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大学物理光学重点知识习题课及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1.在杨氏双缝干涉实验中，用波长为λ的单色光照射，屏幕到双缝的距离为D（Dd），干涉条纹相邻亮纹（或暗纹）之间的距离为Δx。若要使Δx变大，下列方法中可行的是（）

A.增大双缝间距d

B.减小双缝间距d

C.使用波长更长的光λ

D.将屏幕移近双缝

2.用白光垂直照射到折射率为n的肥皂泡薄膜上，在薄膜的某些地方看到呈现绿色，在其他地方看到呈现紫色，而在薄膜的其他地方则看到黑色。下列说法中正确的是（）

A.呈现绿色的地方薄膜的厚度为λ/(4n)

B.呈现紫色的地方薄膜的厚度为λ/(4n)，其中λ是紫光的波长

C.看到黑色的地方，从薄膜前后两表面反射的两束光恰好满足相消干涉条件

D.肥皂泡薄膜的颜色是由薄膜内外表面反射光发生相长干涉形成的

3.在单缝夫琅禾费衍射实验中，下列说法中正确的是（）

A.缝宽越大，衍射现象越明显

B.入射光波长越长，衍射现象越明显

C.光屏上距中央亮纹越远的位置，衍射条纹的宽度越宽

D.当单缝宽度等于入射光波长时，屏幕上将出现均匀的光强分布

4.自然光以入射角i入射到两种介质的分界面，若反射光是完全偏振光，则（）

A.折射光也是完全偏振光

B.折射角r满足tanr=1/tani

C.入射角i等于布儒斯特角

D.反射光中，电场振动方向垂直于入射面的光波强度为零

5.一束光通过偏振片A后变成线偏振光，该线偏振光再通过偏振片B。若偏振片A的偏振化方向与偏振片B的偏振化方向垂直，则通过偏振片B的光强度为（）

A.零

B.入射到偏振片A的光强度的1/2

C.入射到偏振片A的光强度的1/4

D.无法确定

二、填空题（本题共5小题，每小题3分，共15分。）

6.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离Δd=0.233mm时，观察到干涉条纹移动了N=395条，则所用单色光的波长λ=______nm。

7.在空气中（n=1）有一折射率为n=1.5的平行平板玻璃，波长为λ=500nm的光垂直入射到平板玻璃上。则光线从空气进入玻璃和从玻璃射回空气时，在界面处产生的半波损失共有______个。

8.一单缝宽度为d=0.1mm，用波长为λ=500nm的单色光垂直入射，在距离单缝1m远的光屏上，中央亮纹的宽度为______mm。

9.一束自然光从空气入射到水面（n=1.33），若反射光是完全偏振光，则入射角（用反三角函数表示）i=______。

10.一束线偏振光垂直入射到一块偏振片上，其偏振化方向与偏振片的偏振化方向成30°角。则透射光强度与入射光强度的比值（不考虑偏振片对光的吸收）为______。

三、计算题（本题共3小题，共20分。）

11.（6分）在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝到屏幕距离D=1m，使用波长λ=600nm的单色光照射。求：（1）屏幕上相邻亮纹（或暗纹）的间距；（2）第3级亮纹的位置（用从中央亮纹起沿传播方向的距离表示）。

12.（7分）折射率为n=1.5的平凸透镜，其凸面曲率半径R=500cm，放在折射率为n=1.0的空气中，用波长λ=500nm的单色光垂直照射。求：（1）距离凸透镜凸面多远的地方开始观察到牛顿环的暗环？（2）第5个明环的半径是多少？

13.（7分）一束光强为I0的自然光通过偏振片A，然后通过偏振片B，B的偏振化方向与A的偏振化方向成θ角。求：（1）透射过偏振片B的光强；（2）若以入射光线为轴，缓慢旋转偏振片B，当透射光强变为最大值一半时，θ角是多少？

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.B

4.B

5.C

二、填空题

6.589.3

7.2

8.1.0

9.arctan(1.33)

10.1/8

三、计算题

11.解析：杨氏双缝干涉条纹间距Δx=Dλ/d。

(1)Δx=1m*600nm/0.5mm=1m*600*10^-9m/(0.5*10^-3m)=1.2*10^-3m=1.2mm。

(2)第3级亮纹位置x_3=3*Δx=3*1.2mm=3.6mm。

答案：(1)1.2mm；(2)3.6mm。

12.解析：牛