光学总复习习题课件.ppt

1、习题习题1.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M2移动移动0.1mm时，瞄准点的干涉条纹移过了时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为（）条，那么所用波长为（）2.如果某一波带片对考察点露出前如果某一波带片对考察点露出前5个奇数半波带，那么这些带个奇数半波带，那么这些带在该点所产生的振动的振幅和光强分别是不用光阑时的多倍？在该点所产生的振动的振幅和光强分别是不用光阑时的多倍？A.5、10B.10、50 C.10、100 D.50、100 A.500nm B.498.7nm C.250nmD.三个数据都不对三个数据都不对3.n2=1 的

2、空气对于的空气对于 n1=1.5 的玻璃而言，其临界角的玻璃而言，其临界角ic约为（约为（）A.40 B.42 C.55 D.564.全息照相是记录物光波的（全息照相是记录物光波的（）A.频率分布和相位分布频率分布和相位分布 B.振幅分布和频率分布振幅分布和频率分布 C.振幅分布和相位分布振幅分布和相位分布 D.频率分布、振幅分布和相位分布频率分布、振幅分布和相位分布5.在双缝干涉实验中，设缝是水平的。若双缝所在的平板稍微在双缝干涉实验中，设缝是水平的。若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（）向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（）6.设光栅平面、透镜均与屏幕平行。

3、则当入射的平行单色光从设光栅平面、透镜均与屏幕平行。则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的谱线的最高级次垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的谱线的最高级次A.向下平移，且间距不变向下平移，且间距不变 B.向上平移，且间距不变向上平移，且间距不变C.不移动，但间距改变不移动，但间距改变 D.向上平移，且间距改变向上平移，且间距改变A.变小变小 B.变大变大 C.不变不变 D.无法确定无法确定(A)平板玻璃平板玻璃 (B)双折射晶体双折射晶体 (C)狭缝狭缝 (D)棱镜棱镜7下列器件不能作为偏振器件的是（下列器件不能作为偏振器件的是（）8.用频率为用频率为 1的单色

4、光照射某一种金属时，测得光电子的最大的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大动能为动能为EK1；用频率为；用频率为 2的单色光照射同一种金属时，测得光电的单色光照射同一种金属时，测得光电子的最大动能为子的最大动能为EK2如果如果EK1 EK2，那么，那么（）(A)1一定大于一定大于 2(B)1一定小于一定小于 2(C)1一定等于一定等于 2(D)1可能大于也可能小于可能大于也可能小于 2 9.一束光是自然光和线偏振光按照一束光是自然光和线偏振光按照1：1的混合光，让它垂直通的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，则测得透射光过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，则测

5、得透射光强最大值与最小值的强度之比为（强最大值与最小值的强度之比为（）10.某种透明媒质对于空气的临界角等于某种透明媒质对于空气的临界角等于45，光从空气射向此，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角（媒质时的布儒斯特角（）A.1：2 B.1：3 C.1：4 D.1：5A.35.3 B.40.9 C.45 D.54.711.可见光在可见光在_谱中只占很小的一部分，其波长范围约是谱中只占很小的一部分，其波长范围约是_nm。12.光的吸收、散射和色散三种现象都是由光的吸收、散射和色散三种现象都是由_引起的，实质上引起的，实质上是由是由_引起的。引起的。13.光电效应实验结果证明，遏止电压与光电效应实验结

6、果证明，遏止电压与_成线性关系，而成线性关系，而与与_无关。无关。14.产生激光的两个必要条件是工作物质实现产生激光的两个必要条件是工作物质实现_和和_。18.激光全息照相技术主要是利用激光的激光全息照相技术主要是利用激光的 优良特性。优良特性。15.一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm。若。若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为 mm（水的折射率为（水的折射率为4/3）。）。16.波长是波长是 的光子的能量是的光子的能量是 ，质量是，质量是 ,动量是动量是 .17.已知氢原子从基态激发到某一定态所需

7、能量为已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为10.19ev，当氢，当氢原子从能量为原子从能量为-0.85ev的状态跃迁到上述定态时，所发射光子的能的状态跃迁到上述定态时，所发射光子的能量为量为 。1.1.波长为波长为的单色光垂直照射到折射率为的单色光垂直照射到折射率为n n2 2 的劈形膜上，已知的劈形膜上，已知n1 n2 EK2，那么，那么（）(A)1一定大于一定大于 2(B)1一定小于一定小于 2(C)1一定等于一定等于 2(D)1可能大于也可能小于可能大于也可能小于 2 10.某种透明媒质对于空气的临界角等于某种透明媒质对于空气的临界角等于45，光从空气射向此，光从空气射向此媒质时的布

8、儒斯特角（媒质时的布儒斯特角（）A.1：2 B.1：3 C.1：4 D.1：5A.35.3 B.40.9 C.45 D.54.7BD9.一束光是自然光和线偏振光按照一束光是自然光和线偏振光按照1：1的混合光，让它垂直通的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，则测得透射光过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，则测得透射光强最大值与最小值的强度之比为（强最大值与最小值的强度之比为（）14.产生激光的两个必要条件是工作物质实现产生激光的两个必要条件是工作物质实现光放大和粒子数反光放大和粒子数反转转。11.可见光在可见光在电磁波电磁波谱中只占很小的一部分，其波长范围谱中只占很

9、小的一部分，其波长范围约是约是400nm-760nm。12.光的吸收、散射和色散三种现象都是由光的吸收、散射和色散三种现象都是由_光和物质的相互作用光和物质的相互作用引起的，实质上是引起的，实质上是由光和原子中的电子相互作用由光和原子中的电子相互作用引起的。引起的。13.光电效应实验结果证明，遏止电压与光电效应实验结果证明，遏止电压与入射光频率入射光频率成线性关系，成线性关系，而与而与入射光强入射光强无关。无关。18.激光全息照相技术主要是利用激光的激光全息照相技术主要是利用激光的相干性好相干性好优良特性。优良特性。15.一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为一双缝干涉装置，在空气中观察

10、时干涉条纹间距为1mm。若。若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为0.75mm（水的折射率为（水的折射率为4/3）。）。17.已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为10.19ev，当氢，当氢原子从能量为原子从能量为-0.85ev的状态跃迁到上述定态时，所发射光子的能的状态跃迁到上述定态时，所发射光子的能量为量为2.56eV。16.波长是波长是 的光子的能量是的光子的能量是hc/，质量是质量是h/c，动量是，动量是h/。1.1.波长为波长为的单色光垂直照射到折射率为的单色光垂直照射到折射率为n n2 2 的劈形膜上，已

11、知的劈形膜上，已知n1 n2 n3,观察反射光形成的干涉条纹。观察反射光形成的干涉条纹。（1）从劈形膜顶部开始向后数起，第）从劈形膜顶部开始向后数起，第5条暗纹中心所对应的薄条暗纹中心所对应的薄膜厚度为多少？膜厚度为多少？（2）相邻两明纹所对应的薄膜厚度之差为？）相邻两明纹所对应的薄膜厚度之差为？1）因为）因为n1 n2 n3,所以两反射光之间没有附加光程差。所以两反射光之间没有附加光程差。1.解：解：其光程差为：其光程差为：42)12(252kken第第5条暗纹所对应的厚度为条暗纹所对应的厚度为e5，则，则en222549ne2）相邻两明纹所对应的厚度差为：）相邻两明纹所对应的厚度差为：22

12、ne2.2.一个平面光栅，当用光垂直照射时，能在一个平面光栅，当用光垂直照射时，能在30角的衍射方向角的衍射方向上得到上得到600nm的第的第2级主极大，并能分辨级主极大，并能分辨 =0.05nm的两条光的两条光谱线，但不能得到谱线，但不能得到 400nm 的第的第3级主极大。级主极大。求：此光栅的缝宽求：此光栅的缝宽 b和不透光部分的宽度和不透光部分的宽度 a以及总缝数以及总缝数N？光栅的分辨本领：光栅的分辨本领：kNR条6000205.0600nmnmkN2 2、解：由题意：、解：由题意：1sin)(kbanmnmkbad240030sin6002sin3bbanmbnma800,1600

13、由题意第由题意第3 3级缺级：级缺级：3.3.一光栅每厘米有一光栅每厘米有50005000条刻痕，共条刻痕，共3cm3cm。（1 1）求该光栅）求该光栅2 2级光谱在级光谱在500nm500nm附近的角色散本领附近的角色散本领（2 2）在）在2 2级光谱的级光谱的500nm500nm附近能分辨的最小波长差是多少？附近能分辨的最小波长差是多少？3 3、解：由题意：、解：由题意：nmcmd3102500015.02sin2d302 2级谱线的角位置满足：级谱线的角位置满足：nmraddkDk/10115.030cos1022cos33角色散本领：角色散本领：2 2）光栅的总刻痕为）光栅的总刻痕为1

14、500035000NnmnmkN017.0150002500能分辨的最小波长间隔为：能分辨的最小波长间隔为：4.通过偏振片观察一束部分偏振光。当偏振片由对应透射光强通过偏振片观察一束部分偏振光。当偏振片由对应透射光强最大的位置转过最大的位置转过60时，其光强减为一半，试求这束部分偏振光时，其光强减为一半，试求这束部分偏振光中的自然光和线偏振光的强度之比以及光束的偏振度。中的自然光和线偏振光的强度之比以及光束的偏振度。解：部分偏振光相当于解：部分偏振光相当于自然光自然光和和线偏振光线偏振光的叠加。的叠加。设自然光的强度为设自然光的强度为In，线偏振光的强度为线偏振光的强度为Ip，则部分偏振，则部

15、分偏振光的强度为光的强度为InIp。当偏振片处于使透射光强最大的位置时，其中的线偏振光当偏振片处于使透射光强最大的位置时，其中的线偏振光通过偏振片后的强度仍为通过偏振片后的强度仍为Ip，而自然光透过的强度为，而自然光透过的强度为In/2。则透过的总光强为：则透过的总光强为：21npIII偏振片转过偏振片转过60后，透射光的强度为：后，透射光的强度为：24260cos022npnpIIIII根据题意：根据题意：212II)24(22npnpIIII即即由此可得线偏振光与自然光的强度之比为：由此可得线偏振光与自然光的强度之比为：1npII因此，该光束通过偏振片的后的最大光强可写为：因此，该光束通过

16、偏振片的后的最大光强可写为：nnnnpIIIIII2322max220minnnIII则该光束的偏振度为：则该光束的偏振度为：21)()(21232123minmaxminmaxnnIIIIIIP选择选择3030分分填空填空1515分分计算计算5555分分1.杨氏双缝干涉的应用杨氏双缝干涉的应用光源光源S S位置改变：位置改变：S S下移下移时，时，零级明纹上移，干涉条纹整体零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移向上平移；S S上移上移时，时，零级明纹下移，干涉条纹整体零级明纹下移，干涉条纹整体向下平移向下平移，条纹间距不变。条纹间距不变。（1 1）波长及装置结构变化时干涉条纹的移动和变化）波长及

17、装置结构变化时干涉条纹的移动和变化dry 0 双缝间距双缝间距d d对条纹间距的影响：对条纹间距的影响：当当d d增大时，条纹间距减小，零级明纹中心位置不变，增大时，条纹间距减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。条纹变密。当当d d减小时，条纹间距增大，条纹变稀疏。减小时，条纹间距增大，条纹变稀疏。dry 0 双缝与屏幕间距双缝与屏幕间距r r0 0改变：改变：当当r r0 0减小时，条纹间距减小，零级明纹中心位置不变，减小时，条纹间距减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。条纹变密。当当r r0 0增大时，条纹间距增大，条纹变稀疏增大时，条纹间距增大，条纹变稀疏。入射光波长改变：入射光波长改变

18、：当当增大时，条纹间距增大，条纹变疏；增大时，条纹间距增大，条纹变疏；当当减小时，条纹间距减小，条纹变密。减小时，条纹间距减小，条纹变密。dry 0（2 2）介质对干涉条纹的影响）介质对干涉条纹的影响在在S S1 1后加透明介质薄膜，干涉条纹如何变化后加透明介质薄膜，干涉条纹如何变化？零级明纹上移至点零级明纹上移至点P P，屏上所有干涉条纹同时向上平移。屏上所有干涉条纹同时向上平移。移过条纹数目移过条纹数目N=(n-1)t/N=(n-1)t/条纹移动距离条纹移动距离 OP=NOP=Ny若若S S2 2后加透明介质薄膜，干涉条后加透明介质薄膜，干涉条纹下移。纹下移。r2r1OPxdS2S12.2

19、.惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理3.3.牛顿环明暗纹的位置：牛顿环明暗纹的位置：（1）亮环位置：）亮环位置：)3,2,1()21(jRjr，明（2）暗环位置：）暗环位置：)2,1,0(jjRr，暗4.4.牛顿环动态分析牛顿环动态分析动态反应：动态反应：连续连续增加增加 薄膜的厚度薄膜的厚度,视场中条纹视场中条纹缩入缩入,反之反之,冒出冒出.5.5.菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法圆孔半径为圆孔半径为Rh设通过圆孔的波面恰包含完整菲涅耳半波带的数目为设通过圆孔的波面恰包含完整菲涅耳半波带的数目为k)11()(02002RrRrrRkkk6.6.光栅衍射的规律光栅衍射的规律9.9.光的量子性光的量子性-光电效应光电效应几种偏振态的区分、转化几种偏振态的区分、转化7.7.光的偏振光的偏振8.8.晶体的双折射现象晶体的双折射现象10.10.光与物质的相互作用光与物质的相互作用-散射散射