光学思考题集

PS1S2思考题1图 S1SoS2思考题2图 2、在杨氏双缝干涉实验中，如果做以下改变，屏幕上条纹将如何变化，说明理由。

（1）使两缝间距变小；

（2）其他条件不变，仅使屏幕到缝之间的距离变小； （3）将整个实验装置放在水中；

（4）S不在S1和S2的中线上，比如S向上移动；

（5）如图所示，把双缝中的一条遮住，并在两缝的中线上放一块背面涂黑的玻璃片。

3、介质薄膜干涉为什么一般要求很薄？

4、从一点光源发出的两束光，在不同的介质中走过相同的几何路程，他们的光程是否相同？为什么在讨论光的干涉时要引入光程的概念？它的物理意义是什么？

5、有人说，只有相干光才能产生叠加，非相干光不会叠加，你认为对么？为什么？

6、要产生干涉，并且观察到清晰的图样，你认为除了三个相干条件外，还应该有哪些补充条件？

7、如图所示，若（1）劈尖的上玻璃板向上平移（图a）；（2）上玻璃片向右平移（图b）；（3）劈尖的劈角增加（图C），条纹将如何变化？

（图a）

（图b） 1 （图c） 8、如图牛顿环装置，平板玻璃由两部分组成，（冕玻璃的折射率为n11.50，重火石玻璃的折射率为n21.75），透镜由冕玻璃制成，透镜和玻璃之间充入二硫化碳（CS2 n31.62），此装置产生的干涉花样如何？

2n11n3 n n

（8题图）

（9题图） 9、如图，两束相干平行光夹角为，在垂直于角平分线的方向上放一屏幕，试证明当很小时，屏幕上干涉条纹的间距x

10、两列相干光波的振幅比为A2反衬度为多少？

11、波长为的单色光波垂直照射在折射率为n的劈尖上，该劈尖置于空气中，其下表面呈水平状态，劈尖厚度为hh0bx（设水平坐标轴为轴），h0,b为常数，条纹间距是多少？

12、在夫琅和费单缝衍射装置中，若发生以下变动，衍射图样将发生以下那种变化？

（1）增大缝后透镜的焦距；

（2）在上下、左右方向上移动透镜的位置； （3）将衍射屏向透镜移动；

（4）将衍射屏平行于透镜方向移动； （5）将衍射屏垂直于缝的方向移动。

13、用白光作光源，夫琅和费衍射的衍射屏幕中央是什么颜色的？为什么？ 14、假设光源的波长是400-550nm，垂直入射到光栅上，问光谱从第几级开始重叠？

15、对于一定波长的入射光，当光栅的（1）缝数增加，（2）缝间距离减小，（3）缝宽增加时衍射花样怎样变化？

A1为。

则在该三种情况下条纹的1,13时，

3, 2

16、在光栅衍射中，光栅常数与缝宽的关系为3d=5b，会产生缺级吗？ 17、在夫琅和费衍射中，为什么当缝宽b>>时，不会出现衍射条纹？ 18、在菲涅耳圆盘衍射中，圆屏几何影子中心是亮、暗随屏到盘的距离交替变化，还是总是明的或总是暗的？

19、我们说，在菲涅耳圆孔衍射中，圆孔半径无限大时，圆孔对称轴上某点P的振幅，相当于第一个半波带效果的一半，它是否严格等于第一个半波带的效果？

20、设S为圆孔衍射的光源，D为圆孔，P为接受屏幕，讨论在下列情况下，圆孔中包含的半波带数目的增减： （1）S、D位置不变，移动P； （2）D、P位置不变，移动S； （3）S、P位置不变，移动D。

21、光栅衍射的半角宽度与那些因素有关？

22、在夫琅和费圆孔衍射中，爱里斑的角半径的意义？它与哪些因素有关？ 23、下列几种情况对于凸透镜和凹透镜而言，哪些是可能的？哪些是不可能的？

（1）实物实像；（2）实物虚像；（3）虚物实像；（4）虚物虚像

24、薄透镜的作图成像法应满足的条件是什么？若薄透镜不放在同一介质中，三条特殊光线哪一条不能适用？

25、如图，水中两条平行光线1和2，，光束2射到水和平板玻璃的交界面上，问：

（1）两条光线射到空气中时，是否平行？

（2）如果光线1发生全反射，光线2能否进入空气？

(1)水 空气 玻璃

(2) 3

26、凸面镜在什么情况下成实像？

27、在什么条件下凸的折射球面会起会聚或发散作用，并说明理由？ 28、图中一会聚光束，本来可以交于P点，插入折射率为1.5的平板玻璃后，像点移到p点，求玻璃的厚度？如果是发散光束，从玻璃板右方看，发光点比实际位置左移还是右移？

29、两个光焦度大于零的薄透镜，放在空气中使用，可否组成一个光焦度小于零的共轴球面系统？（取光线方向由左往右）。

30、如图MM为薄透镜，水平横线MM为主轴，ABC为已知的一条穿过这透镜的光线，用作图法求出任意光线DE穿过透镜的路径。

DMAEBppCM为像31、如图，MM为厚透镜的主光轴，H和H为主点，S1为物点，S1点，用作图法求出物点S2的像点。

Ms1HHMs2s3 4

32、用作图法求物点S的像。

33、求光线1的共轭光线，并求出节点位置。

34、自然光中振动矢量呈各向同性分布，合成矢量的平均值为零，为什么光的强度不为零？

35、太阳光照射在地面上，如何测定水平面上反射光的偏振度？偏振度和什么因素有关？在什么情况下偏振度最大？

36、在下图所示的情况中，以线偏振光和自然光入射于界面时，其折射光和反射光分别属于什么性质的光？试画出反射光和折射光的走向，并用点或线表示出他们的性质，图中ibtg1n,iib。

37、已知光在界面上能发生全反射，临界角为450，为使反射光为线偏振光，入射角应为多大？

38、自然光入射到两正交偏振片上而不能通过，如果把第三块偏振片插在它们中间，最后是否一定有光通过？为什么？

FM1 MHHFMMHHFMSFSFHHFM 5

39、如图，当单轴晶体的光轴与表面成一定角度时，一束与轴平行的光入射到晶体表面时，它是否发生双折射？

光轴

40、图中虚线代表光轴，试根据图中所画的折射光，判断晶体的性质（正、负）。

41、怎样鉴别光的五种偏振态？

42、怎样使右旋圆偏振光变成左旋圆偏振光？怎样使线偏振光的振动面转90度？

43、如图所示，平面单色光垂直照射在杨氏双缝上，在屏幕上得到一组干涉条纹，（1）若在双缝后放一偏振片，干涉条纹有何变化？若在一个缝的偏振片后放一个光轴方向与透振方向成450角的半波片，则屏幕上的条纹又如何变化？

44、用惠更斯作图法，确定下图所示的两种情况下，o、e两光的传播方向和振动方向（光轴在纸面内）。

P片2 6

光轴 光轴 45、非常光的主折射率ne是什么意思？在双折射晶体中，e光是否总以传播？

cne46、自然光经过方解石后分成o光和e光，如果把这两光再合起来，是否可能产生干涉？

47、下图双折射棱镜是由石英制成，（n01.543，短线与黑点代,ne1.552）表光轴方向，当自然光正入射时，试确定折射光的方向及各束光的振动方向。

48、平面偏振光经过某波片后，变成正椭圆偏振光，问波片是四分之一、二分之一还是八分之一波片？ 49、如下两列光波：

E1A1cos(tkz)iA1cos(tkz)j2E2A2cos(tkz)iA2cos(tkz)j2

合成后将变成哪种性质的偏振态？

50、一束自然光由空气射向平板玻璃，入射角等于布儒斯特角，在界面2上反射光应是什么性质的光？

51、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时，没有光通过，当其

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ib中一片偏振片慢慢转动1800时，透射光强怎样变化？（定性说明）

52、在光电效应中，如果（1）入射光频率增加一倍；（2）入射光强增加一倍，按光子理论结果会如何？

53、下列各物体，哪个是黑体？（1）不辐射可见光；（2）不辐射任何光的物体；（3）不反射任何可见光的物体；（4）不反射任何光的物体。

54、某金属在黄光照射下能产生光电效应，改用红光或紫光还能否产生光电效应？

55、用绿光照射不能产生光电效应，加一个透镜聚焦或加长照明时间能否产生光电效应？

56、用两束光以不同的入射角照射相同金属，若两束光强度相同，在相等的时间内，金属表面逸出的光电子数是否相同？

57、用强度为I，波长为的X光线，分别照射锂（Z=3）和铁（Z=56），若在同一散射角下测得康普顿散射波长分别为Li和Fe，它们对应的强度分别为。 IlI和IFe，则Li和Fe， IlI和IFe有何关系（指大小）

58、光电效应和康普顿效应都包含电子与光子的相互作用过程，你认为如下几种理解正确的是：（1）两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律；（2）两种效应都相当于电子与光子的碰撞过程；（3）两种效应都属于电子吸收光子过程；（4）光电效应是吸收光子过程，康普顿效应是电子与光子弹性碰撞过程。

59、在加热黑体的过程中，m从700nm变到500nm，则黑体的绝对温度变为原来的多少？

60、关于普朗克量子假说，下列表述哪些是正确的？（1）空腔振子的能态是量子化的；（2）振子发射和吸收的能量是量子化的；（3）辐射能量等于振子的能量；（4）各振子具有相等的能量。

61、在光电效应实验中，光电子的初动能与入射光的频率、强度有何关系？若保持入射光的频率不变（超过红限），增加光强，则饱和电流、遏止电压如何变

化？

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