光学原子物理习题答案VIP专享VIP免费

屏O2l1ld1s2sD0s光学习题答案第一章：光的干涉1、在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm,在距双缝1m远的屏上观察干涉条纹,若入射光是波长为400nm至760nm的白光,问屏上离零级明纹20mm处,哪些波长的光最大限度地加强?解:已知:,,依公式:五种波长的光在所给观察点最大限度地加强。2、在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片（折射率）覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片（但折射率）覆盖缝S2，将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O变为第五级明纹，设单色波长,求玻璃片的厚度d（可认为光线垂直穿过玻璃片）解：原来，覆盖玻璃后，3、在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的距离分别为，并且，为入射光的波长，双缝之间的距离为，双缝到屏幕的距离为D，如图，求：（1）零级明纹到屏幕中央O点的距离。（2）相邻明条纹的距离。解：（1）如图，设为零级明纹中心，则：11S2S1n2n1r2ro(2)在屏上距0点为x处，光程差明纹条件在此处令K=0，即为（1）的结果，相邻明条纹间距4、白光垂直照射到空气中一厚度为的肥皂泡上，肥皂膜的折射率，在可见光范围内，那些波长的光在反射中增强？解：若光在反射中增强，则其波长应满足条件即在可见光范围内，有5、单色光垂直照射在厚度均匀的薄油膜上（n=1.3），油膜覆盖在玻璃板上（n=1.5），若单色光的波长可有光源连续可调，并观察到500nm与700nm这两个波长的单色光在反射中消失，求油膜的最小厚度？解：有题意有：6、两块平板玻璃，一端接触，另一端用纸片隔开，形成空气劈尖，用波长为的单色光垂直照射，观察透射光的干涉条纹。（1）设A点处空气薄膜厚度为e，求发生干涉的两束透射光的光程差；（2）在劈尖顶点处，透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹？2解：（1）（2）顶点处干涉加强是明条纹。7、如图测量细线直径，已知细线到棱边的距离D=28.880mm，用波长为589.3nm的黄光测得30条亮线间的距离为4.295mm，求细线直径？解：8、在双缝干涉实验中,波长=5500Å的单色平行光垂直入射到宽度的双缝上,屏到双缝的距离D=2m.求:(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;(2)用一厚度为、折射率为n=1.58的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹O处将有多少个条纹移过？解:明纹坐标xk=kD/dx==(k2k1)D/d=20D/d=0.11m(2)零级明纹即光程差为零的明纹,玻璃片复盖上一条缝后,对中心O点有=r2+e-[r1+ne]=(n1)e=k故玻璃片复盖一缝后,零级明纹O处移过的条纹数量k=(n1)e/=6.96=7第二章：光的衍射1、一块15cm宽的光栅，每毫米内有120个衍射单元，用550nm的平行光照射，第三级主极大缺级，求(1)光栅常数d；(2)单缝衍射第二极小值的角位置；(3)此光栅在第二级能分辨的最小波长差为多少？解：(1)60.0018.33310m120d(2),1,23djkjbk得：b1=2.77×10-6mb2=5.55×10-6m3光Asinbj91116255010sinsinsin0.39723.392.7710jb第二值91116255010sinsinsin0.19311.125.5510jb(3)jN9550100.01527nm218000jN2、请设计一个光栅，要求（1）能分辨钠光谱的和的第二级谱线。（2）第二级谱线的衍射角θ=30o。（3）第三级缺级。解：3、波长为600nm单色光垂直入射在一光栅上，有两个相邻主极大的明纹分别出现在Sinθ1=0.20和Sinθ2=0.30处，且第四级缺级，求（1）光栅常数，（2）光栅狭缝的最小宽度，（3）该光栅最多能看到第几级谱线？解：有题意有44、绿光5000oA正入射在光栅常数为2.5×10-4cm，宽度为3cm的光栅上，聚光镜焦距为50cm，求：1)第一级光谱的线色散？2)第一级光谱中能分辨的最小波长差？3)该光栅最多能看到第几级光谱？解：（1）（2） ；（3）；（能看到第四级谱线）5、(1)在单缝单缝夫琅和费衍射实验中,垂直入射的光有两种波长,,已知单缝宽度，透镜焦距,求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离.(2)若用光栅常数的光栅替换单缝,其它条件和上一问相同,求两种光第一级主极大之间的距离.解：(1)单缝衍射明纹角坐标满足asink=(2k+1)/2(k=±1,±2,±3,…)线坐标xk=ftgk≈fsink=f(2k+1)/(2a)两光第一级明纹间距x=x2x1=3f(21)/(2a)=2.7×103m...