2009-2010-1《光學(xué)》b卷參考答案

《2009-2010-1《光學(xué)》b卷參考答案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、2009—2010年第一學(xué)期《光學(xué)》B卷參考答案一．填空題（36分,每空2分）1.普通光源發(fā)光的特點(diǎn)是在發(fā)光時(shí)間上具有斷續(xù)性和在位相上具有不確定性。2.令白光通過(guò)一偏振光干涉裝置，其中，波晶片的厚度均勻，旋轉(zhuǎn)其中一塊偏振片，觀察到的現(xiàn)象是顏色的交替變化。3.一束自然光通過(guò)一偏振片和一半波片，出射光為線偏振光。4.多光束等傾干涉條紋的級(jí)數(shù)是中央級(jí)數(shù)高于邊緣級(jí)數(shù)，與雙光束等傾干涉條紋相比，二者的不同點(diǎn)在于多光束等頃干涉條紋細(xì)銳.5.光的__衍射________和_____干涉____現(xiàn)象表明了光的波動(dòng)性，光的___偏振____現(xiàn)象顯示了光是___橫波______（橫波或縱波）。6

2、.通過(guò)光與物質(zhì)的相互作用，可以檢測(cè)光場(chǎng)的存在及強(qiáng)弱。在光與物質(zhì)的相互作用中通常是_________電場(chǎng)____________________（電場(chǎng)或磁場(chǎng)）起重要作用。7.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，欲使屏上干涉條紋間距變大，可以采用的辦法有（1）____減小雙縫間距_；（2）_____增大雙縫到屏的距離________________。8.自然光從空氣射到折射率為的介質(zhì)表面反射時(shí)要求反射光線為線偏振光，則入射角。（可用反三角函數(shù)表示）9.將牛頓環(huán)裝置中的平凸透鏡緩慢向上平移時(shí)，空氣膜厚度逐漸增大，可以看到環(huán)狀干涉條紋________內(nèi)縮______________。10.介質(zhì)折射率隨

3、光的頻率或波長(zhǎng)而變化的現(xiàn)象稱為___光的色散_______________。11.偏振光指的是____線偏振光_____、_____圓偏振光__和____橢圓偏振光_______。二．簡(jiǎn)答題（10分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在下列情況下，干涉條紋將如何變化？（每題2分）(1)兩縫間距d不斷增大；(2)屏與雙縫的間距D不斷增大；(3)縫光源S在垂直于軸線方向上移動(dòng)；(4)在下面一條縫后放一塊玻璃片；(5)關(guān)閉一條縫。答：雙縫干涉條紋相鄰明條紋(或暗條紋)的間距為△x=λD/d，所以(1)兩縫間距d不斷增大時(shí)，△x不斷減小，條紋變密。(2)D不斷增大時(shí)，△x增大，條紋變稀。(3)縫光源

4、S在垂直于軸線方向上移動(dòng)時(shí)干涉條紋將向下平移。(4)在下面一塊縫后放一塊玻璃片，通過(guò)它的光線的光程增大，干涉條紋向下平移。(5)關(guān)閉一條縫，屏上將出現(xiàn)單縫衍射條紋。三．計(jì)算題（54分）1.（8分）平行單色光從左向右垂直射到一個(gè)有圓形小孔的屏上，設(shè)此孔可以像照相機(jī)光圈那樣改變大小。問(wèn)：（1）小孔半徑滿足什么條件時(shí)，才能使得此小孔右側(cè)軸線上距小空孔中心4m的P點(diǎn)的光強(qiáng)分別得到極大值和極小值；（6分）（2）P點(diǎn)最亮?xí)r，小孔直徑應(yīng)為多大？設(shè)此時(shí)的波長(zhǎng)為500nm。（2分）解：（1），當(dāng)k為奇數(shù)時(shí)，P點(diǎn)為極大值；k為偶數(shù)時(shí)，P點(diǎn)為極小值。（2）P點(diǎn)最亮?xí)r，小孔的直徑為2.（8分）在某個(gè)

5、單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)出的光含有兩種波長(zhǎng)l1和l2，垂直入射于單縫上．假如l1的第一級(jí)衍射極小與l2的第二級(jí)衍射極小相重合，試問(wèn)(1)這兩種波長(zhǎng)之間有何關(guān)系？（4分）(2)在這兩種波長(zhǎng)的光所形成的衍射圖樣中，是否還有其他極小相重合？（4分）解：(1)由單縫衍射暗紋公式有：asinq1=1l1；asinq2=2l2。由題意可知q1=q2,sinq1=sinq2代入上式可得l1=2l2(2)asinq1=k1l1=2k1l2；asinq2=k2l2；若k2=2k1，則q1=q2，即l1的任一k1級(jí)極小都有l(wèi)2的2k1級(jí)極小與之重合．3.（8分）設(shè)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)處于空氣中，β＝-10

6、，由物面到像面的距離為7200mm，物鏡兩焦點(diǎn)距離為1140mm，求透鏡的焦距。解：設(shè)該系統(tǒng)成像時(shí)，以物方和像方的焦點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)物距和像距分別為x和x’,由題意，得x＝－60，x’＝6000,由，所以。4.（15分）設(shè)正入射的線偏振光振動(dòng)方向與半波片的快、慢軸成45°，分別畫出在半波片中距離入射表面為：(1)0；（3分）(2)/4；（3分）(3)/2；（3）分(4)3/4；（3分）(5)的各點(diǎn)處兩偏振光疊加后的振動(dòng)形式。按迎著光射來(lái)的方向觀察畫出。（3分）yxx5.(15分)一平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為，試說(shuō)明?????(1)表示什么？表示什么？（3分）?????(2)若改寫為，其

7、中表示什么？（3分）?????(3)若改寫為其中的物理意義是什么？（3分）?????(4)若另一波動(dòng)，與的區(qū)別何在？（3分）?????(5)若另一波動(dòng)，與有何區(qū)別？（3分）解：(1)，表示處質(zhì)元的振動(dòng)比坐標(biāo)原點(diǎn)處振動(dòng)滯后的時(shí)間，或者說(shuō)波從坐標(biāo)原點(diǎn)傳播到處所需的時(shí)間。表示坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)元振動(dòng)的初相。(2)表示處質(zhì)元振動(dòng)比原點(diǎn)處質(zhì)元振動(dòng)滯后的相位。(3)，叫做波數(shù)。從定義式可見(jiàn)波數(shù)在數(shù)值上等于在長(zhǎng)度內(nèi)含有的完整波的數(shù)目。與的關(guān)系類似于與的關(guān)系(),可理解為單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)相位的變化，而也可理解為單位長(zhǎng)度上波的相