物理光学作业参考答案
[15-1] 一束自然光以
30角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率54.1=n ，试计算（1）反
射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。 解：
（1）入射自然光可以分解为振动方向互相垂直的s 波和p 波，它们强度相等，设以0I 表示。已知： 301=θ，所以折射角为：
35.50)30sin 54.1(sin )sin (sin 1112=⨯==--θθn
根据菲涅耳公式，s 波的反射比为：
12.0)35.5030sin()35.5030sin()sin()sin(2
2
2121=⎥
⎦⎤
⎢⎣⎡+-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+-= θθϑθρs 4 因此，反射波中s 波的强度：
00)
(124.0I I I s R s ==ρ
而p 波的反射比为：
004.0881.5371.0)()(2
2
2121=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+-=θθθθρtg tg p 因此，反射波中p 波的强度： 00)
(004.0I I I p R p
==ρ
于是反射光的偏振度： %94%8.93004.0124.0004.0124.00
00
0≈=+-=
I I I I P
（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角：
3354
.11111121
====---tg n tg n n tg B θ （3）对于以布儒斯特角入射时的透射光，s 波的透射系数为： 4067.133cos 57sin 2cos sin 2)
sin(cos sin 212211
2===+=
θθθθθθs t
式中，
331==B θθ，而
57902=-=B θθ 所以，s 波的透射强度为：
002021122)(834.04067.133
cos 54.157cos 0.1)cos cos (I I I t n n I
s T s
=⨯==
θθ 而p 波的透射系数为：
5398
.1)
5733cos(4067.1)cos()cos()sin(cos sin 221212112=-=-=-+=
θθθθθθθθs p t t
所以，p 波的透射强度为： 002021122)(9998.05398.133
cos 54.157cos 0.1)cos cos (I I I t n n I
p T p
=⨯==
θθ 所以，透射光的偏振度： %9834.09998.0834.09998.00
00
0=+-=
I I I I P
[15-3]选用折射率为2.38的硫化锌和折射率为1.38的氟化镁作镀膜材料，制作用于氦氖激光（)8.632nm =λ的偏振分光镜。试问（1）分光棱镜的折射率应为多少？（2）膜层的厚度分别应为多少？
解：
偏振分光镜材料的选取应使光线在相邻材料界面上的入射角等于布儒斯特角，从而使反射光成为线偏振光；膜层厚度的选取应使膜层上下表面反射的光满足干涉加强的条件。因此：
（1）H θ应为布儒斯特角，即
1065.3038
.238
.111
===--tg n n tg H L H θ 由题意知 45=i θ，故由折射定律，得：
69.145sin 1065.30sin 38.2sin sin =⨯==
i H H G n n θθ
（2）在硫化锌膜和氟化镁膜分别满足条件：
λ
λ
θλ
λ
θ=+
=+
2
cos 22
cos 2L L L H H H d n d n
而：
8659.07071.038
.169.145sin sin 5021.07071.038.269.145sin sin =⨯==
=⨯==
L G L H G H n n n n θθ
所以，
5002
.0sin 1cos 8648.0sin 1cos 2
2=-==-=L L H H θθθθ
于是得到：
nm
nm
n d nm
nm
n d L L L H
H H 2295002
.038.148.632cos 4778648
.038.248.632cos 4=⨯⨯===⨯⨯=
=
θλ
θλ
[15-5]方解石晶片的厚度d=0.013mm ，晶片的光轴与表面成
60角，当波长nm 8.632=λ的
氦氖激光垂直入射到晶片时，求（1）晶片内o 、e 光线的夹角；（2）o 光和e 光的振动方向；（3）o 、e 光通过晶片后的相位差。
解：当波长nm 8.632=λ时方解石的主折射率查表知：486.1,658.1==e o n n
（1） o 光遵守折射定律，因此它将不偏折地通过晶片。此外，由惠更斯作图法，可知e
光波法线的方向与o 光相同，故
'
2
21221
'
423571.3530486.1658.1306090
==⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡==-=--tg tg tg n n tg e o θθθ 由此得到o 光与e 光的夹角：
'
''425304235 =-=-=θθα
（2） 由于o 光和e 光都在图面内(见图)，所以图面是o 光和e 光的共同主平面。o 光的
振动方向垂直于图面，以黑点表示。e 光的振动方向在图面内，以线条表示。 (3) e 光波法线方向与光轴成
30时的折射率为： 6095.130
sin 30cos 2
22
2"
=+=
o
e
e
o e n n n n n
因此，o 、e 光通过晶片后的相位差： ππ
λ
π
δ2013.0)6095.1658.1(10
8.6322)(26
"
≈⨯-⨯=
-=-d n n e o
[15-6] 一束汞绿光以
60角入射到KDP(磷酸二氢钾)晶体表面，晶体的
470.1,512.1==e o n n ，若光轴与晶面表面平行且垂直于入射面，试求晶体中o 光与e 光
的夹角。 解：
本题所设情况如下图所示。这时，e 波波面与图面(入射面)的截线跟o 波波面的截线类似，都是圆形。从图中容易看出，对于任意的入射角1θ，其正弦与e 光折射角e 2θ的正弦之比都为
e e
e e n V C t V t C R BD AD
AE AD BD
==⋅⋅===21sin sin θθ
式中R 是e 波面的圆截线的半径。由于c ／V e 是一常数，所以在本题的特殊情况下，光线遵守普通的折射定律，它的折射方向可按上式计算。 当
601=θ时，e 光的折射角： '
111
263647.160sin sin sin sin
=⎥
⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=--e e
n θθ 而o 光的折射角：
'
111
25634512.160sin sin sin sin
=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=--o o
n θθ
因此晶体中o 光与e 光的夹角：
'''221015634636 =-=-=o e θθα
[15-7]如下图所示，一块单轴晶片的光轴垂直于表面，晶片的两个主折射率分别为o n 和e n ，证明当平面波以1θ入射到晶片时，晶体中非常光线的折射角'e θ可由下式给出 1
2
21'
sin sin θθθ-=
e
e o e n n n tg
证明：
如图，e 光波法线与光轴的夹角为e θ，由折射定律有：
e e n n θθθsin sin sin "
111==
式中，e 光相应的折射率为： e
e
e o
e
o e n n n n n θθ2
22
2"
cos sin +=
由以上两式，解得 1
2
2
1sin sin θθθ-=
e
o e e n n n tg
而e 光线与光轴的夹角'e θ：
1
221
12212222'
sin sin sin sin θθθθθθ-=-⋅==e e o e o e e o e e o e
n n n n n n n n tg n n tg
得证。
[15-13] 石英晶体制成的塞拿蒙棱镜，每块的顶角是20
(见图)。光束正入射于棱镜，求从棱镜出射的o 光线与e 光线之间的夹角。[注：此题条件不充分] 解：
设入射光为钠黄光(波长为589.3nm)，则石英的主折射率为：55335.1,54424.1==e o n n 。光束通过第一块棱镜时，是沿光轴方向传播的，因此o 光和e 光不分开，传播速度也相等，o 光振动方向垂直于纸面，e 光振动方向平行于纸面。振动
方向垂直于纸面的这一支光束进入第二块棱镜后仍然是o 光，其传播方向不变。而振动方向平行于纸面的这一支光束进入第二块棱镜后虽然仍为e 光，但其传播速度与在第一块棱镜时不同，因而在界面上发生折射，可由折射定律近似计算：
88.1955335.120sin 54424.1sin sin sin 111
2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=--e o e
n n θθ
在棱镜后表面折射时，有：
[][]
[]
"
'12111'1311186.0)88.1920sin(55335.1sin )sin(sin sin sin =≈-⨯=-==---
e e e e e n n θθϕϕ
此即从棱镜出射的o 光线与e 光线之间的夹角。
[15-14] 一束线偏振的钠黄光(nm 3.589=λ)垂直通过一块厚度为mm 2
10618.1-⨯的石英
晶片。晶片折射率为55335.1,54424.1==e o n n ，光轴沿x 轴方向(见图)，试对于以下三种情况，决定出射光的偏振态：
(1)入射线偏振光的振动方向与X 轴成45
角； (2)入射线偏振光的振动方向与X 轴成—45 角； (3)入射线偏振光的振动方向与X 轴成30 角。
解：
建立图中坐标系，晶片光轴平行于x 轴，且是慢轴，其产生的相位延迟：
可见，晶片的作用相当于1/4波片。该晶片的琼斯矩阵为： ⎥⎦
⎤
-⎢⎣⎡=i G 001
（1）入射线偏振光的振动方向与x 轴成45°角，其琼斯矢量为：
出射光为：
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-=⎥
⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤-⎢
⎣⎡==i i GE E 11100112 这是右旋圆偏振光。
（2）入射线偏振光的振动方向与x 轴成-45°角，其琼斯矢量为：
出射光为：
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡=⎥
⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤-⎢
⎣⎡==i i GE E 11100112 这是左旋圆偏振光。
（3）入射线偏振光的振动方向与x 轴成30°角，其琼斯矢量为：
出射光为：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤-⎢⎣⎡==
30130cos 30sin 30cos 30sin 30cos 00112itg i i GE E 这是右旋椭圆偏振光。
[15-15] 设计一个产生椭圆偏振光的装置，使椭圆的长轴方向在竖直方向，且长短轴之比为2：1。详细说明各元件的位置与方位。 解：
为产生椭圆偏振光，首先让一束平行自然光垂直通过一起偏器，然后通过一1/4波片。设椭圆的长轴方向沿Y 轴（竖直方向）正方向，椭圆的短轴方向沿X 轴正方向，波片的快轴沿Y 轴，波片的慢轴沿X 轴正方向，起偏器的透光轴与X 轴成β角，则自波片出射的椭圆偏振光的琼斯矢量为：
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤-⎢
⎣⎡=ββββββitg i i E 1cos sin cos sin cos 00
12
该椭圆偏振光的长短轴之比为：
121212===βtg a a A A
210618.155335.154424.110589.62d n n 22
6
-e o π
π
λπδ≈
⨯⨯-⨯=-=-⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=111E ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-=111E ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡= 30sin 30cos 1E
因此，起偏器的透光轴与X 轴的夹角应为：
"
'162663435.632 ===-tg β
[15-16] 通过检偏器观察一束椭圆偏振光，其强度随着检偏器的旋转而改变。当检偏器在某一位置时，强度为极小，此时在检偏器前插入一块1／4波片，转动1／4波片使它的快轴平行于检偏器的透光轴，再把检偏器沿顺时针方向转过20
就完全消光。试问(1)该椭圆偏振光是右旋还是左旋?(2)椭圆的长短轴之比? 解：（1）取椭圆偏振光的主轴坐标系，x 轴沿椭圆短轴方向，此方向对应强度最小方向，也是最初的检偏器透光轴方向。设入射椭圆偏振光的琼斯矢量为
插入1/4波片，其快轴沿x 轴方向，则其琼斯矩阵为：
⎥⎦⎤
⎢
⎣⎡=i G 001
因此，从波片出射的光为：
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢
⎣⎡==εεtg A itg i A GE E 11001
1112
显然，从1/4波片出射光为线偏振光，由题意知该光偏振方向与x 轴成70°角，因此其琼斯
矢量为：
此式与上一式相等，所以有：
因此，入射光琼斯矢量为：
X(快轴)
Y
¼ 波片
X Y 检偏器
1
E 2
E 消光位置
2
E 70°
⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=εitg A A A i A iA A E 111121211⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡= 70170cos 70sin 70cos 2tg E
701
2tg A A
tg -==ε⎥⎤⎢⎡-= 70111itg A E
所以入射光是右旋椭圆偏振光。
（2）入射右旋椭圆偏振光的长短轴之比为：
[15-17] 为了决定一束圆偏振钠光的旋转方向，可以将1/4波片置于检偏器前，再将后者转
至消光位置。此时波片快轴的方位是这样：须将它沿着逆时针方向旋转 45才能与检偏器的
透光轴重合。问该圆偏振光是右旋还是左旋?
解：
圆偏振光通过1/4波片后，形成线偏光，然后调节检偏器可以看到消光位置，根据题意建立下图所示坐标系，假设x 轴为波片的快轴方向，那么根据题目中所提到的调节波片快轴方向的方法，可以推断出检偏器的透光轴方向与x 轴成
45 ，于是圆偏振光通过波片后形成的线偏光的光矢量方向为与x 轴成
45- ，其琼斯矢量为：
1/4波片的琼斯矩阵为：
⎥⎦⎤
⎢
⎣⎡=i G 001
所以，
因此该入射的圆偏振光旋向为左旋。
[15-19] 为测定波片的相位延迟角，采用下图所示的实验装置：使一束自然光相继通过起偏器、待测波片、l ／4波片和检偏器。当起偏器的透光轴和1／4波片的快轴沿x 轴，待测波片的快轴与x 轴成45°角时，从1／4波片透出的是线偏振光，用检偏器确定它的振动方向便可得到待测波片的相位延迟角。试用琼斯计算法说明这一测量原理。
747
.27012
== tg A A ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=
1121out E ⎥
⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡==⇒=--i i E G E GE E out in in out 121112100111
解： 透过起偏器的光的琼斯矢量： 待测波片的琼斯矩阵：⎥⎥
⎦⎤
-⎢⎢
⎣⎡-=1221
δδ
itg itg G
1/4波片的琼斯矩阵：⎥⎦⎤
⎢
⎣⎡=i G 001
41
自波片出射的光：
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤-⎢⎢
⎣
⎡-⎥⎦
⎤⎢
⎣⎡==210112itg 2itg 1
i 00
1
41δδδtg GE G E 入出
表明从1／4波片出射的是线偏振光，其光矢量与1／4波片快轴(x 轴)的夹角α就等于2δ ，即有αδ2=。显然，测出检偏器消光位置，即可测出待测波片的相位延迟角δ。
[15-24] 在两个正交偏振器之间插入一块λ／2波片，强度为0I 的单色光通过这一系统。如果将波片绕光的传播方向旋转一周，问(1)将看到几个光强的极大和极小值?相应的波片方位及光强数值；(2)用λ／4片和全波片替代λ／2片，又如何?
解：（1）如下图所示，设偏振器P1的透振方向沿y 轴正向，偏振器P2的透振
方向沿x 轴正向，2/λ波片的快轴与x 轴成θ角。入射光振幅为E 0，经P1后的光为：
E 3E 2E 0
E 1z x y P 1
P 2
波片
⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛=10211211000001E E E 经半波片后的光为：
⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡=01入E
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⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
=θθθθθθ2cos 2sin 2102cos 2sin 2sin 2cos 20012/12E E E G E 经P2后的光为： ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=02sin 20001023θE E E 所以，通过该系统后的光强度为：
θθ2sin 2
12sin 2120220*33I E E E I T ==⋅= 显然，当将波片绕光的传播方向旋转一周时，在 )12(4
+=m πθ，3,2,1,0=m 方位，将看到4次光强的极大，光强极大值为：
0max 2
1I I =。 在
2
πθm =，3,2,1,0=m 方位，将看到4次光强的极小，光强极小值为：
0min =I
（2）用λ／4片替代λ／2片，则视场为亮视场，波片绕光的传播方向旋转时，光强不变化。
用全波片替代λ／2片，则视场为暗视场。
高考物理光学知识点之物理光学易错题汇编及答案(4) 一、选择题 1．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于() A．光的干涉、色散和衍射现象 B．光的干涉、衍射和色散现象 C．光的衍射、色散和干涉现象 D．光的衍射、干涉和色散现象 2．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是 A．在真空中的传播速度更快 B．在真空中的波长更长 C．衍射的本领更强 D．频率更高，相同时间传递的信息量更大 3．下列说法正确的是（） A．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波 C．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样 D．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏 4．下列说法正确的是（） A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D．在LC振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小5．我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡雨初霁，或露之未晞，其
P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 一、选择题 1．3165：在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在 玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等 (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 ［ ］ 2．3611：如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分 别为r 1和r 2。路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 3．3664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两 表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1) (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1) ［ ］ n 1 λ1
4．3169：用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片 遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则： (A) 干涉条纹的宽度将发生改变 (B) 产生红光和蓝光的两 套彩色干涉条纹 (C) 干涉条纹的亮度将发生改变 (D) 不产生干涉条纹 ［ ］ 5．3171：在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的。若 其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则 (A) 干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象 ［ ］ 6．3172：在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大， 可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个 缝的宽度稍微调窄 (D) 改用波长较小的单色光源 ［ ］ 7．3498：在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住 双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹 (B) 变为暗条纹 (C) 既非明纹也非暗 纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹 ［ ］ 8．3612：在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离 相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处。现将光源S 向下移动 到示意图中的S '位置，则 (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变 (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变 (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大 (D) 中央明条纹 向上移动，且条纹间距增大 S S '
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案解析(4) 一、选择题 1．已知单色光a 的频率低于单色光b 的频率，则（） A ．通过同一玻璃三棱镜时，单色光a 的偏折程度小 B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，单色光a 的临界角小 C ．通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a 照射时相邻亮纹间距小 D ．照射同一金属发生光电效应，用单色光a 照射时光电子的最大初动能大 2．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 3．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 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．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知() A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出的光电子最大初动能最大 6．如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是() A． B． C． D． 7．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 8．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9．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
物理光学作业参考答案 [15-1] 一束自然光以ο 30角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率54.1=n ，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。 解： （1）入射自然光可以分解为振动方向互相垂直的s 波和p 波，它们强度相等，设以0I 表示。已知：ο301=θ，所以折射角为： οο35.50)30sin 54.1(sin )sin (sin 1112=?==--θθn 根据菲涅耳公式，s 波的反射比为： 12.0)35.5030sin()35.5030sin()sin()sin(2 22121=??????+-=?? ????+-=οοοοθθθθρs 4 因此，反射波中s 波的强度： 00)(124.0I I I s R s ==ρ 而p 波的反射比为： 004.0881.5371.0)()(222121=??????=?? ????+-=θθθθρtg tg p 因此，反射波中p 波的强度： 00)(004.0I I I p R p ==ρ 于是反射光的偏振度： %94%8.93004.0124.0004.0124.00 000≈=+-=I I I I P （2）玻璃-空气界面的布儒斯特角： ο3354 .11111121====---tg n tg n n tg B θ （3）对于以布儒斯特角入射时的透射光，s 波的透射系数为： 4067.133cos 57sin 2cos sin 2)sin(cos sin 2122112===+= οοθθθθθθs t 式中，ο331==B θθ，而οο57902=-=B θθ 所以，s 波的透射强度为：
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＝500nm1nm = 10-9m 的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图b 所示．有些条纹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 2 L x a E f
中考光学作图题专题训练 (4) 1．在图中的虚线框中画一个合适的透镜. （________） 2．如图所示，发光点S发出一束光投射到水面上，其中一条光线反射后经过A点，请作出入射光线、反射光线和大致的折射光线。 （_______） 3．下图中，A是平面镜，B是镜前人眼，C是人眼睛在平面镜前看到的烛焰像上的一点。（1）根据平面镜成像的特点作出像点C对应的物点D。 （2）完成眼睛看到C的光路图（画一条入射光线和反射光线即可）。 （______） 4．请你在如图中画出已知反射光线对应的入射光线，并标出入射角。 （____） 5．如图所示，S为一路灯，站在对岸的人看到水中的“路灯”。请画出人看到水中“路灯”的光路图，人头部O点表示人眼所在位置。 （______）
6．在图中画出AB在平面镜中所成的像。 （________） 7．有一光源S在平面镜前，光源所发出的两条光线经平面镜反射后如图所示，请你确定光源位置，并完成光路图____． 8．如图所示，SA表示从空气斜射向水面的一束光线，请在图中画出这束光线从空气射入水中的折射光线（大致方向）。 （_______） 9．如图，一条光线射向半圆形玻璃砖（O为圆心），根据光的折射规律画出这条光束经过两个界面折射的大致光路图。 （_____） 10．如图所示，小明利用一块平面镜使此时的太阳光水平射入隧道内，请你通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数．
11．( ·潍坊)如图所示，AB为遮光板，S′是点光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。 请画出： （1）光源S的位置； （2）光线EF的入射光线； （3）光线EF经凸透镜后的出射光线。 12．如图所示，小雪在凸透镜的右侧用眼睛可以直接观察到凸透镜所成的正立、放大的虚像，F为凸透镜的焦点，请你完成小雪观察到该像的光路图。 （______） 13．如图为一束平行凹透镜主光轴的入射光线，画出此光线通过凹透镜后的光路图。 （________） 14．完成下图中的入射光线或折射光线。 （____） 15．（1）如图所示，作出光线通过凸透镜和凹透镜的完整光路。
高考物理光学知识点之几何光学单元检测附答案(4) 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．如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知折射角γ＝30°，则 A．光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B．玻璃的折射率 6 2 n C2×108 m/s D．CD边不会有光线射出 4．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 5．如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于
A．sin50 sin55 ? ? B．sin55 sin50 ? ? C．sin40 sin35 ? ? D．sin35 sin40 ? ? 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．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx1和Δx2，已知Δx1＞Δx2。另将两单色光在真空中的波长分别用λ1、λ2，在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2，光子能量分别用E1、E2、在同种介质中的折射率分别用n1、n2表示。则下列关系正确的是 A．λ1<λ2 B．v1
物理光学作业参考答案 [11-1]一个平面电磁波可以表示为0],2 )(102cos[2,014=+-⨯==z y x E t c z E E π π， 求：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初相位？（2）波的传播方向和电矢量的振动方向？（3）相应的磁场B 的表达式？ 解： （1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为14102⨯=πω，速度v=c ，故： 频率 1414 1021022=⨯==π ππωv Hz 波长 m m v c μλ310310 103614 8 =⨯=⨯==- 振幅 m V A /2= 初相位 rad 2 π ϕ= （2） 波沿z 轴正方向传播，电矢量沿y 轴方向振动 （3） 由V B E =，知T c A V E B 88 1067.010 32-⨯=⨯===（特斯拉=韦伯/米2 ） 故，相应的磁场B 的表达式为： 0,0],2 )(102cos[1067.0148==+-⨯⨯-=-z y x B B t c z B π π [11-2]在玻璃中传播的一个线偏振光可以表示为 )]65.0(10cos[10,0,0152t c z E E E x z y -===π，试求： （1）光的频率和波长；（2）玻璃的折射率。 解： （1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为1510⨯=πω，速度 c V 65.0=，故光的： 频率 Hz v 141052⨯== π ω 波长 m m v c v V μλ39.01039.010 510365.065.06 14 8=⨯=⨯⨯⨯===- （2）玻璃的折射率为： 54.15385.165.0≈===c c V c n
物理光学习题答案 选择题： 1.A 2.D 3.B 4.A 5.D 6.A 7.A 8.B 9.A 10.D 11.C 12.C 13.C 14.C 15.D 16.B 17.B 18.C 19.B 20.A 21.A 22.D 23. (1)(4) 24.(1)(2)(3) 25. (1)(2)(3) 26.(2)(4) 27. (1)(2)(3) 28. (2)(3) 29. (1)(2)(3) 30. (1)(4) 31. (1)(3) 32.(2)(4) 作业： 1. 解：根据杨氏双缝干涉明纹计算公式可得: ()())(2.210 40076010 42.129 4 mm d kD x =⨯-⨯⨯⨯= -= ∆--紫红 λλ 2. 解：某波长的光的第三级明纹和红光的第二级明纹相重合，说明它们的衍射角相等 。 根据明纹条件sin (21)2 a k λ ϕ=±+ 对红光第二级明纹有5sin 2 a ϕλ= 对某波长的光第三级明纹有7sin 2 a ϕλ''= ϕϕ=/ / 2 72 5λλ= ∴ nm 4506307 57 5/ =⨯= =λλ 3. 解：（1）9sin (21)4sin 2 2a k k a λ λϕϕ=±+== 4429tan sin 46729x a x f f f nm a f λϕϕλ==== = （2）4k =∴ 从P 处来看，可分为21)9k +=（个半波带 4. （1）2400()sin 2 1.61sin 302 k a b k k a b m λϕλ μ⨯+=±=+= ==︒ （2）紫光71410m λ-=⨯ 红光7 27.610m λ-=⨯ 1 2 12sin sin d d λλϕϕ= = 第一级光谱线宽度 7 12121216 3.610 (tan tan )(sin sin )0.225m 1.610 f x f f d ϕϕϕϕλλ--⨯∆=-=-==⨯（-）=
高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习含答案解析(4) 一、选择题 1．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是 A．水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大 B．在水中a光的临界角比b光的临界角大 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 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．如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知折射角γ＝30°，则 A．光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B．玻璃的折射率 6 2 n C．光在玻璃中的传播速度为2×108 m/s D．CD边不会有光线射出 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，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a=8cm，孔的直径为d=6cm，孔内安装一块折射率n=1.44的玻璃，厚度可]的厚度相同，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8.则 A．如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106° B．装人玻璃后，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为106° C．装人玻璃的折射率越大，室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小 D．若要将视野扩大到180°，需嵌入折射率大于或等于5 3 的玻璃 7．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，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是 A．若增大入射角i，则b光最先消失 B．在该三棱镜中a光波速小于b光 C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽 D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高 8．如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截 面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ． 1 2 AP AD ，则( )
高中物理光学单元测试及参考答案 一、选择题 1. 光的传播方式是(A) A. 直线传播 B. 曲线传播 C. 波浪传播 D. 杂乱传播 2. 在光的传播中，产生的折射现象是由于光线从一种介质传播到另一种介质时，(D) A. 光速改变 B. 光的频率改变 C. 光的振幅改变 D. 光的传播方向改变 3. 光的直线传播路径上，若有一个不透明物体，则光(A) A. 无法通过该物体 B. 被弯曲绕过该物体 C. 被散射后改变传播方向 D. 被反射后改变传播方向
4. 下列哪个现象不能用波动理论解释(A) A. 光的折射现象 B. 光的衍射现象 C. 光的干涉现象 D. 光的光电效应 5. 光按波动论观点看，衍射现象是光的传播过程中出现的特点，是由于光传播遇到了(D) A. 折射 B. 反射 C. 散射 D. 障碍物边缘的光波的干涉 二、填空题 1. 在光的传播过程中，光线在两种介质之间发生折射，其关系由(D)定律给出。 2. 在光的折射现象中，光在空气与水的界面上发生折射时，由于光速从空气变为水所以光线向(D)偏折。 3. 光在玻璃到空气的界面上由玻璃向空气传播时发生(D)折射。 4. 球面镜成像的基本规律是(D)定律。
5. 球面镜成像的规律又称为小光线成像法或(B)法。 三、简答题 1. 请简述光的干涉现象和干涉的条件。 答：光的干涉现象是指两束或多束光相遇时产生干涉条纹的现象。干涉的条件包括相干光源、干涉光束的强度相等和干涉光束之间存在恒定的相位差。 2. 什么是全反射？请说明全反射的发生条件。 答：全反射是当光从光密介质射入光疏介质的界面时，入射角大于临界角时，光将完全被反射回原来的介质中，不产生折射现象。全反射的发生条件是光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角，即入射角大于折射角。 3. 简述凸透镜和凹透镜的成像特点。 答：凸透镜成像具有以下特点：①放大镜效应，使物体变大；②成像位置为物距的一侧，成像形状与物体相似；③成像可能是实像或虚像，取决于物距的位置。 凹透镜成像具有以下特点：①缩小镜效应，使物体变小；②成像位置为物距的另一侧，成像形状与物体相似；③成像一定是虚像。 四、解答题 1. 请解释光的折射现象及折射定律，并给出一个实例进行说明。
第7章 光在各向异性介质中的传播 1、一束钠黄光以50角方向入射到方解石晶体上，设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面。问在晶体中o 光和e 光夹角是多少（对于钠黄光，方解石的主折射率 1.6584o n =， 1.4864e n =） 答案： 由于光轴和晶体表面平行，并垂直于入射面，所以e 光的偏振方向为光轴方向，其折射率为" 1.4864e n n ==，o 光折射率为' 1.6584o n n ==。 入射端为空气，折射率为1n =，入射角为50θ=，设o 光和e 光的折射角分别为'θ和"θ，则根据折射率定律有''sin sin n n θθ=和""sin sin n n θθ=，计算得到'27.5109θ≈，"31.0221θ≈，所以晶体中o 光和e 光夹角为"''331θθθ∆=-≈ 2、如图所示的方解石渥拉斯顿棱镜的顶角15α=时，两出射光的夹角γ为多少 答案：
左边方解石晶体中的o 光（折射率' 1.6584o n n ==）进入到右边方解石晶体中变成了e 光（该e 光的偏振方向与光轴平行，折射率" 1.4864e n n ==）；左边方解石晶体中的e 光（该e 光的偏振方向与光轴平行，折射率" 1.4864e n n ==）进入到右边方解石晶体中变成了o 光（折射率' 1.6584o n n ==）。 在两块方解石晶体的分界面上，应用折射定律有 2211sin arcsin 18.7842sin sin sin sin sin arcsin 13.4134o e o e e o e o n n n n n n n n αθαθαθαθ⎧⎛⎫==⎪ ⎪=⎧⎪⎝⎭⇒⎨⎨=⎛⎫⎩⎪== ⎪⎪⎝⎭ ⎩ 在右边方解石晶体与空气的界面上，应用折射定律有 ()()()()24241313sin arcsin 2.9598sin sin sin sin sin arcsin 2.3587e e o o n n n n n n n n θαθθαθαθθαθθ⎧⎡⎤-==⎪⎢⎥⎧-=⎪⎪⎣⎦⇒⎨⎨-=⎡⎤-⎪⎪⎩==⎢⎥⎪⎣⎦ ⎩ 所以出射光的夹角'34 5.3185519γθθ=+=≈ 3、若将一线偏振光入射到以光束为轴、以角速度0ω转动的半波片上，出射光的偏振态如何其光矢量如何变化 答案： 出射光仍然为线偏振光，光矢量方向以光束为轴、以角速度02ω转动。
中考物理光学练习试题及答案3篇 中考物理光学练习试题及答案1 一、选择题 1.*静的湖面映出岸边的景物.在这个现象中“*静的湖面”相当于( ) A.凸透镜 B. 凹透镜 C. *面镜 D. 凹面镜 2.光使世界绚丽多彩，人们的生活更离不开光。关于光现象，下列说法错误的是 A.用玻璃三棱镜可以使太阳光发生色散 B.柳叶呈现绿色是因为它只反射绿光 C.光在银幕上发生漫反射时反射角小于入射角 D.家里的穿衣镜所成的像是正立的虚像 3.(2分)如图是丰子恺的一幅漫画，画中配诗“临水种桃知有意，一株当作两株看”.其中呈现的光学现象是() A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散 4.光的世界是丰富多彩的，关于以下光现象，说法正确的是() A. 小孔成像利用了光的反射 B. 游泳池注水后，看上去好像变浅了，这是光的色散
C. 人能看到物体，是因为从人眼发出的光照到了物体上 D. 太阳光通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这是光的色散 5.炎热的夏天，树荫下比太阳下要凉快得多，人们总喜欢在树荫下乘凉.树荫的形成是由于() A.光的折射 B.光的折射 C.光的直线传播 D.光的色散 16.如图所示的四幅图片中，其中一幅所反映的光学原理与其它三幅不同的是 7.如图所示的四种光现象中，由于光的反射形成的是() 8.常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当于下面的 A.*面镜 B.凸面镜 C.凸透镜 D.凹透镜 9.我国经常提到的像：①小孔成像②*面镜成像③放大镜成像④电影屏幕上的像⑤汽车观后镜中的像，其中 A.属于实像的是①②③ B.属于虚像的是②③④ C.由于反射而成的像是②⑤ D.由于折射而成的像是①③④
物理光学作业习题答案 第一章光波的基本性质 (1)作业习题 1、试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。 (1) E x= E o sin ( co t-kz), E y= E O cos ( « t-kz) ⑵ E x= E O cos ( co t-kz), E y= E O cos ( « t~kz+f ) (3) E x= E o sin ( co t~kz), E y=- E o sin ( co t~kz) 解：(1) E x = E o sin(®r -kz) E y = E o cos(cot - kz) 71 Ex = cos(M — kz~ —) 9 E ox = E oy = E° .•.5=生，.•.凡，超前所生，.•.为右旋圆偏振光2 ，2 (2 ) Ex = Eq cos(仞-kz), Ey = E° cos(仞-fc + —) F 8 = - , E;+E;^El，E,超前E, ^Ltga = — = 1, :.a = - 4 x y u y E4 _ _ 71 71 971 tg2y/ = tg2a -coso = tg —-cos— , .. y/ =— 为右旋椭圆偏振光，长轴在y二x方向上 (3) E x = E o sin(仞-kz), E y = -E o cos(仞-kz) Ey = E Q sin(®r 一« + 兀),d = 7i , E m = E oy = E Q E .丸TC % TC tga = = 1,・'・ a = —, tg2i// = tg2a-cos3 = tg — -cos n ・'・ i// = --- E°x 4 2 4 ...为线偏振光，振动方向为疔-X 2、试证明：频率相同，振幅不同的右旋与左旋圆偏振光能合成一椭圆偏振光。
物理-光学-习题附答案
一、 选择题 1、在相同时间内，一束波长为λ的单色光在 空中和在玻璃中，正确的是 [ ] A 、 传播的路程相等，走过的光程相等； B 、 传播的路程相等，走过的光程不相等； C 、 传播的路程不相等，走过的光程相等； D 、 传播的路程不相等，走过的光程不相等。 2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的 厚度为e ，并且n1
D. 无干涉条纹。 4、用白光源进行双缝实验，若用一纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则［］ A．干涉条纹的宽度将发生变化； B. 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹；C．干涉条纹的位置和宽度、亮度均发生变化；D．不发生干涉条纹。 5、有下列说法：其中正确的是［］ A、从一个单色光源所发射的同一波面上任意选取的两点光源均为相干光源； B、从同一单色光源所发射的任意两束光，可视为两相干光束； C、只要是频率相同的两独立光源都可视为相干光源； D、两相干光源发出的光波在空间任意位置相遇都会产生干涉现象。 6、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径到B点，路径的长度为 L， A、B两点光振动位相差记为
光学习题和解答 习题十六 16.1 从一狭缝透出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm 远的幕上，若此两狭缝相距为0.20mm ，幕上所产生干涉条纹中两相邻亮线间距离为 3.60mm ，则此单色光的波长以mm 为单位，其数值为 (A) 4 1050.5-⨯; (B) 4 1000.6-⨯; (C) 4 1020.6-⨯; (D) 4 1085.4-⨯。 答案：(B) 16.2 用波长为650nm 之红色光作杨氏双缝干涉实验，已知狭缝相距4 10-m ，从屏幕上量得相邻亮条纹间距为1cm ，如狭缝到屏幕间距以m 为单位，则其大小为 (A) 2; (B) 1.5; (C) 3.2; (D) 1.8。 答案：(B) 16.3 波长λ为4 106-⨯mm 单色光垂直地照到尖角α很小、折射率n 为1.5的玻璃尖劈上。在长度l 为1cm 内可观察到10条干涉条纹，则玻璃尖劈的尖角α为 (A) 24''; (B) 4.42''; (C) 3.40''; (D) 2.41''。 答案：(D) 16.4 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上，覆盖着一层折射率为1.25的丙酮薄膜。当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时，发现波长为6000nm 的光产生相消干涉。而700nm 波长的光产生相长干涉，若此丙酮薄膜厚度是用nm 为计量单位，则为 (A) 840; (B) 900; (C) 800; (D) 720。 答案：(A) 16.5 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时，则第十个亮环的直径由1.40cm 变为1.27cm ，故这种液体的折射率为 (A) 1.32; (B) 1.10; (C) 1.21; (D) 1.43。 参考答案：(C) 16.6 借助于玻璃表面上所涂的折射率为n=1.38的2MgF 透明薄膜，可以减少折射率为60.1='n 的玻璃表面的反射，若波长为50000 A 的单色光垂直入射时，为了实现最小的反射，问此透明薄膜的厚度至少为多少0 A (A) 50; (B) 300; (C) 906; (D)2500; (E) 10500。 答案：(C) 16.7 在双缝干涉实验装置中，用一块透明簿膜(2.1=n )覆盖其中的一条狭缝，这时屏幕上的第四级明条纹移到原来的原零级明纹的位置。如果入射光的波长为500nm ，试求透明簿膜的厚度。
第一章光的电磁理 论 1.1在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0， Ez= ，（各量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。 解：由Ex=0，Ey=0，Ez= ，则频率υ= ==0.5×1014Hz，周期T=1/υ=2×10-14s，初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m， 波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 1.2.一个平面电磁波可以表示为Ex=0， Ey= ，Ez=0，求：（1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少？（2）波的传播和电矢量的振动取哪个方向？（3）与电场相联系的磁场B的表达式如何写？ 解：（1）振幅A=2V/m，频率υ =Hz ，波长λ
== ，原点的初相位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y轴；（3）由 B =，可得By=Bz=0，Bx= 1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex= ，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。 解：（1）υ===5×1014Hz； （2）λ= ； （3）相速度v=0.65c，所以折射率 n= 1.4写出：（1）在yoz平面内沿与y 轴成θ角的方 向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。解：（1）由
，可 得 ； （2 ）同理：发散球面波 ， 汇聚球面波 。 1.5一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为 Hz，电场振幅为14.14V/m，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45º，试写出E，B表达式。 解：，其中 == = ， 同理：。 ，其中 =。 1.6一个沿k方向传播的平面波表示为 E=