第十七章光的衍射作业及参考答案2014..doc

第十七章 光的衍射 一选择[B]1,(基础训练1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射在宽度为a＝4?的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 （A） 2 个 （B） 4 个 （C） 6 个 （D） 8 个 【提示】已知a＝4??，θ=30°，，半波带数目N = 4. [C]2.(基础训练5)一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上，在缝后放一焦距为2.0 m的会聚透镜。已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm，则入射光波长约为 （A）100 nm （B）400 nm （C）500 nm （D）600 nm 【提示】, [B]3(基础训练6)一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数（a + b）为下列哪种情况时（a代表每条缝的宽度），k=3、6、9 等级次的主极大均不出现？ （A）a＋b=2 a （B）a＋b=3 a （C）a＋b=4 a （A）a＋b=6 a 【提示】光栅缺级：，， 依题意，3,6,9缺级,,a+b=3a. [D]4.(基础训练10)孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者分辨本领较小的原因是 （A） 星体发出的微波能量比可见光能量小 （B） 微波更易被大气所吸收 （C） 大气对微波的折射率较小 （D） 微波波长比可见光波长大 【提示】和光波比较，微波波长较长。 [C]5.(自测提高2)在如图17-13所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a稍梢变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小平移（透镜屏幕位置不动），则屏幕C上的中央衍射条纹将 （A）变窄，同时向上移 （B）变窄，同时向下移 （C）变窄，不移动 （D）变宽，同时向上移 （E）变宽，不移 【提示】（1）中央明纹宽度，现在，所以. （2）中央明纹即为像点，其位置只与透镜的位置及光的传播方向有关，不因缝的平移而改变。 [B]6.(自测提高4)设光栅平面、透镜均与屏幕平行。则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级次k （A）变小 （B）变大 （C）不变 （D）的改变无法确定 【提示】 二 填空7 (基础训练11)、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射。若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___4___ 个半波带。若将单缝宽度缩小一半，P点处将是___1__级__暗___纹。 【提示】根据半波带法，屏上P点处为第二级暗纹时，，所以，波面被分为4个半波带；若将单缝宽度缩小一半，，则，所以P点处将是1级暗纹。 8.(自测提高8)一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅，用平行钠光束（? = 589 nm）与光栅平面法线成30°角入射，在屏幕上最多能看到第_____5_____ 级光谱. 【提示】光栅常数， 斜入射时，光栅方程为 ， 2在幕上P点上相遇时的相位差为_2?_____，P点应为__暗______ 点。 【提示】 10.(自测提高10)可见光的波长范围是400 nm-760 nm。用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光光谱是第____1____级光谱。 【提示】根据光栅方程，当时，k为最大完整光谱的级次。依题中所给波长，可求得，所以取. 11.(自测提高11)钠黄光双线的两个波长分别是589.00 nm和589.59 nm，若平面衍射光栅能够在第二级光谱中分辨这两条谱线，光栅的缝数至少是_____500_______。 【提示】 三 计算题 12.(基础训练25) 在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm，若视觉感受最灵敏的光波长为550 nm，试问：（1）2 mm，坐在距黑板10 m处的同学能否看清？（要有计算过程）。 解：1 2 13.(自测提高13)波长为600 nm的单色光垂直入射到宽度为a=0.10 mm的单缝上，观察夫琅禾费衍射图样，透镜焦距f=1.0 m，屏在透镜的焦平面处。求：（1）?x0；（2）第二级暗纹离透镜焦点的距离x2 解: 根据明纹条件， 14.(自测提高15)波长λ=6000?的单色光垂直入射在一光栅上，第2级、第3级光谱线分别出现在衍射角j