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湖南大学大学物理复习题

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  • 2025/7/13 22:29:20

10、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,K=3,6,9?等级次的主极大均不出现? ( B ) (A)(a?b)=2a (B)(a?b)=3a (C)(a?b)=4a (D)(a?b)=6a 11、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是 ( A )

(A)紫光; (B)绿光; (C)黄光; (D)红光

12、在双缝衍射实验中,若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变,而把两条缝的宽(A)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少; (B)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多; (C)单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变; (D)单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少; (E)单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变多。

13、平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全部浸入n=1.60的液体中,凸透镜可沿垂直于平板玻璃的方向移动,用波长λ=5.00×10-7m的单色光垂直入射,从上向下观察,看到中心

度a略微加宽,则 ( E )

是一暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是 ( D )

(A)0.744×10-7m (B)0.781×10-7m (C)1.488×10-7m (D)1.563×10-7m 14. 光的单缝衍射可用半波带法分析,其相邻两个半波带上的对应点发出的光到观察屏上某点的光程差为 ( B )

A、四分之一波长 B、二分之一波长 C、一个波长 D、二分之三波长

二、填空题

1、双缝干涉实验装置中两个缝用厚度均为e,折射率分别为n1和n2的透明介质膜覆盖(n1>n2),波长为λ的平行单色光斜入射到双缝上,入射角为θ,双缝间距为d,在屏幕中央O处(S1O=S2O),两束相干光的相差??= 2??(n1?n2)e 。

2、惠更斯—菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各面积元所发出的子波在观察点p的 决定了p点的合振动及光强。

3、平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫朗和费衍射,若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波阵面相应地可划分为 4 个半波带。若将缝宽缩小一半,P点将是第 1 级 暗 纹。

4、光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内可能出现的最大光强是

4Io 。

5、惠更斯引入 子波源 的概念提出了惠更斯原理,菲涅耳再用 倾斜因子 的思想补充了惠更斯原理,发展成为惠更斯—菲涅耳原理。

6、波长为600nm的单色平行光,垂直入射到缝宽为a=0.60mm的单缝上,缝后有一焦距

f'=60cm的透镜,在透镜焦平面上观察衍射图样,则:中央明纹的宽度为 6f'? (1nm=10-9m)。 b

2f'? ,b

两个第三级暗纹之间的距离为

7、波长为λ=4800?的平行光垂直照射到宽度为a=0.40mm的单缝上,缝后透镜的焦距为

f=60cm,当单缝两边缘点A、B射向P点的两条光在P点的相位差为π时,P点离透镜焦点Of'? 。 2a的距离等于

8、一束单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹,若已知此光栅[光栅常数(a+b)]的a=b,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 级和 第 级谱线。

9、光的干涉现象和衍射现象反映了光的 波动 性质,光的偏振现象说明光波是 横 波。

10、波长为λ的光由空气射向某玻璃,结果发现当折射角i?32?20'射入时,反射光是完全偏振的,求该玻璃的折射率n= tani 。 三、问答题

1.将杨氏双孔干涉装置分别作如下单项变化,屏幕上干涉条纹有何改变?

(1) 将双孔间距d变小; (2) 将屏幕远离双孔屏;

(3) 将钠光灯改变为氦氖激光; (4) 将单孔S沿轴向双孔屏靠近; (5) 将整个装置浸入水中;

(6) 将单孔S沿横向向上作小位移; (7) 将双孔屏沿横向向上作小位移; (8) 将单孔变大;

(9) 将双孔中的一个孔的直径增大到原来的两倍.

答:(1) 条纹间距变宽,零级位置不变,可见度因干涉孔径角φ变小而变大了.

(2) 条纹变宽,零级位置不变,光强变弱了.

(3) 条纹变宽,零级位置不变,黄条纹变成红条纹.

(4) 条纹间距不变,光强变强,但可见度因干涉孔径角φ变大而变小. (5) 条纹间距将为原有的3/4,可见度因波长变短而变小. (6) 整个干涉条纹区向下移,干涉条纹间距和可见度均不变. (7) 整个干涉条纹区向上移,干涉条纹间距和可见度不变.

(8) 光强变大,可见度变小,零级位置不变,干涉条纹间距不变.

(9)孔S2的面积是孔S1的4倍,表明S2在屏上形成振幅为4A的光波,S1则在屏上形成振幅A的光波.屏上同相位处最大光强 I大=(4A+A)=25A,

2.试举一种看起来有明暗相间条纹但又不是干涉的自然现象;再举一个看起来没有明暗相间条纹的自然界中的干涉现象.

答:人眼透过两层叠在一起的窗纱去看明亮的背景,由于窗纱经纬丝纹的不规则性,将看到形状不规则的明暗相间条纹,它决不是干涉的结果.

照相物镜表面看起来是一片蓝紫色,并无明暗条纹,但它却是一种干涉现象.

3.夫琅和费单缝衍射装置(问答题4.2图)做如下单项变动,衍射图样将怎样变化?

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

将点光源S沿X方向移动一小位移; 将单缝沿Z方向平移一小位移; 将单缝以Z轴为转轴转过一小角度; 增大缝宽;

增大透镜L2的的口径或焦距; 将透镜L2沿X方向平移一小距离; 将单缝屏沿X方向平移一小位移;

将点光源换为平行于狭缝的理想线光源; 在(8)的情况下将单缝旋转900.

Y 2

2

X S 单色点光源 L1 衍射屏 问答题4.图

L2 屏幕

答 (1)屏幕上衍射图样沿与S移动的反方向移动. (2)衍射图样无变化.

(3)衍射图样同样以Z轴为转轴向同一方向转过同样的角度. (4)各衍射极小向中央靠拢,衍射图样变窄. (5)增大L2的口径,衍射图样的极小和极大位置不变,但屏幕上的总光能量变大,明纹更加亮,若透镜口径小时有接收不到的靠边缘的衍射极大,增大透镜口径可以接收到;增大L2的焦距,各衍射极大向屏幕中心靠近,衍射图样变窄. (6)衍射图样不变. (7)衍射图样不变. (8)屏幕上,线光源上不同光源点形成的衍射图样的极大极小位置完全相同,

它们彼此虽不相干,但叠加后会使明条纹更加明亮,条纹更加清晰. (9)由于线光源上不同的光源点的衍射图样彼此有位移,且它们不相干,叠加后会使衍射条纹可见度下降,甚至消失.

4.试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系.

答 干涉和衍射都是波的叠加,都有空间明暗不均匀现象,都不符合几何光学的规律.前者是有限光束的叠加,后者是无数小元振幅的叠加;前者的叠加用求和计算,后者的叠加用积分计算.前者不讨论单个不完整波面的问题,后者专门讨论单个不完整波面的传播问题.杨氏双缝中只讨论任一个缝的光传播是衍射,将每一个缝看作为一个整体讨论两缝之间的叠加则是干涉.

振动与波复习题

一.选择题:

1.下列运动中,哪种运动是简谐振动?:答:D.

A. 拍皮球时球的运动(设皮球与地面的碰撞是弹性的);B. 质点作匀加速圆周运动,其质点在直径上的投影点的运动;C. 机械能不守恒的弹簧振子的运动;D. 一小球在半径很大的光滑凹球面内作弧线很短的来回滑动。

y2、若简谐波表达式x?Acos?(t?),则x关于时间的一阶导数的是答:C

v:A.t时刻的波速;B.t时刻波以y处的速度;C. t时刻y点处质元的振动速度;D.波前的速度。

3.将一弹簧振子,分别按三种不同的方式放:(1)铅直悬挂;(2)沿光滑水平面;(3)沿光滑斜面。它们的振动周期关系为:答:B

A. T1>T2>T3;B. T1=T2=T3;C. T1T3。

?x?x4.、一平面简谐波方程为y?Acos(?t?),?表示何处的质元的:答:D

vvA.波源振动的初相位;B.原点振动的相位;C.x处的质元振动相位; D.x处质元振动的初相位。

?x?x5.一平面简谐波方程为y?Acos(?t?),?表示何处的质元的:答:D

vv:A.波源振动的初相位;B.原点振动的相位;C.x处的质元振动相位; D.x处质元振动的初相位。

6.对一个作简谐振动的物体,下面哪种说法是正确的?答:[C]

A. 物体处在运动正方向的端点时,速度和加速度都达到最大值; B. 物体位于平衡位置且向负方向运动时,速度和加速度都为零; C. 物体处在负方向的端点时,速度最大,加速度为零;

D. 物体位于平衡位置且向正方向运动时,速度最大,加速度为零。 7. 若一平面简谐波的波动方程为:y?ACos(Bt?Cx),式中A、B、C为正值恒量,则( A )。

1A、波速为C; B、周期为B;

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10、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,K=3,6,9?等级次的主极大均不出现? ( B ) (A)(a?b)=2a (B)(a?b)=3a (C)(a?b)=4a (D)(a?b)=6a 11、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是 ( A ) (A)紫光; (B)绿光; (C)黄光; (D)红光 12、在双缝衍射实验中,若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变,而把两条缝的宽(A)单缝

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