大学物理35-37.ppt

练习三十五 光的衍射（一） 1.如图所示波长为 的单色平行光垂直照射单缝，若由单缝边缘发出的光波到达光屏上 P、Q、R三点的光程差分别为 ，比较 P、Q、R 三点的亮度，则有： （A）P点最亮、Q点次之、R点最暗； （B）Q、R两点亮度相同，P点最暗； （C）P、Q、R三点亮度均相同； （D）Q点最亮、R点次之、P点最暗。 分析：垂直入射，单缝衍射明暗条纹条件 则光程差满足 答案：（D ） 2. 在单缝夫琅和费衍射实验中，将单缝K沿垂直于光的入射方向稍微平移（但仍未超出凸透镜），则 [ ] （A）衍射条纹移动，条纹宽度不变； （B）衍射条纹移动，条纹宽度变动； （C）衍射条纹中心不动，条纹变宽； （D）衍射条纹不动，条纹宽度不变； （E）衍射条纹中心不动，条纹变窄。 ? P a S L1 L2 A B C dL f ? 分析：垂直入射，单缝衍射明暗条纹条件： 当K向右移动，焦距f、缝宽a和波长?都没有变 而中央明条纹线宽度?x0=2λf/a 其他明条纹线宽度为?x=λf/a 故条纹宽度不变 半角宽 =λ/a， 各明条纹中心到中心轴线距离x=ftan 不变 K 3.用波长为 的单色平行光垂直照射单缝，若屏上的P 点为第2级明条纹位置，则有单缝两边缘发出的光到达P 点处的光程差为 ，从P点看来，对该光波而言， 狭缝处的波阵面可分成的半波带数为 个 . 5 2.5 ? 4.在单缝的夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的 单缝处波面可划分为 个半波带，若将缝宽缩小一半， 原来第三级暗纹处将是 纹。 第一级明 6 5.用波长为5000A°的单色光垂直照射在缝宽为0.25mm的单缝上，在位于透镜焦平面的屏上，测得中央明条纹的两侧第3级暗纹之间间距为3.0mm，试求透镜的焦距。 6.有一单缝宽 a=0.10 mm ，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜，用平行绿光 垂直照射单缝。求位于透镜焦平面处屏上的中央明条纹的宽度，如果把此装置放入水中，并设透镜焦距不变，则中央明条纹的角宽度如何变化？ 练习三十六 光的衍射（二） 1.用波长为 的白光照射衍射光栅，其衍射光谱的第2级和第3级重叠，则第3级光谱被重叠部分的波长范围是： 答案：（C） 光栅干涉（即多光束干涉）的主极大的必要条件为 此公式称为光栅公式 单色光垂直照射光栅时 位置 K=0-----对应的是零级主极大， K=?1,?2,?3,...分别称为1级主极大，2级主极大…以光栅法线为起点，逆时针为正级次；顺时针为负级次。 主极大位置与缝数N无关（?，d一定） 2.波长为λ的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为 N的光栅上，取k=0，-1,1…则决定出现主极大的衍射角θ的公式可 写成 ( D ) 3.在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 （ B ） 4.用波长为 的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上 其光栅常数 d=3μm，缝宽 a=μ1m，则在单缝衍射的中央明条纹中共有 谱线（主极大） 5 解： 5. 如图所示，在宽度a=0.6mm的单缝后放一焦距f=40cm的透镜，再将屏幕置于透镜焦平面上，如果以某单色平行光垂直照射单缝，在屏上形成衍射条纹，若在距中央1.4mm处的P点是明纹，求（1）入射光的波长， （2） P点条纹级数， （3）从P点看来，对该光波而言，单缝处的波阵面可作出的半波带数目。 6.波长 的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主级大的衍射角为30°，且第三级是缺级。 （1）光栅常数（a+b）等于多少？ （2）透光缝可能的最小宽度 a 等于多少？ （3）在选定了上述（a+b）和 a 之后，求在衍射角范围 内可观察到的全部主级大的级次。 练习37 光的偏振 1、自然光自空气射向一块平板玻璃