大学物理(下)典型题2015.ppt

大学物理
光学
共 10 题
1. 在图示的双缝干涉实验中, D=120cm, d=,
用波长为=5000Å的单色光垂直照射双缝。
(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x 。
(2)如果用厚度h=1×10-2 mm,折射率
n=,
求上述第五级明条纹的坐标x' 。
s1
s2
d
o
x
D
解: (1)原点o上方的第五级明条纹
的坐标:
(2)覆盖s1时,条纹向上移动
由于光程差的改变量为(n-1)h ,而移动一个条纹的光程差的改变量为,所以明条纹移动的条数为
s1
s2
d
o
x
D
2. 两平板玻璃之间形成一个=10-4rad的空气劈尖,
若用=600nm 的单色光垂直照射。求:
1)第15条明纹距劈尖棱边的距离;
2)若劈尖充以液体(n= )后, 第15条明纹移
动了多少?
解: 1)
明纹
…
设第k条明纹对应的空气厚度为ek
2)
第15条明纹向棱边方向移动(为什么?)
设第15条明纹距棱边的距离为 L15' , 所对应的液体厚度为e15'
因空气中第15条明纹对应的光程差等于液体中
第15条明纹对应的光程差, 有
明纹
…
明纹
…
解: (1)
第k条明环半径为
有8条明环
最中间为平移前的第5条
R
r
o
3. 如图为观察牛顿环的装置,平凸透镜的半径为R=1m的球面; 用波长=500nm的单色光垂直照射。
求(1)在牛顿环半径rm=2mm范围内能见多少明环?
(2)若将平凸透镜向上平移e0=1m最靠近中心o
处的明环是平移前的第几条明环?
(2)向上平移后,光程差改变 2ne0 , 而光程差改变
时, 明条纹往里“缩进”一条,共“缩进”条纹:
4. 单缝衍射, 己知: a=, f=50cm 白光垂直照
射,观察屏上x=,求1) 该明纹对
应波长? 衍射级数? 2) 该条纹对应半波带数?
解:1)
(1)
(2)
(Å)
k=1: λ1=10000Å
答:x=
2)k=2时 2k+1=5 单缝分为5个半波带
k=3时 2k+1=7 单缝分为7个半波带
k=2: λ2=6000Å
k=3: λ3=4286Å
k=4: λ4=3333Å
λ2=6000Å, λ3=4286Å
5. 在通常亮度下, 人眼的瞳孔直径约2mm,人眼最敏感的波长为550nm(黄绿光), 若人眼晶体的折射率 n=; 求: 1)人眼的最小分辩角? 2)在明视距离(250mm)或30m处, 字体间距多大时人眼恰能分辩?
解: 1)
2)在明视距离处:
在30mm处:
6. 波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上,
第2、3级明条纹分别出现在sin==,
第4级缺级。求:(1)光栅常量;(2)光栅上狭缝宽度;
(3)屏上实际呈现的全部级数。
解:(1)d=2/sin2=260010-9/=10-6[m]
(2)由缺级条件知d/a=4,所以a=d/4=10-6[m]
(3)由max=/2得
kmax=dsinmax/=10-6/(60010-9)=10
实际呈现的全部级次为0,1,2,3,5,6,7,9
7. 波长为 l1 = 5000Å和l2= 5200Å 的两种单色光垂直照射光栅,光栅常数为 , f = 2 m, 屏在透镜焦平面上。求(1) 两光第三级谱线的距离;(2)若用波长为4000Å 7000Å 的光照射,第几级谱线将出现
重叠;(3)能出现几级完整光谱?
解: (1)