2. 双缝干涉实验装置如图12.4所示,双缝与屏之间的距离 D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,x 用波长?=5000 ?的单色光垂直照射双缝. 屏 s1 d (1) 求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标. s2 O D ?2
(2) 如果用厚度e=1.0×10mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的s1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x? . 图12.4
练习十三 几何光学基本定律 球面反射和折射
一.选择题
1. 如图13－26所示，是实际景物的俯视图，平面镜AB宽1米，在镜的右前方站着一个人甲，另一人乙沿着镜面的中垂线走近平面镜，若欲使甲乙能互相看到对方在镜中的虚像，则乙与镜面的最大距离是
(A) 0.25米 (B) 0.5米 (C) 0.75米 (D) 1米
2．如图13－27所示，水平地面与竖直墙面的交点为O点，质点A位于离地面高NO，离墙远MO处，在质点A的位置放一点光源S，后来，质点A被水平抛出，恰好落在O点，不计空气阻力，那么在质点在空中运动的过程中，它在墙上的影子将由上向下运动，其运动情况是
(A) 相等的时间内位移相等 (B) 自由落体
(C) 初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＜g (D) 变加速直线运动
3．如图13－28所示，两束频率不同的光束A和B分别沿半径方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都是OP方向，下面正确的是
(A) 穿过玻璃砖所需的时间较长
(B) 光由玻璃射向空气发生全反射时，A的临界角小 (C) 光由玻璃射向空气发生全反射时，B的临界角小 (D) 以上都不对
4．水的折射率为4／3，在水面下有一点光源，在水面上看到一个圆形透光面，若看到透光面圆心位置不变而半径不断减少，则下面正确的说法是
(A) 光源上浮 (B) 光源下沉 (C) 光源静止 (D) 以上都不对
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5．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径MN，一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P上，得到由红到紫的彩色光带。已知QM= R/2。如果保持入射光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于R/2，则有．
(A) 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失 (B) 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失 (C) 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失 (D) 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失
二.填空题
1．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为的入射角应为
2．1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光
速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜， 进入观测者的眼中．（如图所示） 如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动， 当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于 。
3．玻璃对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2，紫光在玻璃中传播距离为L时，在同一时间里，红光在玻璃中的传播距离为 。
三.计算题
1.玻璃棒（n=1.5）的一端成半球形，其曲率半径为2cm，沿着棒的轴线离球面顶点8cm处的棒中有一物体。求像的位置。
2.一个直径为200mm的玻璃球，折射率为1.53，球内有两个小气泡，看来一个恰好在球心，另一个在球表面和中心之中间。求两气泡的实际位置。
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3，为使入射的车灯光线
经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射
练习十四 薄透镜 显微镜 望远镜
一.选择题
1．下列说法正确的是
①物与折射光在同一侧介质中是实物且物距为正；与入射光在同一侧介质中是虚物且物距为负。
②虚像像距小与零，且一定与折射光不在同一侧介质中。
③判断球面镜曲率半径的正负可以看凹进去的那一面是朝向折射率高的介质还是折射率低的介质。
④单球面镜的焦度为负，说明起发散作用，为正说明起会聚作用。因此凸面镜不可能起发散作用。
⑤物方焦距是像距无穷远时的物距，像方焦距是物距无穷远时的像距 (A) ②③④ (B) ①②③⑤
(C) ①②⑤ (D) ①③ (E) ①③④ 2.已知n1(A) 1,2 (B) 2,.3 (C) 2,4 (D) 1,2,4 (E) 2
3.一块正方形玻璃砖的中间有一个球形大气泡。隔着气泡看玻璃后的物体，看到的是 (A) 放大正立的像 (B) 缩小正立的像 (C) 直接看到原物体 (D) 等大的虚像
4．显微镜的目镜焦距为2cm,物镜焦距为1.5cm物镜与目镜相距20cm,最后成像于无穷远处，当把两镜作为薄透镜处理，标本应放在物镜前的距离是
(A)1.94cm (B)1.84cm (C)1.74cm (D)1.64cm
5．测绘人员绘制地图时，常常需要从高空飞机上向地面照相，称航空摄影。若使用照相机镜头焦距为50mm，则底片与镜头距离为
(A) 100mm以外 (B) 恰为50mm (C) 50mm以内 (D) 略大于50mm
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?1 ,n2?1.5 ,r??10cm下列光路图(图25.2)正确的是
二.填空题
1．空气中一折射率为1.5，薄透镜其中一凸面的曲率半径为10cm，若物距为100cm时像距为50cm，则透镜另一曲面的曲率半径为 该薄透镜是 透镜（按外形分）
2．某人看近处正常。看远处能看请眼前5米处则此人需要配戴 透镜来矫正，需配戴透镜的屈光度是 。
3.深度为3cm的水（n=1.33）面上浮着2cm厚的醇（n=1.36）层，水底距离醇层表面的象似深度为_________. 三.计算题
1. 通过一透镜看见一被放大为原物体3倍的正虚像，若物、像相距8cm，求透镜焦距？ 2．有一伽利略望远镜，物镜和目镜相距12cm.若望远镜的放大本领为4x，问物镜和目镜的焦距各位多少？用作图法求出两平行入射线的出射线。
练习十五 光的衍射
一.选择题
1. 对杨氏双缝干涉的理解应为
(A) 杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉,因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制. (B) 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉. (C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射,无干涉.
(D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加. 2. 关于半波带正确的理解是
(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的
1/2.
(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的
光程差为入射光波长的1/2.
(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2. (D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.
3. 波长? = 5000 ?的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为 (A) 2m. (B) 1m. (C) 0.5m. (D) 0.2m. (E) 0.1m.
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二.填空题
1. 在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光（?1≈5890 ?）照射单缝得到中央明纹的宽度为4.0mm , 则用?2=4420 ?的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度为 .
2. 波长为5000 ?～6000 ?的复合光平行地垂直照射在a=0.01mm的单狭缝上,缝后凸透镜的焦距为1.0m,则此二波长光零级明纹的中心间隔为 ,一级明纹的中心间隔为 . 三.计算题
1. 用波长? = 6328?的平行光垂直照射单缝,缝宽a = 0.15mm,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm,求此透镜的焦距.
2. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长?1和?2,并垂直入射于单缝上,假如?1的第一级衍射极小与?2的第二级衍射极小相重合,试问 (1) 这两种波长之间有何关系？
(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合？
练习十六 光的偏振
一.选择题
1. 一束由自然光和线偏光组成的复合光通过一偏振片,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然光的强度I1和偏振光的强度I2之比I1:I2为 (A) 2:15. (B) 15:2. (C) 1:15. (D) 15:1.
2. 杨氏双缝实验中,设想用完全相同但偏振化方向相互垂直的偏振片各盖一缝,则屏幕上
(A) 条纹形状不变,光强变小. (B) 条纹形状不变,光强也不变. (C) 条纹移动,光强减弱. (D) 看不见干涉条纹.
3. 自然光以入射角i= 58?从真空入射到某介质表面时,反射光为线偏光,则这种物质的折射率为
(A) cot58? . (B) tan58? . (C) sin58?. (D) cos58?.
二．填空题
1. 一束平行光,在真空中波长为589nm (1nm=10m),垂直入射 到方解石晶体上,晶体的光轴和表面平行,如图14.1所示.已 知方解石晶体对此单色光的折射率为no=1.658, ne=1.486. 则此光在该晶体中分成的寻常光的波长?o= , 非寻常光的波长?e = . 2. 某块火石玻璃的折射率是1.65, 现将这块玻璃浸没在水中( n = 1.33 ), 欲使从这块火石玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的, 则光由水射向玻璃的入射角应为 .
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光轴 o e o光和e光
方解石晶体 图27.1