大 学 物 理 习 题 册

?2?7600A。已知单缝宽度为a?1.0?10cm，透镜焦距f=50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。

（2）若用光栅常数d?1.0?10?3的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同求两种光第一级主极大之间的距离。

0?22、波长??6000A的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为300，且第三级是缺级。 （1）光栅常数d等于多少？

（2）透光缝的宽度a最小等于多少？

（3）在选定了上述d和a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。

3、设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察钠黄光(?=589nm)的光谱线。

（1）当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数km是多少？ （2）当光线以300 的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数km是多少？(1nm=10-9m)

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光 的 偏 振

院别 班级 姓名 学号 一、选择题

[ ] 1、在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹。若在两

缝后放一个偏振片，则

A、干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 B、干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 C、干涉条纹的间距变窄，但明纹的亮度减弱 D、无干涉条纹

[ ] 2、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。

当其中一偏振片慢慢转动 180o的过程中透射，光强度发生的变化为： A、光强单调增加

B、光强先增加，后又减小至零 C、光强先增加，后减小，再增加

D、光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零

[ ] 3、使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1 和P2。 P1和 P2

的偏振化方向与原入射光矢量振动方向的夹角分别是α和900，则通过这两个偏振片后的光强I是

A、12Iocos2a B、0

C、1I D、1osin2(2a) I244osina

[ ] 4、一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射

光的光强为 I=I0/8。已知P1 和 P3 的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转 P2，要使出射光的光强为零，P2 最少要转过的角度是 A、300 B、450 C、600 D、900

[ ] 5、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、1/5 C、1/3 D、2/3

[ ] 6、一束自然光自空气射向一块平板玻璃，

如图所示，设入射角等于布儒斯特角 i0，则在界面2的反射光 A、是自然光

B、是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面.

C、是完全偏振光且光矢量的振动 方向平行于入射面. D、是部分偏振光

[ ] 7、某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于 450 ，光从空气

射向此媒质时的布儒斯特角是

A、 35.30 B、40.90 C、450 D、54.70 E、57.30

[ ] 8、自然光以600的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏

振光，则折射光为

A、完全偏振光且折射角是300

B、部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时,折射角是 300

C、部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角 D、部分偏振光且折射角是300

[ ]9、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且两偏振片的偏振化方向成450角，则穿过两个偏振片后的光强I为

I02I0I0I0A 、4 B、4 C、2 D、22 二、判断题

[ ] 1、利用1/2波片可从线偏振光得到圆偏振光。 [ ] 2、寻常光线的光振动方向垂直于其主平面。 [ ] 3、寻常光线在晶体中沿各个方向传播的速度不同。 [ ] 4、光的衍射现象证明光是横波。 [ ] 5、非常光线始终遵守折射定律。 [ ] 6、石英和云母是双轴晶体。

[ ] 7、沿晶体的光轴方向，寻常光线和非常光线的传播速度相同。 [ ] 8、光轴是指一条特定的直线。

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三、填空题

1、如图所示的杨氏双缝干涉装臵，若用单色自然光照射狭缝 S，在屏幕上能看到干涉条纹。若在双缝S1和S2的前面分别加一同质同厚的偏振片P1、P2，则

当P1与P2的偏振化方向相互 时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹。

2、一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说则反射光为 ，反射光E矢量的振动方向 ，透射光为 。

3、一束平行的自然光，以 60°角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角 ，玻璃的折射率 。

4、在双折射晶体内部，有某种特定方向称为晶体的光轴。光在晶体内沿光轴传播时， 光和 光的传播速度相等；当光在负晶体中沿非光轴方向传播时， 光传播速度大于 光传播速度。

5、要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过 块理想偏振片。在此情况下，透射光强最大是原来光强的 倍。 四、计算题

1、将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成 45°和 90°角，强度为 I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上。试求经每一偏振片后的光强和偏振状态；如果将第二个偏振片抽走，情况又如何？

2、有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为?(见图)。设水和玻璃的折射率分别为 1.333 和 1.517，已知图中水面的反射光是完全偏振光，欲使玻璃板面的反射光也是完全偏振光，?角应是多大？

3、透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅰ如图安排，三个交界面相互平行，一束自然光由Ⅰ中入射。试证明：若Ⅰ、Ⅱ交界面和Ⅲ、Ⅰ交界面上的反射光都是线偏振光，则必有n2＝n3。

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光 学 综 合

院别 班级 姓名 学号

一、选择题

[ ] 1、波长为500nm的单色光垂直入射到宽为0.25mm的单缝上，单缝后

面放臵一凸透镜，凸透镜的焦平面上放臵一光屏，用以观测衍射条纹，今测得中央明条纹一侧第三个暗条纹与另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm，则凸透镜的焦距f为

A、2m B、1m C、0.5m D、0.2m

[ ] 2、在单缝衍射实验中，缝宽a=0.2mm，透镜焦距f=0.4m，入射光波长

λ=500nm，则在距离中央亮纹中心位臵2mm处是亮纹还是暗纹？从这个位臵看上去可以把波阵面分为几个半波带？ A、 亮纹，3个半波带 B、 亮纹，4个半波带 C、 暗纹，3个半波带 D、 暗纹，4个半波带

[ ] 3、在夫琅和费单缝衍射实验中，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臵不变外，各级衍射条纹

A、 对应的衍射角变小 B、 对应的衍射角变大 C、 对应的衍射角也不变 D、 光强也不变 [ ] 4、如图所示，自然光从空气连续射入介质A和B。

当入射角为i0=600时，得到的反射光R1和R2都是完全偏振光（振动方向垂直于入射面）。由

此可知，介质A和B的折射率之比nA/nB为

A、13 B、3 C、12 D、2

[ ] 5、如图所示，自然光的光强为I0，连续通过P1、

P2、P3三个偏振片之后，透出的光强为I，其中P1与P3的偏振化方向正交，而P2与P1、P3 的偏振化方向均成450角，则光强II之比

0为

A、12 B、14 C、18 D、116

[ ] 6、波长为600nm的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全部级数为 A、 0、±1、±2、±3、±4 B、 0、±1、±3 C、 ±1、±3 D、 0、±2、±4

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[ ] 7、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中

A、传播的路程相等，走过的光程相等 B、传播的路程相等，走过的光程不相等 C、传播的路程不相等，走过的光程相等 D、传播的路程不相等，走过的光程不相等

[ ] 8、来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，

是不能产生干涉图样的，这是由于

A、白光是由不同波长的光构成的 B、两光源发出不同强度的光 C、两个光源是独立的，不是相干光源 D、不同波长的光速是不同的

[ ] 9、在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一

个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处

A、 仍为明条纹 B、 变为暗条纹

C、 既非明纹也非暗纹 D、 无法确定是明纹，还是暗纹

[ ] 10、单色平行光入射到相距为d1的双缝上，设在屏上某点出现第四级 纹，若使双缝间的距离变为d2，此时P点出现第三级明条纹，则比值d1d为 2 A、3/4 B、4/3 C、7/9 D、9/7 二、判断题

[ ] 1、根据惠更斯－菲涅耳原理，衍射现象在本质上也是一种干涉现象。 [ ] 2、在光栅中，单缝衍射所起的作用并不改变主极大明纹的位臵，只影

响各级主极大明纹间的光强分配。

[ ] 3、若某光栅衍射光谱中2、4、6…级谱线缺失，则可以断定，该光栅

不透光部分的宽度是透光缝宽度的2倍。

[ ] 4、自然光通过一个没有吸收的理想偏振片后，偏振化程度改变，但其

光强不改变。

[ ] 5、马吕斯定律的数学表达式为I = I0 cos2 α．式中I0为入射光的强度。 [ ] 6、用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第

二个暗条纹中心相对应的半波带的数目是2。

[ ] 7、只用一个偏振片就可以将一个线偏振光的振动方向旋转90°。 [ ] 8、平行光束通过透镜中心较厚处的光程要大于边缘较薄处。

[ ] 9、折射率n2=1.2的油滴掉在n3=1.50的平板玻璃上，形成一上表面近

似于球面的油膜，用单色光垂直照射油膜，看到油膜周边是明环。

[ ] 10、白光垂直照射在肥皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于

零时，从透射光方向观察肥皂膜为透明无色。