清华大学光学量子力学试题.ppt

200,1试卷图示为用双缝干涉来测定空气折射率m的装置:实验前,在长度相同为的密封玻璃管内都充以一大气压的空气。现将上管中的空气逐渐抽去,则光屏上的干4==涉条纹向下(填上、下)移动当上管中空气完全抽到真空,发现屏上波长为的干涉条纹移过N条。则由公式(n-1=N可计算得,空气的折射率n1+2δ=(r-D)+N2波长为元的单色光垂直入射到宽度为a的单缝上,紧贴缝后有一焦距为∫的凸透镜,使衍射光屏放在透镜的焦平面上,则中央明条纹宽度M/。第一级明条纹位置离中央明条纹中心的距离x359第三级明条纹位置离中央明条纹中心的距离x2=7/2Ax=2/lso=2f0asing=(2X+02原子从某一激发态跃迁到基态,发射的光子中心波长为谱线宽度为△,则光子的动量不确定度Ap=p·△/A,位置的不确定度△x=hA/p·△2h△x·Ap=,衍射光强分布如图所示,由图可知这多缝的缝数N=6,每缝的宽度b2×105m,缝间不通光部分的宽度b=4×105m如将上述多缝中的偶数缝挡住,=1(6+bsin6=kn6×10Sind=(b+b)12×10500**********.自然光从空气照在某液面上测得折射光线的折射角为b时,反射光为线偏振光。该液体的折射率n=C1gyb。当自然光的入射角不等于布儒斯特角时,反射光将为部分偏振光。试在图上画出其反射和折射光线的偏振态。旋转图中的检偏振器,测得反射光最大光强为最小光强的2倍。部分偏振光可视为一自然光和一线偏振光强度的叠加,试求反射光中自然光光强与线偏振光的光强之比I:InsInt=n,siny检偏器Q自然光⊙与|各一份线偏振光⊙一份简要说明光电效应实验中的其中两个特点:(1)红限(2)瞬时性用爱因斯坦光电效应方程:h=mv2+A就能得到很好的解释。而光的波动说不能解释。简要地比较这两种理论的主要区别:初动能与光强有关。电子逸出需要累积时间不存在红限9质量为m运动速度为v的微观粒子,它的德布罗依波长λ=h/my,如果粒子处在宽度为L的一维无限深势阱中能稳定地运动,那么应满足驻波条件L=n,由此可计算得在势阱中的能量只能取E=n2h若n=3,试/8mL在题图a中大致画出几率密度的分布曲线。若该粒子不是在无限深势阱中,而在宽度同样为L的有限深势阱中,试在题图b中画出相应的几率密度分布曲线。由a、b两图可知,由于波长变长有限深势阱中粒子速度变小,不确定度量(位置)变大可以判别同样能级的有限深势阱比无限深势阱中粒子的能量来得(选填大或小)。n=2n=2n=1(b)二、计算题:牛顿环装置中平凸透镜与平块玻璃接触不良。而留有厚度为en的气隙,若已知观测所用的单色光波长为λ平凸透镜的曲率半径为R(1)试导出K级明条纹和暗条纹的公式;2)若调节平凸透镜与平板玻璃靠近,试述此过程中牛顿环将如何变化?(3)试判别在调节过程中,在离开中心r处的牛顿环相邻干涉条纹宽度△r与e的厚度有无关系?叙述简明理由,并算出在该处的条纹宽度。解:12R「k△O=2(e+en)+2((2k+1)亮暗kr=kRh--Rh-2Re+2e+R2(2k+1)亮暗rk=kR1-2Re2:扩展△δ减小,第K级条纹将向外移动3:△n与e无关可近似看作劈尖一部份tg6≈sinb≈6RdaR202k