第十一章 光学 姓名 班级 学号
1 第十一章 光学
第1、2、3节
1、填空题
(1) 在相同的时间内，一束波长为?的单色光分别经过空气和玻璃，则两者传播的路程_____ __，走过的光程_____ __；
(7) 如图，在双缝干涉实验中SS1?SS2，若将一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝 e S1 上，中央明条纹将向 ______移
动；覆盖云母片后，两束相干光至S O 原中央明纹O处的光程差为
S2 ____________ ；
屏
(第(7)题图)
(2) 在双缝干涉实验中，入射光的波长为?，用玻璃纸遮住双缝第4、5节 中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5? ，则屏上原来的明纹处为_____ __（填明暗情况）； 1 、选择题 (3) 在玻璃（折射率为1.60）表面镀一层MgF2（折射率为1.38）（1）如图所示，两个直径有微小差 ???薄膜作为增透膜。为了使波长为500nm的光从空气（折射率别的彼此平行的滚柱之间的距离为为1.00）正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最小厚度应L，夹在两块平晶的中间，形成空气是___________ ； 劈尖，当单色光垂直入射时，产生(4) 见右图，平行单色光垂直照射等厚干涉条纹．如果两滚柱之间的?1n1到薄膜上，经上下两表面反射的L 距离L变大，则在L范围内干涉条
两束光发生干涉，若薄膜的厚度
纹的 ［ ］ enn22为e，并且n1＜n2＞n3，?1为入
（A）数目增加，间距不变．
射光在折射率为n1的媒质中的
n3（B）数目减少，间距变大．
波长，则两束反射光在相遇点的
(C) 数目增加，间距变小．
相位差为___________ ；
(D) 数目不变，间距变大． ??(5) 把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中，双缝到观察
（2）如图所示，平板玻璃和凸透镜构屏的距离为D，两缝之间的距离为d (d< O 成牛顿环装置，全部浸入n＝1.60的中的波长为?，则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是 n=1.68 液体中，凸透镜可沿OO?移动，用波 ____________ ； n=1.60 长?＝500 nm(1nm=10?9m)的单色光垂 n=1.58 直入射．从上向下观察，看到中心是(6) 若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度 O? 一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极 璃的距离最少是 ［ ］ 大所在处的两束光的光程差Δ=____________ ； 1 第十一章 光学 姓名 班级 学号 (A) 156.3 nm (B) 148.8 nm (C) 78.1 nm (D) 74.4 nm (E) 0 2、填空题 (1) 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹向 ____________； (2) 在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝 宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹对应的衍射角将如何变化？____________； (3) 波长?=500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射到宽度b=0.25 mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面 ____________ 平移，条纹间隔____________； 上放置一屏幕，用以观测衍射条纹．今测得屏幕上中央明条(2) 已知在迈克耳逊干涉仪中使用波长为?的单色光，在干涉仪 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的可动反射镜移动一距离d的过程中，干涉条纹将移动 d=12 mm，则凸透镜的焦距f为____________； ____________条； (3) 设入射光的波长为589nm，把折射率n=1.40的薄膜放入迈(4) 在夫琅禾费单缝衍射实验中，bsin???3?，表明在条纹克耳孙干涉仪的一臂，如果由此产生了7.0条条纹的移动，对应衍射角?的方向上，单缝处的波振面被分成_______个半则膜厚为____________； 波带，此时在位于透镜焦平面的屏上将形成_______纹（明、-(4) 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角?＝1.0×104rad，在波 暗）。如果透镜焦距为f，则条纹在透镜焦平面屏上的位置 长?＝700 nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹 x? ____________； 间距l＝0.25 cm，由此可知此透明材料的折射率n＝ -___________．(1 nm=109 m) (5) 平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上 (5) 波长?＝600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个 P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为 -_________ 个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P点处将是____________nm (1 nm=109 m)； 第_______级_______纹； 第6、7、8节 1、填空题 (1) 波长为500nm的单色平行光垂直照射到宽为0.25mm的单缝 上，单缝后置一凸透镜以观测衍射条纹。如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹之间的距离为3mm，则透镜的焦距为: 2 (6)月球距地面大约3.86?10km，假设月光波长可按 5??550nm计算，那么在地球上用直径D?500cm的天文望 远镜恰好能分辨月球表面相距为 m的两点。 （7）设天空中两颗星对于一望远镜的张角为4.84×10?? rad，它 们都发出波长为550 nm的光，为了分辨出这两颗星，望远 第十一章 光学 姓名 班级 学号 镜物镜的口径至少要等于_____________ cm．(1 nm = 109 - m) 第9、10、11、12节 1、选择题： (1) 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是 [ ] (A) 紫光． (B) 绿光． (C) 黄光． (D) 红光． (2) 波长?=550 nm(1nm=10?9m)的单色光垂直入射于光栅常数 -d=2×104 cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 [ ] (A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． (3) 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 (A) 1 / 2． (B) 1 / 3． (C) 1 / 4． (D) 1 / 5． [ ] (4) 自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面，反射光是： (A) 在入射面内振动的完全线偏振光． (B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光． (C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光． (D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光． [ ] 2、填空题： (1) 某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30°，则入射光的波长应为_______； 3 (2) 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为440nm 的第3级光谱线将与波长为________nm的第2级光谱线重叠．(1 nm =10 –9 m)； (3) 使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1，P2和P3。 P1与P2的偏振化方向成45°角，P2与P3的偏振化方向成45°角．则透过三块偏振片的光强I为______________； (4) 一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体表面上，若反射光是线偏振的，则折射光的折射角为______________． 量子物理 姓名 班级 学号 量子物理 第一节 黑体辐射 普朗克能量子假设 1、选择题 （1）.黑体的温度升高一倍，它的辐射出射度(总发射本领)增大 (A) 15倍. (B) 7倍. (C) 3倍. (D) 1倍. （2）. 所谓“黑体”是指这样的一种物体，即： (A) 不能反射任何可见光的物体. (B) 不能反射任何电磁辐射的物体. (C) 颜色是纯黑的物体. (D) 能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体. （3）. 在加热黑体过程中，其最大单色辐出度对应的波长由0.8?m变到0.4?m，则其辐射出射度增大为原来的 (A) 2倍. (B) 4倍. (C) 16倍. (D) 8倍. （4）. 在图24.1.的四个图中，哪一个图能定性地正确反映黑体单色辐出度M?(T)随?和T的变化关系，（已知T2 >T1） M?(T) T1 T2 (A) （5）. 普朗克量子假说是为解释 (A) 光电效应实验规律而提出来的. (B) 黑体辐射的实验规律而提出来的. (C) 原子光谱的规律性而提出来的. (D) X射线散射的实验规律而提出来的. 2、填空题 （1）. 测量星球表面温度的方法之一，是把星球看作绝对黑体而测定其最大单色辐出度的波长?m. 现测得太阳的?m1= 0.55?m，北极星的?m2 = 0.35?m，则太阳表面温度T1与北极星表面温度T2之比T1 ：T2 = . （2）. 一个100W的白炽灯泡的灯丝表面积为S = 5.3?10?5m2 . 若将点燃的灯丝看作是黑体，可估算出它的工作温度为 . （3）. 利用普朗克公式 M?(T)d??进行积分得 M(T)?2?hc2d?ehc/?k?T??1?5 ??0M?(T)d???T4 其中?为一常量. 式中M(T)的物理意义是 . M?(T) M?(T) T2 M?(T) T1 ? T1 (B) ? (C) 图24.1 T2 T2 ? T1 (D) ? 4 量子物理 姓名 班级 学号 (A) 钨． (B) 钯． (C) 铯． (D) 铍． 第二节 光电效应 2、填空题 1、选择题 (1)、在能量观点上，普朗克的能量量子假设与经典理论有着本(1)、用频率为?1的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最 大动能为EK1；用频率为?2的单色光照射另一种金属时，测得光质区别，在经典的热力学理论和电磁学理论中，能量是 __ ；电子的最大动能为EK2．如果EK1 >EK2，那么 按照普朗克的能量量子假说，能量是 。 (A) ?1一定大于?2． (B) ?1一定小于?2． (C) ?1一定等于?2． (D) ?1可能大于也可能小于?2． (2)、关于光电效应有下列说法： ①任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应； ②若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受 到不同频率的光照射时，释出的光电子的最大初动能也不同； ③若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频率、强度相等的光照射时，单位时间释出的光电子数一定相等； ④若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当入射光频率 不变而强度增大一倍时，该金属的饱和光电流也增大一倍。其 中正确的是 (A) ①，②，③． (B) ②，③，④． (C) ②，③． (D) ②，④． (3)、光电效应中发射的光电子最大初动能 mv2/2随入射光频率? 的变化关系如图所示．由 图中的 O?Q(A) OQ (B) OP PS (C) OP/OQ (D) QS/OS 可以直接求出普朗克常量． (4)、以下一些材料的逸出功为 铍 3.9 eV 、 钯 5.0eV 、 铯 1.9 eV 、 钨 4.5 eV 今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz—7.5×1014 Hz)下工作的光电管，在这些材料中应选 (2)、对黑体加热后，测得总的辐出度(即单位面积辐射功率)增 大为原来的 16倍，则黑体的温度为原来 倍，它的 最大单色辐出度所对应的波长为原来的 倍。 (3)、光子波长为?，则其能量=____________；动量的大小 =_____________；质量=_________________ ． 第三节 康普顿散射 1、 选择题 (1)、在康普顿效应实验中，要获得明显的实验现象，所用的光 源一般是 ( ) (A) 可见光 (B) 紫外线． (C) x 射线． (D) 红外线． (2)、康普顿效应的主要特点是 ( ) (A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减 小，但与散射体的性质无关． (B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关． (C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长 的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关． (D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而 增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散射体的性 5