eV (2分)
由
21
2
m mv =e a U ,遏止电压为 a U =1e 2212m mv =
e
eV
9.3=3.9V (2分)
6、某光电阴极对于491nm 的光,发射光电子的遏止电压为0.71V 。当改变入射光波长时,其遏止电压变为1.43V ,①试求此时对应的入射光波长为多少?②两种光入射时发射光电子的能量分别是多少? 解:
①h ν=
21
2
m mv +A= e a U +A 则:e a U =h ν-A=hc
λ
-A (1)
e 0
U '=h ν-A=λ'
hc
-A (2) (2)-(1)得:e 0
U '- e a U =λ'hc -hc λ
=hc (λ'1-λ1)
λ'1=hc U U e )(00-'+λ1=8
34191031063.6)71.043.1(106.1???-?--+≈?-1010
491010.2616710?1
-m λ'=3823A ②2
12m mv =e a U =0.71eV 22
1
m
v m '=e 0U '=1.43eV
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案 一、选择题 1.如果把光导纤维聚成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端,如图所示.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了( ) A .光的全反射 B .光的衍射 C .光的干涉 D .光的折射 2.半径为R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB =60°,若玻璃对此单色光的折射率n =3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( ) A .3R B .2R C . 2R D .R 3.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( ) A .小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B .小球所发的光能从水面任何区域射出 C .小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D .小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 4.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是( ). A . B .
C.D. 5.两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中,发生了如图所示的折射现象(a>)。下列结论中正确的是() A.光束的频率比光束低 B.在水中的传播速度,光束比小 C.水对光束的折射率比水对光束的折射率小 D.若光束从水中射向空气,则光束的临界角比光束的临界角大 6.有一束波长为6×10-7m的单色光从空气射入某种透明介质,入射角为45°,折射角为30°,则 A.介质的折射率是 2 B.这束光在介质中传播的速度是1.5×108m/s C.这束光的频率是5×1014Hz D.这束光发生全反射的临界角是30° 7.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是() A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长 B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生 C.A光的频率比B光的频率高 D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一
几何光学测试题 1、如图(a )所示,一细长的圆柱形均匀玻璃棒,其一个端面是平面(垂直于轴线),另一个端面是球面,球心位于轴线上.现有一很细的光束沿平行于轴线方向且很靠近轴线人射.当光从平端面射人棒内时,光线从另一端面射出后与轴线的交点到球面的距离为a ;当光线从球形端面射人棒内时,光线在棒内与轴线的交点到球面的距离为b .试近似地求出玻璃的折射率n 。 2、内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R 的黑球,距球心为2R 处有一点光源S ,球心O 和光源S 皆在圆筒轴线上,如图所示.若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r 最大为多少? 3、如图1中,三棱镜的顶角α为60?,在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f =的两个完全相同的凸透镜L 1和 L 2.若在L 1的前焦面上距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ,已知其像S '与S 对该光学系统是左右对称的.试求该三棱镜的折射率. 4、如图(a )所示,两平面镜A 和B 的镜面分别与纸面垂直,两镜面的交线过图中的O 点,两镜面间夹角为 ?=15α,今自A 镜面上的C 点处沿与A 镜面夹角?=30β的方向在纸面内射出一条光线,此光线在两镜面经 多次反射后而不再与镜面相遇。设两镜面足够大,1=CO m 。试求: (1)上述光线的多次反射中,最后一次反射是发生在哪块镜面上? (2)光线自C 点出发至最后一次反射,共经历多长的时间? 5、有一水平放置的平行平面玻璃板H ,厚3.0 cm ,折射率 1.5n =。在其下表面下2.0 cm 处有一小物S ;在玻璃扳上方有一薄凸透镜L ,其焦距30cm f =,透镜的主轴与玻璃板面垂直;S 位于透镜的主轴上,如图(a )所示。若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到S 的像就在S 处,问透镜与玻璃板上表面的距离为多少? 6、望远镜的物镜直径D =250cm ,其焦距f =160m 。要用此望远镜对相距L =320km ,直径d =2m 的人造地球卫星拍摄照片,试问:(1)照像底片应该放在距焦点多远的位置上?(2)人造卫星的像的大小是多少? α β O A B 图(a) C D 图(a ) 2R S r R O 图1 S f α F y 2 L 1 L S ' n ? 图(a )
光学练习题 一、 选择题 11. 如图所示,用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1<n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占 据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3 (B) 1 23n n -λ (C) λ2 (D) 1 22n n -λ 17. 如图所示,在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1>d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小 (B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动 (D) 整个条纹向下移动 18. 如图所示,在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大 (B) 整个干涉条纹将向上移动 (C) 条纹间距减小 (D) 整个干涉条纹将向 下移动 26. 如图(a)所示,一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖,用波长λ=500nm(1nm = 10-9m)弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切.则工件的上表面缺陷是 [ ] (A) 不平处为凸起纹,最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹,最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽,最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽,最大深度为250 nm 43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 [ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大 (C) 光是有颜色的 (D) 光的波长比声波小得多 53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微 平移,则 [ ] (A) 衍射条纹移动,条纹宽度不变 (B) 衍射条纹移动,条纹宽度变动 (C) 衍射条纹中心不动,条纹变宽 (D) 衍射条纹不动,条纹宽度不变 K S 1 L L x a E f
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 《物理光学》考试题(90分钟) 开卷 总分100分 考试日期 2010年11月 4 日 一、 选择题(每小题2分,共30分) 1. 自然光正入射,其反射光为 D 。 A .椭圆偏振光 B .线偏振光 C .部分偏振光 D .自然光 2. 自然光在界面发生反射和折射,当反射光为线偏振光时,折射光与反射光的夹角必为 D 。 A . B θ B . C θ C . 3π D .2 π 3.全反射时,在折射率小的介质中的电场 B 。 A .等于零 B .随离界面距离的增加按指数规律衰减 C .等于常数 D .随离界面距离的增加按指数规律增加 4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时, D 。 A. 其强度相等 B. 其强度不相等 C. 不确定 D. 其强度比等于两种介质的折射率之比 5. 光从折射率中小介质中正入射到折射率大的介质表面时,相对于入射光的电场和磁场,反射光的 C 。 A .电场和磁场都无相位变化 B. 电场和磁场都有π相位突变 C. 电场有π相位突变,磁场无相位变化 D. 电场无相位变化,磁场有π相位突变 6. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。 A .无穷远 B .平板上界面 C .平板下界面 D .自由空间 7. 在白光入射的等倾干涉中,同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是 A 。 A .由外到里 B .由里到外
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… C .不变 D .随机变化 8. 在对称平板双光束干涉中,无论是等厚干涉还是等倾干涉,也无论是21n n >还是12n n <,两反射光束间的附加相位突变总是 A 。 A .等于π B .等于0 C .可以为π也可以为0 D .在0和π之间 9. 把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置,当平凸透镜慢慢地向上平移时,由反射光形成的牛顿环 B 。 A. 向中心收缩, 条纹间隔不变 B. 向中心收缩,环心呈明暗交替变化 C. 向外扩张,环心呈明暗交替变化 D. 向外扩张,条纹间隔变大 10.对于单层光学薄膜,增透膜和增反膜的光学厚度 C 。 A .分别为 2λ和4λ B .分别为4λ和2λ C .都等于4λ D .都等于2 λ . 11.单色平行光垂直照射在薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为h , 且n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在n 1中的波长,则两束反射光的光程差为 C 。 A. 2n 2h B. 2n 2h +)112n λ C. 2 n 2h + 1112n λ D. 2 n 2h +211 2 n λ 12. F-P 腔两平行腔面间的距离增加时,其 A 。 A .分辨能力增强 B .分辨能力降低 C .自由光谱范围λ?增大 D .最小可分辨波长差δλ增大 13. 在F-P 腔腔面无吸收的情况下,当反射率R 增加时,其干涉图样中亮线的亮度 C 。 A .增加 B .减弱 C .不变 D .趋于无穷大 14. 关于光的空间相干性,下列说法不正确的是 D 。 A. 光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性
几何光学练习题 一.选择题 1.关于光的反射,下列说法中正确的是 ( C ) A .反射定律只适用于镜面反射 B .漫反射不遵循反射定律 C .如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛,则乙也能同时通过镜面看到甲的眼睛 D .反射角是指反射光线与界面的夹角 2.光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,指出下列图光路图哪个是可能的( C ) 3.光线以某一入射角从空气射入折射率为3的玻璃中,折射光线恰好跟反射光线垂直,则入射角等于 A 450 B 300 C 600 D 150 4.光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ,若这两种介质的折射率不同,则 ( C ) A .一定能进入介质Ⅱ中传播 B .若进入介质Ⅱ中,传播方向一定改变 C .若进入介质Ⅱ中,传播速度一定改变 D .不一定能进入介质Ⅱ中传播 5.如图所示,竖直放置的平面镜M 前,放有一点光源S ,设S 在平 面镜中的像为S ′,则相对于站在地上的观察点来说(A C ) A .若S 以水平速度v 向M 移动,则S ′以-v 移动 B .若S 以水平速度v 向M 移动,则S ′以-2v 移动 C .若M 以水平速度v 向S 移动,则S ′以2v 移动 D .若M 以水平速度v 向S 移动,则S ′以v 移动 6.三种介质I 、II 、III 的折射率分别为n 1、n 2和n 3,且n 1>n 2>n 3,则 ( B ) A .光线由介质III 入射II 有可能发生全反射 B .光线由介质I 入射III 有可能发生全反射 C .光线由介质III 入射I 有可能发生全反射 D .光线由介质II 入射I 有可能发生全反射 A D M S
热工 简答、名词解释、计算题 1、室外综合温度意义 也称为室外气候,是指作用在建筑外围护结构上的一切热、湿物理因素的总称,是影响室内热环境的首要因素。 2、最小总热阻的意义中[△t]意义及作用 意义:室内空气与围护结构内表面之间的允许温差。 作用:使用质量要求较高的房间,允许温差较小,相应的围护结构保温性能较高。(温差越小,最小传热阻越大) 3、露点温度:某一状态的空气,在含湿量不变的情况下,冷却到它的相对湿度达到100% 时所对应的温度,称为该状态下的空气的露点温度。 4、保温层放在承重层外有何优缺点 优点:1、使墙或屋顶的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏,提高结构的耐久性;2、外保温对结构及房间的热稳定性有利;3、外保温有利于防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结;4、外保温法使热桥处的热损失减少,能防止热桥内部表面局部结露5、对于旧房的节能改造,外保温处理的效果最好。 缺点:构造较复杂,造价高, 5、说明四种遮阳形式适应的朝向 水平式遮阳:能够有效的遮挡太阳高度角较大、从窗口前方投射下来的直射阳光。就我国地域而言它适用于南向附近的窗口;而在北回归线以南的地区,它既可用于南向窗口也可用于北向窗口。 垂直式遮阳:有效的遮挡太阳高度角较小、从窗侧向斜射过来的直射阳光,主要适用于北向、东北向和西北向附近的窗口。 综合室遮阳:有效的遮挡从窗前侧向斜射下来的、中等大小太阳高度角的直射阳光,主要适用于东南向或西南向附近的窗口,且适应范围较大。 挡板式遮阳:有效的遮挡从窗口正前方射来、太阳高度角较小的直射阳光,只要适用于东向、西向附近窗口。 6、气候通过那些途径作用于建筑 太阳辐射气温湿度风降水等 7、传热的几种方式以及各自的机理? 导热:当物体各部分之间不发生相对位移,或不同的物体直接接触时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 对流:指流体各部分之间发生相对运动, 互相掺混而传递热量。 热辐射:凡是温度高于绝对零度的物体,由于物体原子中的电子振动或激动,就会从表面向外界空间辐射出电磁波。(内能电磁波能内能) 8、P138、例1.5-4 9、节能建筑热工设计控制指标有哪些 名词解释 a、太阳常数:是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量。 b、相对湿度:一定大气压下,湿空气的绝对湿度(水蒸气分压力)与同温度下饱和湿空气的绝对湿度(水蒸气分压力)之比。建筑热工设计中常用来评价环境潮湿程度。
本复习资料专门针对中北大学五院《物理光学与应用光学》石顺祥版教材,共有选择、填空、简答、证明、计算五个部分组成,经验证命中率很高,80分左右,不过要注意,证明题可能变成计算题,填空题变成选择题。 1-1: 8 610) (2)y t E i e++? =-+ 方程:y= y+= 方向向量:一个可以表示直线斜率的向量,这个向量就是方向向量。 Ax+By+C=0:若A、B不全为零,其方向向量:(- B,A)。 8 610) (2)y t E i e++? =-+ ) ( r k E E?- - =t i eω) ( r k E E?- =t i eω) ( r k E E?+ - =t i eω) ( r k E E?+ =t i eω 1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向 ①E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) ②E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) ③E x= E0sin(ωt-kz), E y=-E0sin(ωt-kz) E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) 相位差π/2,E x=E y,圆。讨论xy平面的偏振情况 t=0时:合成矢量? t=T/4时:合成矢量? 右圆 E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) 相位差π/4,椭圆。 t=0时:合成矢量? t=T/4时:合成矢量? 右椭圆,长半轴方向45o 见p25页。
E x = E 0sin(ωt -kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz ) 相位差0,直线。y =-x 方向向量:(-1,1) 1-4:两光波的振动方向相同,它们的合成光矢量为: 1268+=10[cos cos()] 10102 10[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t π ωωωωω+-=?+?=?-E E 1-5:+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t π ωω-+--E =E E ;因此有: =,4 y x π ???=-- =, =ox oy E A A E , tan 1,α= 得到: tan 2tan(2)cos ,,4 π ψα?ψ== sin 2sin(2)sin ,,8 π χα?χ==- 222tan()0.4142,2,8b a b A a π-=-≈-+= 得到: 2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。 1-8:(2)解:g dv v v k dk =+,g dv dv d dv v dk d dk d ωωω==,g g dv dv v v k v kv dk d ω =+=+ g g dv v kv v d ω-=,11g v v v dv dv k d v d ωωω == -- ,v =,3 2()()2r r r r c dv d εμεμ-=- 2 2() /[1]()()211[1]22r r r r g r r r r r r r r r r r r c d v v c v v dv d d d v v d d d εμεμωωεμεμωωεμεμωωεμωεμω ====+-++ 1-11 一左旋圆偏振光,以50o角入射到空气-玻璃分界面上,见下图,试求反射光和透射光的偏振态
O P ’P Q ’Q a b 光学单元测试 一、选择题 1.光线以某一入射角从空气射人折射率为3的玻璃中,已知折射角为30°,则入射角 等() A.30° B.45° C.60° D.75° 2.红光和紫光相比,() A.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较小3.一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a 、b 两束单色光,其传播方向如图所 示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ,a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b , 则() A .n a >n b B .n a
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附答案解析 一、选择题 1.如图所示是一透明玻璃球体,其半径为R ,O 为球心,AB 为水平直径。M 点是玻璃球的最高点,一条平行于AB 的光线自D 点射入球体内,其折射光线为DB ,已知∠ABD =30°,光在真空中的传播速度为c 、波长为λ,则 A .此玻璃的折射率为 B .光线从D 传播到B 的时间是 C .光在玻璃球体内的波长为λ D .光在B 点会发成全反射 2.某单色光在真空中传播速度为c ,波长为λ0,在水中的传播速度为v ,波长为λ,水对这种单色光的折射率为n ,当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为i ,折射角为r ,下列正确的是( ) A .v= n c ,λ=n c 0λ B .λ0=λn,v=sini csinr C .v=cn ,λ= c v 0λ D .λ0=λ/n,v= sinr csini 3.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,人射角为45o 下面光路图中正确的是 A . B . C . D . 4.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B.小球所发的光能从水面任何区域射出 C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 5.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B. C.D. 6.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是() A.单色光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角7.一束单色光由玻璃斜射向空气,下列说法正确的是 A.波长一定变长 B.频率一定变小 C.传播速度一定变小 D.一定发生全反射现象 8.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是()
建筑物理光学选择题60道 1.在光亮环境中,辐射功率相等的单色光看起来(D )光最明亮。 A、70Onin 红光 B、OIOnln蓝绿光 C、□80nm 黄光 D、553nm黃绿光 2.关于光源的色表和显色性的说法,(B)是错误的, A、光源的色表和显色性都取决于光辐射的光谱组成 B、光源有相同的色表,尽管光谱组成不同,也会有完全相同显色性 C、光源有相同的色表,光谱组成不同,显色性有很大差异 D、色标有明显区别的两个光源,显色性不可能相等 3.下面关于光的阐述中,(C)是不正确的 A、光是以电磁波形式传播 B、可见光的波长范围为380~780 nm; C、红外线是人眼所能感觉到的 D、紫外线不是人眼所能感觉到的 4.下列(D )是亮度的单位 A、IX B、Cd C、 Inl D、Cd∕m2 5.下列材料中(C )是漫反射材料
A、镜片 B、搪瓷 C、石膏 D、乳白玻璃 6.关于漫反射材料特性叙述中,(D)是不正确的 A、受光照射时,它的发光强度最大值在表面的法线方向 B、受光照射时,从各个角度看,其亮度完全相同 C、受光照射时,看不见光源形象 D、受光照射时,它的发光强度在各方向上相同 7下列材料中,(C)是漫透射材料 A、透明平板玻璃 B、茶色平板玻璃 C、乳白玻璃 D、中空透明玻璃 8.光源显色的优劣,用(C )来定量来评价 A、光源的色温 B、光源的亮度 C、光源的显色性 D、识别时间 9?将一个灯由桌面竖直向上移动,在移动过程中,不发生变化的量是(A) A、灯的光通量 B、灯落在桌面上的光通量
C、受光照射时,看不见光源形象 D、桌子表面亮
第十一章波动光学 一、填空题 (一)易(基础题) 1、光学仪器的分辨率R= 。 2、若波长为625nm的单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上时,则第一级谱线的衍射角为。 3、在单缝夫琅和费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可划分为个半波带。 4、当光由光疏介质进入光密介质时,在交界面处的反射光与入射光有相位相反的现象,这种现象我们称之为。 5、干涉相长的条件是两列波的相位差为π的(填奇数或偶数)倍。 6、可见光要产生干涉现象必须满足的条件是: 。 7、在麦克耳逊干涉仪的一条光路中,插入一块折射率为n,厚度为d 的透明薄片,插入薄片使这条光路的光程改变了; 8、波长为λ的单色光垂直照射在由两块平玻璃板构成的空气劈尖上,测得相邻明条纹间距为L,若将劈尖角增大至原来的2倍,则相邻条纹的间距变为。 9、单缝衍射中狭缝愈窄,条纹间距愈。 10、在单缝夫琅和费衍射实验中,第一级暗纹发生在衍射角300的方向上, λ=,则缝宽为。 所用单色光波长为500nm 11、用波长为λ的单色光垂直照射置于空气中厚度为e的折射率为1.5 的透明薄膜,两束反射光的光程差为; 12、光学仪器的分辨率与和有关, 且越小,仪器的分辨率越高。 13、当一束自然光通过两片偏振化方向成30o的偏振片后,其出射光与入射光的光强之比为。 (二)中(一般综合题) 1、若麦克耳逊干涉仪的可动反射镜M移动0.620的过程中,观察到干
涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为 mm 。 2、在杨氏双缝干涉实验中,如果相干光源1S 和2S 相距0.20d mm =,1S 、2 S 到屏幕E 的垂直距离为 1.0D m =。若第二级明纹距中心点O 的距离为6.0mm ,则单 色光的波长为 ;相邻两明条纹之间的距离为 。 3、用单色光垂直照射空气劈形膜,当劈形膜的夹角减小时,干涉条纹 _______劈棱方向移动,干涉条纹间距__________。 4、用单色光垂直照射空气劈形膜;观察反射光的干涉,则劈棱处是 _____纹; 若改用波长大的单色光照射,相邻条纹间距将变__________。 5、真空中波长为单色光在折射率为n 的媒质中由A 点传到B 点时光程改 变量为3/2,则相位改变量为__________ ,光走过的几何路程为____。 6、如图(6题)所示,1S 和2S ,是初相和振幅均相同的相干波源,相距4.5λ, 设两波沿1S 2S 连线传播的强度不随距离变化, 则在连线上1S 左侧各点和2S 右侧各点是 (填相长或相消)。 7、在单缝夫琅和费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=2λ的单 缝上,对应于衍射角为30°方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为 个。 三、难(综合题) 1、每毫米有500条刻痕的衍射光栅的光栅常数为_______.当以 的单色光垂直照射该光栅时最多可观察到_______条明条纹. 2、有单色光垂直照射在单缝上,若缝宽增大,则条纹间隔_______; 若波长增大,则条纹间隔_______ ;当 与满足_______的数量关系时,在 屏上将只出现中央明纹. 3、在牛顿环干涉实验中,以波长为λ的单色光垂直照射,若平凸透镜与 平玻璃板之间的介质折射率为n ,今使玻璃板稍微下移,则干涉圆环将 __________移;每当膜厚改变__________时就移过一条条纹. 6题图
物理光学练习题 一、选择题(每题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的) 1.物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后,同学们来到实验室上课,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水,发现了一个奇特的现象:白糖水中的光路不是直线,而是一条向下弯曲的曲线,如图1所示。关于对这个现象的解释,同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想是() A.玻璃缸的折射作用 B.激光笔发出的光线未绝对平行 C.白糖水的密度不是均匀的,越深密度越大 D.激光笔发出的各种颜色的光发生了色散 2.某照相机镜头焦距为10cm,小刚用它来给自己的物理 小制作参展作品照相,当照相机正对作品从50cm处向 12cm处移动的过程中() A.像变大,像距变大 B.像变大,像距变小 C.像先变小后变大,像距变大 D.像先变小后变大,像距变小 3.关于平面镜成像,下列说法正确的是() A.物体越大,所成的像越大 B.物体越小,所成的像越大 C.物体离平面镜越近,所成的像越大 D.平面镜越大,所成的像越大 4.人的眼睛像一架照相机,物体经晶状体成像于视网膜上。对于近视眼患者而言,远处物体成像的位置和相应的矫正方式是() A.像落在视网膜的前方,需配戴凸透镜矫正 B.像落在视网膜的前方,需配戴凹透镜矫正 C.像落在视网膜的后方,需配戴凸透镜矫正 D.像落在视网膜的后方,需配戴凹透镜矫正 5.历史上第一次尝试进行光速的测量,也是第一个把望远镜用于天文学研究的物理学家是()A.伽利略 B.牛顿 C.焦耳 D.瓦特 6.目前城市的光污染越来越严重,白亮污染是较普遍的一类光污染。在强烈阳光照射下,许多建筑的玻璃幕墙、釉面瓷砖、磨光大理石等装饰材料,都能造成白亮污染。形成白亮污染的主要原因是() A.光的直线传播 B.镜面反射 C.漫反射 D.光的折射 7.用放大镜观察彩色电视画面,你将看到排列有序的三色发光区域是()A.红、绿、蓝 B.红、黄、蓝 C.红、黄、紫 D.黄、绿、紫 8.如图2是某人观察物体时,物体在眼球内成像示意图,则该人所患眼病和矫正时应配制的眼镜片分别是() A.远视凹透 B.远视凸透镜
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题(1) 一、选择题 1.如图所示,把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,且让半球的凸面向上.从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,下面的观察记录正确的是 ①看到A中的字比B中的字高 ②看到B中的字比A中的字高 ③看到A、B中的字一样高 ④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高 A.①④ B.只有① C.只有② D.③④ 2.下列现象中属于光的衍射现象的是 A.光在光导纤维中传播 B.马路积水油膜上呈现彩色图样 C.雨后天空彩虹的形成 D.泊松亮斑的形成 3.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大 .....的那种单色光,比另一种单色光() A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 4.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 5.如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M与N平行,一束光射到表面M上,(光束不与M平行)
①如果入射角大于临界角,光在表面M即发生反射。 ②无论入射角多大,光在表面M也不会发生全反射。 ③可能在表面N发生全反射。 ④由于M与N平行,光只要通过M,则不可能在表面N发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A.①③ B.②③ C.③ D.②④ 6.如图所示的四种情景中,属于光的折射的是(). A.B. C.D. 7.图示为一直角棱镜的横截面,。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线() A.从ab面射出 B.从ac面射出 C.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 8.两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中,发生了如图所示的折射现象(a>)。下列结论中正确的是() A.光束的频率比光束低 B.在水中的传播速度,光束比小 C.水对光束的折射率比水对光束的折射率小
建筑环境物理试题(1)及答案 建筑热工部分(34分) 一、填空(每题3分,共12分) 1、空气的绝对湿度b反映空气的潮湿程度。(a.能;b.不能) 2、下列各量的单位是:对流换热系数α b ;热阻R a (a.m2K/W;b.W/m2K) 3、太阳赤纬角的变化范围c a.[0°,90°); b. [0°,90°]; c. [-23°27’,23°27’] 4、人体正常热平衡是指对流换热约占25%~30%;辐射换热约占45%~50%,蒸发 散热约占25%~30% 二、回答问题(每题3分,共15分) 1、说明室外综合温度的意义 答:室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后综合效果的假想温度 2、说明最小总热阻的定义式中[Δt] 的意义和作用 答:[Δt]为室内空气温度和围护结构内表面间的允许温差。其值大小反映了围护结构保温要求的高低,按[Δt]设计的围护结构可保证内表面不结露,θi不会太低而产生冷辐射。 3、说明露点温度的定义 答:露点温度是空气中水蒸气开始出现凝结的温度 4、保温层放在承重层外有何优缺点? 答:优点:(1)大大降低承重层温度应力的影响 (2)对结构和房间的热稳定性有利 (3)防止保温层产生蒸气凝结 (4)防止产生热桥 (5)有利于旧房改造 缺点:(1)对于大空间和间歇采暖(空调)的建筑不宜 (2)对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 5、说明四种遮阳形式适宜的朝向 答:水平遮阳适宜接近南向的窗口或北回归线以南低纬度地区的北向附近窗口垂直遮阳主要适宜东北、北、西北附近窗口 综合遮阳主要适宜东南、西南附近窗口 挡板遮阳主要适宜东、南向附近窗口 建筑光学部分(33分) 一、术语解释,并按要求回答(每小题2分,共10分) 1、照度:被照面上某微元内光通量的面密度 2、写出光通量的常用单位与符号 光通量的常用单位:流明,lm (1分) 符号:φ(1分) 3、采光系数:室内某一点天空漫射光照度和同一时间的室外无遮挡水平面上天空漫射 光照度之比值 4、光强体:灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示,由矢量终端连接起来的 封闭体 5、混合照明:一般照明与局部照明组成的照明 二、解答题(每小题4分,共16分) 1、写出国际照明委员会的标准晴天空亮度分布规律。 答:(1)晴天空亮度以太阳子午圈为对称(1分) (2)最亮在太阳附近天空(1分) (3)晴天空亮度离太阳愈远愈小,最小点在太阳子午圈上且与太阳成90°(2分) 2、叙述侧面采光(侧窗)的优点和缺点。 答:优点:(1)建造和维护费用低(1分)
八上物理光学测试(二) 一、单项选择题: 1?中华民族有着悠久的文化历史,流传着许多朗朗上口的诗句,在我们鉴赏这些忧美诗句的同时,常常能体会出其中 蕴含的物理知识,对下列几种现象的解释不正确的是() A ?湖光映彩霞”一―的反射现象 B ?潭清疑水浅”一一的折射现象 C.风吹草低现牛羊”一―的直线传播D ?天在清溪底”一―的折射现象 2?下列叙述中的影”由于光的折射形成的是() A ?立竿见影” B.毕业合影” C.湖光倒影” D.形影”不离 3?小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部有一个很小的三角形 小孔,则他在半透明纸上看到的像是() A. 蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像 C.三角形光斑 D.圆形光斑 9?如图所示的四幅图,有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理,有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断 正确的是() A ?图①能够说明远视眼的成像原理,图③给出了远视眼的矫正方法 B ?图②能够说明远视眼的成像原理,图④给出了远视眼的矫正方法 C. 图①能够说明近视眼的成像原理,图③给出了近视眼的矫正方法 D ?图②能够说明近视眼的成像原理,图④给出了近视眼的矫正方法10?用不透光的纸遮住透镜的上半部分,则在光屏上出现的像与不用纸遮住透镜形成的像区别是() A、像的上半部分消失 B、像的下半部分消失 C、像全部消失 D、仍有原来大小的像,但亮度变暗 二、多项选择题:(每个小题有两个或两个以上的正确答案) 1 ?下列光的应用属于紫外线应用的是() ① 4?如图所示,对下列光学现象的描述或解释错误的是( (b) A. 图(a)中漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律 B. 图(b)中木工师傅观察木板是否平整,是利用了光的直线传播特点 C?图(c)所示炎热夏天公路上的海市蜃楼景象,是由光的反射现象造成的 D?图(d)所示是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况 5?—架飞机在离湖面2000米的空中飞行,湖水深20米,那么水中飞机的像离湖面的距离为( A. 2000米 B. 2020米 C.1980米 D.湖水太浅成不了像 6?把下图甲所示的一只点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以 外的地方,在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的 像。这个像是下图乙中的() 7?下列叙述中,正确的是() A. 在光的折射现象中,折射角一定小于入射角 B. 凸透镜对光起会聚作用,因而物体经凸透镜所成的像总是缩小的 C. 无论物体离平面镜远或近,它在平面镜中所成像的大小始终不变 D. 凹面镜对光起发散作用,凸面镜对光起会聚作用 8?下图画出了光线射到空气与水界面处发生折射和反射的四幅光路图,其中正确的光路图是( (d) )
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题含答案(2) 一、选择题 1.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O ,经折射后分为两束单色光a 和b 。下列判断正确的是 A .玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B .逐渐增大入射角,b 光首先发生全反射 C .在玻璃中,a 光的速度大于b 光的速度 D .在真空中,a 光的波长小于b 光的波长 2.下列现象中属于光的衍射现象的是 A .光在光导纤维中传播 B .马路积水油膜上呈现彩色图样 C .雨后天空彩虹的形成 D .泊松亮斑的形成 3.半径为R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,∠AOB =60°,若玻璃对此单色光的折射率n =3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( ) A . 3 R B . 2 R C . 2R D .R 4.题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n = 5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM ,则光线
A.不能从圆孤射出B.只能从圆孤射出 C.能从圆孤射出D.能从圆孤射出 5.一束单色光从空气进入玻璃,下列关于它的速度、频率和波长变化情况的叙述正确的是A.只有频率发生变化 B.只有波长发生变化 C.只有波速发生变化 D.波速和波长都变化 6.如图所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A.a光的能量较大 B.在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.在相同的条件下,a光更容易发生衍射 D.a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 7.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是() A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长 B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生 C.A光的频率比B光的频率高 D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8.如图所示,为观察门外情况,居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为
1-2 一个线偏振光在玻璃中传播时的表示式为21510cos 100.65z t c π??? ?=??- ?????? ?E i 求该光的频率、波长,玻璃的折射率。 解:由题意知:1510,0.65c ωπυ=?=,则有光的频率 15 141051022Hz ωπνππ ?= ==? 光在真空中的波长 8 614 310/0.6100.6510 cT c m m λνμ-?=== =?=?玻璃的折射率 1.540.65c c n c υ== = 1-9 求从折射率n=1.52的玻璃平板反射和折射的光的偏振度。入射光是自然光,入射角分别为0°,45°,90°。 解:自然光入射,反射光的偏振度 p s r p s = R R P R R -+,其中 222 2 1212s r p p 221212sin ()tan ()=,= sin ()tan () R r R r θθθθθθθθ--==++ 透射光的偏振度p s p s = t T T P T T -+其中 22212 2 11122 22122211 1212cos sin 2sin 2cos sin ()cos sin 2sin 2cos sin ()cos () s s p p n T t n n T t n θθθθθθθθθθθθθθ==+= = +- ① 当1 0θ= 时,垂直入射, 0,0.2,0.2 p s p s t t r r =>==- ,s p p s R R T T == ∴ 0r t P P == ②当1 45θ= 时,可计算出具体的 ,,,s p p s R R T T ,最后可得出,r t P P (此处计算过程略去,直接套用公式即可) ③当190θ= 时,掠入射 1, ,s p p s R R T T ==无意义 ∴0,r t P P =不存在 1-11 一左旋圆偏振光以50度角入射到空气---玻璃分界面上,试求反射光和透射光的偏振态 解:入射的左旋圆偏振光可以写为 () cos 2cos s p E a t E a t πωω? ?=- ?? ?= 入射角小于布儒斯特角,① r p >0,r s <0,反射光的电矢量分量为: () 3cos cos 22cos s s s p p E r a t r a t E r a t ππωωω??? ?'=--=- ? ? ????= 相位差:32 π?=- 右旋椭圆偏振光 ② t p >0,t s >0,透射光的电矢量分 别为:() c o s 2c o s s s p p E t a t E t a t πωω?? ''=- ?? ? ''=相位差: 2 π?=- 左旋椭圆偏振光 1-16 若要使光经红宝石(n=1.76)表 面反射后成为完全偏振光,入射角应等于多少?求在此入射角的情况下,折射光的偏振度t P 。 解:若要使表面反射后成为完全偏振光,则入射角应为布儒斯特角 即:021B 1 1.76 arctan arctan()60.41n n θθ??==== ??? ∴ 透射角 21909060.429.6θθ=-=-= (反射光线与透射光线垂直) 22212 2 111222212 2 2111212cos sin 2sin 20.738cos sin ()cos sin 2sin 21cos sin ()cos ()s s p p n T t n n T t n θθθθθθθθθθθθθθ===+===+- ∴透射光的偏振度 p s p s 10.738= = 1510.738 t T T P T T = --++ 1-22如图所示,玻璃块周围介质(水)的折射率为1.33。若光束射向玻璃块的入射角为45°,问玻璃块的折射率至少 应为多大才能使透入光束发生全反射。 解:由折射定律有1sin 45sin n n θ= 又由于发生全 反射有1sin c n n θ≥ 而 90c θθ+= ,则可得出 1.63 n ≥ ∴玻璃的折射率至少为1.63才能 发生全反射。 2-5 在杨氏实验装置中,两小孔的间距为0.5mm ,光屏离小孔的距离为50cm 。当以折射率为1.6的透明薄片贴住小孔S2时,发现屏上的条纹移动了1cm ,试确定改薄片的厚度。 解:小孔未贴上薄片时,由两小孔到屏 上P 0点的光程差为零,当小孔贴上薄片时,零程差点由P 0移动到与P 0相距为1cm 的P 点,显然有下式成立: ()=1yd n t D δ?-= 将n=1.6,y=1cm ,d=0.5mm ,D=50cm 带入上式,即可得出薄片的厚度 21.6710t mm -=? 2-10 试求能产生红光(0.7m λ μ=) 的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。 已知肥皂的折射率为1.33,且平行光与法向成30°角入射。 解:依题意有 22 m λ λ?== ∴ 1 m h - (其中 01,2n m ==) 将 1.33,0.7n m λμ==代入上式, 即可得出肥皂薄膜厚度 0.426h m μ= 2-19 在迈克尔逊干涉仪的一个臂中引 入100.0mm 长、充一个大气压空气 的玻璃管,用0.5850m λ μ=的 光照射。如果将玻璃管内逐渐抽成 真空,发现有100条干涉条纹移动,求空气的折射率。 解:迈克尔逊干涉仪产生的等倾圆条纹 可视为由虚平板M 1M 2′所产生, 光程差变化λ/2时,干涉级移动一个,所以当干涉条纹移动100条时,有()11002 n d λ-=? 代入数据,可得出 1.0002925n = 2-32 有一干涉滤光片间隔层厚度为2 ×10-4 mm ,折射率n=1.5,试求: (1)正入射情况下,滤光片在可见区 内的中心波长 (2)透射带的波长半宽度(设高反射 膜的反射率R=0.9) (3)倾斜入射时,入射角分别为10° 和30°的透射光波长。 解:(1)正入射时,中心波长为2nh m λ= 在可见光范围内,m=1,可得600nm λ= (2)透射带波长半宽度 为 1/2λ?= (3 )倾斜入射时,透射光波长为 λ 当10θ = 时,596nm λ= 当30θ= 时,565.6nm λ= 3-11 今测得一细丝的夫朗和费零级 衍射条纹的宽度为1cm ,已知入射光波长为0.63um,透镜焦距为50cm ,求细丝的直径。 解:根据巴俾涅原理,细丝可看作一宽度为D 的单缝,由单缝衍射的零级衍射条纹的宽度为2y f D λ=,将 1,0.63,5y c m m f c m λμ===代入上式,可得63D m μ=---即细 丝直径 3-13,在双缝夫朗和费衍射实验中,所用波长λ=632.8nm ,透镜焦距为分f =50cm ,观察到两相邻亮条纹之间的距离e =1.5mm ,并且第4级缺级,试求: 1、双缝的缝距和缝宽2、第1、2、3级亮纹的相对强度 解:(1)由双缝夫朗和费衍射可知,相 邻两亮条纹之间的距离满足下列关 系式:e f d λ = 将 1.5,63 2.8,50e mm nm f cm λ===代入上式可得 0.21d mm =――即双缝缝宽 又第四级缺级,则由缺级条件有