《光学习题及答案》word版

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1、第119页共119页1—1已知两个振动的解析式和试用振幅矢量法、三角函数加法和复数法合振动的振幅和初位相。解：（a）振幅矢量法合振动的振幅A=合振动的初位相为（b）三角函数加法令则答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/cty1009第119页共119页(c)复数法1—2在杨氏实验中，（a）氦一氖激光器发出的波长为6328的激光投射在缝的间距为0.022厘米的双缝上，求距缝180厘米处光屏上所形成的干涉条纹的间隔；（b）若缝的间距为0.45厘米，距缝120厘米的光屏上所形成的干涉条纹的间距为0.15毫米，试求光源的波长并说明是什么颜色的光。解：（a）

2、已知厘米，d=0.022厘米，厘米。按公式（1—7），得条纹的间距为厘米（b）已知厘米，d=0.45厘米，厘米，则得答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/cty1009第119页共119页厘米=5625（绿色）在可见光的范围内不同的波长引起不同的颜色感觉。各单色光的波长或频率和颜色的对应关系如下页表所示。根据下页表可知光源发出的是绿色的光。1—3波长为5000的绿光投射于间距d=0.022厘米的双缝上，求距离180颜色中心频率（Hz）中心波（A）波长范围（）红4.5×101466007800~6220橙4.9×101461006220~5970黄5

3、.3×101457005970~5770绿5.5×101454005770~4920青6.5×101448004920~4700蓝7.0×101443004700~4550紫7.3×101441004550~3900厘米处光屏上形成的干涉条纹两个亮条纹间的距离为多少？若用红光投射到此双缝上，那么所得到两个亮纹间的距离为多少？算出这两种光第二级条纹位置的差距。解：根据公式（1—7）得相邻亮条纹的间隔为厘米厘米令厘米1—4在杨氏实验装置中，光源波长厘米，两狭缝间距d为0.4毫米，光屏离狭缝距离答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/cty1009第119

4、页共119页为50厘米。试求：（a）光屏上第一亮条纹和中央亮纹之间的距离；（b）若有P点离中央亮纹的距离y为0.1毫米，问两束光在P点的位置差是多少。（c）求P点的光强度和中央点的强度之比。解：（a）按公式（1—7）得（b）由图几何关系可知厘米由公式（1-1）得（c）由公式（1-6）得1-5如图1-11所示的杨氏实验中，P为光屏上第5级亮纹所在的位置。现将玻璃片插入从S1发出的光束途中，则P点变为中央亮条纹的位置，求玻璃片的厚度h（已知光的波长为厘米，玻璃折射率n为1.5）。解：未加玻璃片时，S1、S2到P点的程差，由公式（1-1）可知为现在S1发出的光束途中插入玻璃片时，P点程

5、差为所以玻璃片的厚度为厘米1-6设有一薄玻璃片，厚度厘米，插入杨氏实验中的一光束的途径中，发现中央亮条纹移动一距离为4个亮条纹的宽度。已知光波的波长为厘米，求玻璃的折射率。答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/cty1009第119页共119页解：在未加玻璃片时，由公式（1-1）可知，程差为在插入玻璃片后的程差变为故1-7波长为7000的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间的距离r为20厘米，这棱到屏间的距离L为180厘米，若所得干涉条纹的相邻亮纹的间隔为1毫米，求双镜平面之间的交角。解：1-8用绿的单色光（）照射肥皂，若沿着与肥皂膜平面成300角的方向观

6、察，看到膜最明亮。设此时干涉级为零，已知肥皂水的折射率n=1.33。试求：（a）薄膜的厚度；（b）当垂直注视时，应改用怎样波长的光来照射，才能看到膜最明亮。解：（a）已知厘米，根据（1-12）式厘米（b）垂直入射，即垂直注视时，且得答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/cty1009第119页共119页1-9（a）如图1-13所示尖劈形薄膜，右端的厚度h为0.005厘米，折射率n为1.5，波长为7070的光以300的入射角射到劈的上表面上，求在这个面上产生的条纹数，若以两玻璃片之间形成的空气尖劈代替，则产生多少条纹？（b）对于两玻璃片形成的空气尖劈

7、，当视线与表面正交时，看到单色光的干涉条纹宽度为0.03厘米，若两玻璃片间是水，水的折射率n=1.33，则条纹宽度如何？解：（a）根据（1-12）式，与两个相邻条纹所对应的厚度变化为因此在h厚度内可能出现的条纹总数N为对于空气尖劈，n=1，因而（b）在（1-12）式中，若,则但因尖劈的棱角很小。可见：，此处x是条纹宽度。合并上两式，得在这题中，都是常数。因此对于折射率不同的劈形物质，条纹宽度与折射率之间存在反比关系，即故厘米1—10（a）用为6000和为4500的两种波长的光观察