波动光学(2) 分析 2012

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1、波动光学（二）作业本章要点：(1)惠更斯-菲涅尔原理；(子波、相干叠加)(2)单缝夫琅禾费衍射；暗条纹衍射条件：明纹衍射条件：(3)中央明纹宽度(一级暗纹中心之间的距离)：角宽度线宽度衍射光强公式：(4)平面衍射光栅缺级现象：按多缝干涉应出现明纹处，由于衍射效应反成为暗纹的现象。缺级条件：光学超级公式：，请大家注意这个公式中的字母D、d在不同的位置用不同的字母了。但条纹间距都是波长的倍数。一、选择题1.一束波长为l的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为(A)l/4．(B)l/

2、(4n)．(C)l/2．(D)l/(2n)．［B］【KP】光程差为2nd-l/2；薄膜最小厚度对应的k值为1；因此有：2nd-l/2=l。2.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长l，则薄膜的厚度是(A)l/2．(B)l/(2n)．(C)l/n．(D)．［D］【KP】加入薄膜后光程差变化值为δ=2(n-1)d，依题意δ=l。73.在单缝夫琅禾费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(A)宽度变小；(B)宽度变大；(C)宽度不变，且中心强度也不变；(D)宽度不变，但中心强度

3、变小．［B］【KP】中央明纹宽度与缝宽成反比。4.根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的(A)振动振幅之和．(B)光强之和．(C)振动振幅之和的平方．(D)振动的相干叠加．［D］【KP】惠更斯-菲涅尔原理。5.在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为l的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为30°的方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度a等于(A)l．(B)1.5l．(C)2l．(D)3l．［D］【KP】此处波面所对应的光程差为3*0.5l，因此有：6.如果单

4、缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为j=30°的方位上．所用单色光波长为l=500nm，则单缝宽度为(A)2.5×10-5m．(B)1.0×10-5m．(C)1.0×10-6m．(D)2.5×10-7．［C］【KP】参考上题。7.在如图所示的单缝的夫琅禾费衍射实验中，将单缝Ｋ沿垂直于光的入射方向(沿图中的x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.(E)衍射条纹中心不动，条纹变窄．［D］【KP】注意夫琅禾费衍射的特点：照到狭缝上是平

5、行光，接收屏处于无穷远处。因此沿着波前方向移动狭缝不会对条纹产生影响。8.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？(A)双缝干涉．(B)牛顿环．(C)单缝衍射．(D)光栅衍射．［D］【KP】衍射光栅是这几种测量波长方法中最准确的，因此常常被用来做物质成分分析。9.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时(a7代表每条缝的宽度)，k=3、6、9等级次的主极大均不出现？(A)a＋b=2a．(B)a＋b=3a．(C)a＋b=4a．(A)a＋b=6a．［B］【KP】缺级条件：a+b=ma。10.对某一定波长的垂直入射

6、光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该(A)换一个光栅常数较小的光栅．(B)换一个光栅常数较大的光栅．(C)将光栅向靠近屏幕的方向移动．(D)将光栅向远离屏幕的方向移动．［B］【KP】根据光栅方程(b+b’)sinφ=kl，要得到比较大得k值，方程左边正弦值最大是1，结论很明显。二、填空题11.光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是______________________．【KP】(1)计算干涉得到最大光强时必是振幅最大；(2)光强与振幅平方成正比。光强相同的相

7、干光，发生干涉得到振幅最大值为单个振幅的2倍；因此最大光强应当为单光束光强的4倍。12.用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第二个暗条纹中心相对应的半波带的数目是__________．【KP】单缝衍射，暗条纹出现的条件是偶数个半波带；第一、二、三……个暗条纹中心对应半波带个数依次是2、4、6……。13.如图所示在单缝的夫琅禾费衍射中波长为l的单色光垂直入射在单缝上．若对应于会聚在P点的衍射光线在缝宽a处的波阵面恰好分成3个半波带，图中，则光线1和2在P点的相位差为______________．【KP】半波带相同位置对应的光程差

8、为半个波长，相位差是π。14.惠更斯引入__________________的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_____________