第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题1 在双缝干涉实验中，若单色光源在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处，处，现将光源现将光源S向下移动到示意图中的向下移动到示意图中的S位置，则（）位置，则（）（A）中央明纹向上移动，且条纹间距增大）中央明纹向上移动，且条纹间距增大（B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变）中央明纹向上移动，且条纹间距不变（C）中央明纹向下移动，且条纹间距增大）中央明纹向下移动，且条纹间距增大（D）中央明纹向下移动，且条纹间距不变）中央明纹向下移动，且条纹间距不变S1S2SSO1第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题2 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L变小，则在变小，则在L范围内干涉条纹的（范围内干涉条纹的（ ）（A）数目减小，间距变大）数目减小，间距变大（B）数目减小，间距不变）数目减小，间距不变（C）数目不变，间距变小）数目不变，间距变小（D）数目增加，间距变小）数目增加，间距变小L2第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题3 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为 的单色的单色光垂直入射在宽度为光垂直入射在宽度为3 的单缝上，对应于衍射角的单缝上，对应于衍射角为为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（为（ ）（A）2个个 （B） 3个个 （C） 4个个 （D） 6个个 4 在双缝干涉实验中，用波长在双缝干涉实验中，用波长 =546.1 nm的单色的单色光照射，双逢与屏的距离光照射，双逢与屏的距离d=300 mm，测得中央，测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2 mm ,求双缝间的距离。求双缝间的距离。3第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题5 一双缝装置的一个缝被折射率为一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃的薄玻璃片所遮盖，另一个片所遮盖，另一个缝被折射率为缝被折射率为1.70的的薄玻璃片所薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插入以后，屏上原来的中央极大遮盖。在玻璃片插入以后，屏上原来的中央极大所在点，现变为第五级明纹。假定所在点，现变为第五级明纹。假定 =480 nm ，且，且两玻璃片厚度均为两玻璃片厚度均为d，求，求d. 6 白光垂直照射到空气中一厚度为白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm的肥皂的肥皂膜上。设肥皂的折射率为膜上。设肥皂的折射率为1.32.试问该膜试问该膜 的正面呈的正面呈现什么颜色？背面呈现什么颜色？现什么颜色？背面呈现什么颜色？4第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题7 在折射率为在折射率为n3=1.52的照相机镜头表面涂有一层的照相机镜头表面涂有一层折射率折射率n2=1.38的的MgF2增透膜，若此膜仅适用于波增透膜，若此膜仅适用于波长长 =550 nm的光，则此膜的光，则此膜 的最小厚度为多少？的最小厚度为多少？ 8 如图所示，利用空气劈尖测细丝直径，已知如图所示，利用空气劈尖测细丝直径，已知 =859.3 nm , ,L=2.888 10-2 m, ,测得测得30条条纹的总条条纹的总宽度为宽度为4.295 10-3 m , ,求细丝直径求细丝直径d.Ld5第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题9 集成光学中的楔形薄膜耦合器原理如图所示。集成光学中的楔形薄膜耦合器原理如图所示。沉积在玻璃衬底上的是氧化钽（沉积在玻璃衬底上的是氧化钽（Ta2O5）薄膜，其）薄膜，其楔形端从楔形端从A到到B厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长厚度，用波长 =632.8 nm的的He-Ne激光垂直照射，激光垂直照射，观察到薄膜楔形端共出现观察到薄膜楔形端共出现11条暗纹，且条暗纹，且A处对应一处对应一条暗纹，试求氧化钽条暗纹，试求氧化钽薄膜的厚度（薄膜的厚度（Ta2O5对对632.8 nm 激光的折射率为激光的折射率为2.21）。）。AB6第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题10 在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当用波长为用波长为589.3 nm的钠黄光垂直照射时，测得第的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为一和第四暗环的距离为 r=4.0 10-3；当用波长未；当用波长未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四暗环的知的单色光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为距离为 r=3.85 10-3 ，求该单色光的波长，求该单色光的波长7第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题11 如图如示，折射率如图如示，折射率n2=1.2的油的油滴落在滴落在n3=1.5的平板玻璃上，形成的平板玻璃上，形成一个上表面近似于球面的油膜，一个上表面近似于球面的油膜， dm n2n312 把折射率把折射率n=1.40的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂，如果由此产生了一臂，如果由此产生了7.0条条纹的移动，求膜厚。条条纹的移动，求膜厚。设入射光的波长为设入射光的波长为589 nm。测得油膜中心最高处的高度测得油膜中心最高处的高度dm=1.1 m ，用，用 =600 nm的单色光垂直照射油膜。求（的单色光垂直照射油膜。求（1）油膜周边是暗）油膜周边是暗环还是明环？（环还是明环？（2）整个油膜可看到几个完整暗环）整个油膜可看到几个完整暗环？8第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题13 如图如示，狭缝的宽度如图如示，狭缝的宽度b=0.60 mm，透镜焦距，透镜焦距f=0.40 m ,有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处。若以单色光垂直照射狭缝，则在屏上离点面处。若以单色光垂直照射狭缝，则在屏上离点O为为x=1.4 mm的点的点P看到衍射明条纹。试求：（看到衍射明条纹。试求：（1）该入射光的波长；（该入射光的波长；（2）点）点P条纹的级数；（条纹的级数；（3）从）从点点P看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可作半波看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可作半波带的数目。带的数目。9第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题14 单缝的宽度单缝的宽度b=0.40，以波长，以波长 =589 nm的单色光的单色光垂直照射，设透镜的焦距垂直照射，设透镜的焦距f=1.0 m。求：。求：（1）第一）第一级暗纹距中心的距离；（级暗纹距中心的距离；（2）第二级明纹距中心的）第二级明纹距中心的距离；（距离；（3）如单色光以入射角）如单色光以入射角i=30斜射到单缝上，斜射到单缝上，则上述结果有何变动。则上述结果有何变动。15 一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条明纹位置正好和波长为明纹位置正好和波长为600 nm的单色光入射时的的单色光入射时的第二级明纹位置一样，求前一种单色光的波长。第二级明纹位置一样，求前一种单色光的波长。10第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题16 已知单缝宽度已知单缝宽度b=1.0 10-4，透镜焦距，透镜焦距f=0.50m，用，用 1=400 nm和和 2=760 nm的单色平行光分别垂的单色平行光分别垂直照射，求这两种光的第一级明纹离屏中心的距直照射，求这两种光的第一级明纹离屏中心的距离，以及这两条明纹之间的距离。若用每厘米刻离，以及这两条明纹之间的距离。若用每厘米刻有有 1 000条刻线的光栅代替这个单缝，则这两种条刻线的光栅代替这个单缝，则这两种单色光的第一级明纹分别距屏中心多远？这两条单色光的第一级明纹分别距屏中心多远？这两条明纹之间的距离又是多少？明纹之间的距离又是多少？17 迎面而来的一辆汽车的两车头灯相距为迎面而来的一辆汽车的两车头灯相距为1.0 m, 问在汽车离人多远时，它们刚能为人眼所分辩？问在汽车离人多远时，它们刚能为人眼所分辩？设瞳孔直径为设瞳孔直径为3.0 mm,光在空气中的波长光在空气中的波长 =500 nm11第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题18 一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，两种波长的光， 1=440 nm和和 2=660 nm ，实验发，实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角合于衍射角 =60 的方向上，求此光栅的光栅常数的方向上，求此光栅的光栅常数19 用一毫米内有用一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅观察条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（钠光谱（ =589 nm），设透镜焦距问：（），设透镜焦距问：（1）光）光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱；（线垂直入射时，最多能看到第几级光谱；（2）光）光线以入射角线以入射角30 入射时，最多能看到第几级光谱；入射时，最多能看到第几级光谱；（3）若用白光垂直照射光栅，求第一级光谱的线）若用白光垂直照射光栅，求第一级光谱的线宽度宽度12第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题20 波长为波长为600 nm的单色光垂直入射在一光栅上，的单色光垂直入射在一光栅上，第二级主极大出现在第二级主极大出现在sin =0.2处处 ,第四级缺级试第四级缺级试问（问（1）光栅上相邻两缝的间距是多少？（）光栅上相邻两缝的间距是多少？（2）光）光栅上狭缝的宽度有多大？（栅上狭缝的宽度有多大？（3）在）在-90 90 范范围内，实际呈现的全部级数围内，实际呈现的全部级数21 测得从一池静水的表面反射出来的太阳光是线测得从一池静水的表面反射出来的太阳光是线偏振光，求此时太阳处在地平线的多大仰角处偏振光，求此时太阳处在地平线的多大仰角处（水的折射率为（水的折射率为1.33）？）？13第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版第十一章第十一章 习题习题22 使自然光通过两个偏振化方向相交的偏振片，使自然光通过两个偏振化方向相交的偏振片，透射光强为，今这这两个偏振片之间插入另一偏透射光强为，今这这两个偏振片之间插入另一偏振片，它的方向下前两个偏振片均成角，则透射振片，它的方向下前两个偏振片均成角，则透射光强为多少？光强为多少？23 一束光是自然光和平面线偏振光的混合，当它一束光是自然光和平面线偏振光的混合，当它通过一偏振片时发现透射光的强度取决于偏振片通过一偏振片时发现透射光的强度取决于偏振片的取向，其强度可以变化的取向，其强度可以变化5倍，求入射光中两种光倍，求入射光中两种光的强度各占总入射光强度的几分之几的强度各占总入射光强度的几分之几14