光學(xué)課后題題庫

1、第一章2在楊氏實驗裝置中，光源波長為640nm,兩狹縫間距為0.4mm,光屏離狹縫的距離為50cm.試求：（1）光屏上第1亮條紋和中央亮條紋之間的距離；（2）若p點離中央亮條紋為0.1mm，問兩束光在p點的相位差是多少？（3）求p點的光強度和中央點的強度之比.r°，得解：（1）由公式,y=色竺6.410=8.010，cmd=0.4(2)由課本第20頁圖1-2的幾何關(guān)系可知r2-ndsinvdtanv-d=0.04001=0.810占cmr°50A®r1)=2二6.4100.810由公式由公式I二A2A；2AAcos二4A2cos2-24A2cos24A2cos2p

2、2p21JIcos-*242cos224A|coscos08ji2.242.24-0.85361cos423.把折射率為1.5的玻璃片插入楊氏實驗的一束光路中，光屏上原來第5級亮條紋所在的位置為中央亮條紋，試求插入的玻璃片的厚度.已知光波長為6X10-7m.丄丨cr解：未加玻璃片時，$、S2到P點的光程差，由公式2二'可知為r2_口52二=5，r=2山現(xiàn)在$發(fā)出的光束途中插入玻璃片時，P點的光程差為r2_hnh0=0-2二2:所以玻璃片的厚度為r215九h=r215九h=410，=610cmn-10.59.在兩塊玻璃片之間一邊放一條厚紙，另一邊相互壓緊.玻璃片I長10cm,紙厚為0.0

3、5mm,從60°的反射角進行觀察，問在玻璃片單位長度內(nèi)看到的干涉條紋數(shù)目是多少？設(shè)單色光源波長為500nm.解：由課本49頁公式（1-35）可知斜面上每一條紋的寬度所對應(yīng)的空氣尖劈的厚度的Lh=hj1-hj222變化量為2.、n2-n1sini1如果認為玻璃片的厚度可以忽略不記的情況下，則上式中n2二n2二11=60。而厚度h所對應(yīng)的斜面上包含的條紋數(shù)為叫=100500010故玻璃片上單位長度的條紋數(shù)為N耳10l10條/厘米10.在上題裝置中，沿垂直于玻璃片表面的方向看去，看到相鄰兩條暗紋間距為1.4mm=已知玻璃片長17.9cm,紙厚0.036mm,求光波的波長。n2二1.0解：依

4、題意，相對于空氣劈的入射角i2=0,cosi1.sin二tanl丄二一丄2n2Bcosi22日2dLL179=5.63128491610*mm=563.13nm12.邁克耳孫干涉儀的反射鏡為垂直入射，求所用光源的波長。解：根據(jù)課本59頁公式可知,M移動0.25mm時，看到條紋移過的數(shù)目為909個，設(shè)光邁克耳孫干涉儀移動每一條條紋相當h的變化為:n.j2cosi22cosi22cosi2現(xiàn)因i2=0,Ah=-故2N=909所對應(yīng)的h為2hN20.25909=5.510*mm=550nm第二章7.平面光的波長為480nmP乖育照射到寬度為0.Imm的秋縫.1'.,會聚透鏡的焦距為50cm.

5、分別計算蔦縫的兩邊到P點的相位為“怠和n用叭p點離為點的距離.解主誰P點離隹點的卅離為樸透鏡的焦師為產(chǎn)亠縫寬為#*則位相差利光科幷斷天977?；T2?r2?r】"瘓式為幾幾AAf故2就當縫的兩邊到P的位相差為2時.p點離隹點的距離為X竺旳二竺上更一0曲迪2兀力2-x0.42當縫的兩邊到卩點的位相訖為&時，P點離値點的距離肯4.8x10x6002jtx0.4一=O.OCmni610.鈉光通過寬0.2mm的狹縫后，投射到與縫相距300cm的照相底片上所得的第一最小值與第二最小值間的距離為0.885cm,問鈉光的波長為多少？若改用X射線（入=0.1nm）做此實驗,問底片上這兩個最小

6、值之間的距離是多少Q(mào)磯+1入sine-+解：如果近似按夫瑯和費單縫衍射處理，則根據(jù)公式一得第二量小值與第一最4值之間的距離近似地為a奔_那么/=0-02x0865590nm300v=300x0+1x100.02如果改電兀=0.1s時2.15用每毫米內(nèi)有400條刻痕的平面透射光柵觀察波長為589nm的鈉光譜。試問：（1）光垂直入射時，最多能觀察到幾級光譜？（2）光以30角入射時，最多能觀察到幾級光譜？禪根據(jù)光樹方程旳11日得入可見丿的最大值與sin9=1的情況相對應(yīng)（sin6克正等于1時，光就不醴到達旱二&=inna=cm.iXsiiiQ+sin6c)根據(jù)已知條件4004000=L則得1

7、400014000x(sin30°+1)5&90xl03=6.41_4000一彳5890xlO"B1.2（就處*只能宏整數(shù);分數(shù)無實際意文）即能禱到貝大為第衛(wèi)級的光譜叢-U）扭據(jù)平行光傾斜入射時的光樓方程減5111二步亠以八山二匕二乙）：可煨第三章3.15.有兩塊玻璃薄透鏡的兩表面均各為凸球面及凹球面，其曲率半徑為10cm一物點在主軸上距離20cm處,若物和鏡均浸在水中，分別用作圖法和計算法求像點的位置.設(shè)玻璃的折射率為1.5，水的折射率為1.33.解：(!)對于凸透鏡：由薄透翁焦距公式樓/=-39.12;/_!+1由透鏡成療公式：ys,s=20c叫得川=4092萄

8、對于凹透鏡：由薄透鏡焦距公式得二-f'=39.12由淳養(yǎng)成像公式：s=20cni得川二13.3.18 會聚透鏡和發(fā)散透鏡的焦距都是10cm,求(1)與主軸成30度的一束平行光入射到每個透鏡上，像點在何處？(2)在每個透鏡左方的焦平面上離主軸1cm處各置一發(fā)光點，成像在何處？作出光路圖.(1)由f'/s'+f/s=1,對于會聚透鏡：x=f'=10cm,y=xtan30=5.8cm或者y=xtan(-30。)=-5.8cm,像點的坐標為(10,|5.8|)同理，對于發(fā)散透鏡：像點的坐標為(-10,|5.8|)由f'/s'+f/s=1,s=f,對于會聚

9、透鏡：x=無窮大，即經(jīng)透鏡后為一平行光束。對于發(fā)散透鏡：x=-5cm，又y'/y=s7s,得y=0.5cm,作圖略3.23和3.24答案有誤，自行整理27.取凸透泣的折射率為15|n|=10cin,|r£|=15ctii»r2沁血P在透鏡的前丄軸上EOce處.求局肝像前位評片作岀朮席圖/flti-Ji二解：經(jīng)弟一界血析肘成像：彳尸，./?=1RlOcui.Si=-20cni所以階一比即折射光為平行光束1J2+經(jīng)第二界血反射成傑：'廠=2=-15cm,所以卅尸九女皿/'n_ti'-ji-1,?/15.i=10cm,s3=*z=-7.Sen再經(jīng)第

10、一界血折射成像：7才一尸J?fUs'3=-1ctn，即皿后成像第一界jfd左方lcm第四章4.6顯微鏡物鏡焦距為0.5cm,目鏡焦距為2cm,兩鏡間距為22cm。觀察者看到的象在無窮遠處。試求物體到物鏡的距離和顯微鏡的放大本領(lǐng)已知；顯按鏡戻=Qgn、點=2和£=22羽g季S/抽g*了嘉=°-右C"=550=5502啟2：_25x22九/I_-0.52第五章5.4在兩個理想的偏振片之間有一個偏振片以勻角速度3繞光的傳播方向旋轉(zhuǎn)（見題5.4圖），若入射的自然光強為10,試證明透射光強為71I=1$I(l-cos4at).171:11l-cos4oot訴：I=-

11、Icg站凹tcos2(2=Intl-CO94®t)-wt)=2cowtsin2wt=®Io25.6沒答案自己整理8-有一塊平行石英片是沿平行于光軸方向切出的.要把它切成一塊黃光射力波片，問這塊石英片應(yīng)切成多厚?石英的站=1.552,11=1.543,1=5893nm(21)4y=Q#-1)x1.64x10-3cmUc-%)9”線偏扼光垂Fl入帖到嚇農(nóng)刑'和光軸平行的波片,透射出來后，脈來在微片中的尋常壯股非常光產(chǎn)土了大小為相位差問波片的諄度曲塞少扌Lii|n-=J=1.5442,k=5001皿(2)何這塊波片應(yīng)怎拝肢詫才陡悝透射出來的尢址線館掾光血且它的摭動lill

12、fll人射比的振動曲成卿的？2(2+1)-典-叫、壬=(2X-十1斤=>方=(2X-+l)x2.75xlO-J,cin解；入(A-Q由可卻諫波片為1/2Hi片”耍透過1/2波片的線倫振光的振動面和入射光的振動面垂ff2B=90=>19=-即:第六章6.4計算波長為253.6nm和546.1nm的兩譜線瑞利散射的強度比。解：由瑞利散射定律，散射光強度與波長的四次方成反比£X?(546.1)44=入J=(*-3.6)4=21§第七章13.12知鈍的逸出功為188e現(xiàn)川波K為300nm的紫外比照射,試求比了的初動能衛(wèi)I初速解：山矍因斯坦光電效應(yīng)方程29079481冷=

13、A-=(>626x10xx1.88=2258莎=£6134xl(I19丿2300Iff9L亦1嚴=8.9xl05m/sp爲_/2心6134"0亠V7/_v9.1xl0_,17.15波長為320nm的紫外光入射到逸出功為2.2eV的金屬表面上，求光電子從金屬表面逸出時的最大速度。若入射光的波長為原來的一半，初涉光電子的最大動能是否增至兩倍？解：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程加=加=7.69x10-in/e若入肘光渋長咸半.則、3x10一用©-hv-ZF=6.626xlO-34xx-22="6§莎2160x10-濟1產(chǎn)(1628eV)所以最大動能不會

14、緡至育涪=干涉現(xiàn)象：周期相同、相位差恒定、方向相同等傾干涉：由于入射角相同的光經(jīng)薄膜兩表面反射形成的反射光在相遇點有相同的光程差，也就是說，凡入射角相同的就形成同一條紋，故這些傾斜度不同的光束經(jīng)薄膜反射所形成的干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán)這種干涉稱為等傾干涉。等厚干涉：等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋.等厚干涉與等傾干涉的區(qū)別：等厚干涉與等傾干涉雖說都是薄膜干涉，但卻有所不同。等厚干涉條紋是由同一方向的入射光在厚度不均勻的薄膜上產(chǎn)生的干涉條紋；而等傾干涉條紋則是擴展光源上的各個發(fā)光點沿各個方向入射在均勻厚度的薄膜上產(chǎn)生的條紋。第一暗環(huán)為范圍的中央亮班占據(jù)入射光束光強的8