2012 西南交通大学 大学物理 AII 作业答案 No.6 光的衍射.pdf

©物理系_2012_09 《大学物理AII》作业 No.6 光的衍射 一、判断题：（用“T ”和 “F ”表示） [ F ] 1．无线电波能绕过建筑物，而可见光波不能绕过建筑物。这是因为光是沿直线传播的。 解：无线电波能绕过建筑物，是因为它的波长长，而可见光不能绕过，是由于其波长同障碍物比起来，数 量级差太多，衍射现象不明显。 [ T ] 2 ．若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多，则光栅的光栅常数越小。 l 解：根据d ,可知上面的叙述正确。 N [ F ] 3 ．光夫琅和费单缝衍射图样的特点是各级亮条纹亮度相同。 解：单缝夫琅和费衍射条纹的亮度是非均匀的，中央亮纹最亮，其余明纹随着级次增加亮度减弱。 [ T ] 4 ．光学仪器的分辨率与仪器的通光孔径成正比，与入射光的波长成反比。 1 1 D 解：光学仪器的分辨率为： ，从上式知道题目所述正确。 ∆ϕ 1.22 λ [ F ] 5 ．衍射角就是衍射光线与入射光线间的夹角。 解：衍射角是衍射光线与缝面法线的夹角。 二、选择题： 1．衍射情况将发生，在当光通过 [ E ] (A) 针孔 (B) 狭缝 (C) 宽缝 (D) 尖锐的边缘 (E) 以上答案都对 解：只要有障碍物，就会发生衍射。 2 ．惠更斯－菲涅耳原理告诉我们，狭缝或圆孔处的波阵面上的每一点都可以看成是一个发射球面波的子 波源。这个原理适用于 [ A ] (A) 传播路径中任何位置处的任何点 (B) 传播路径中有物质存在的任何点 (C) 仅仅是狭缝或圆孔处 解：教材 P.126 页。 3 ．根据屏幕上的图样可以判断狭缝是 [ B ] (A) 水平的 (B) 垂直的 解：单缝夫琅和费衍射的条纹是平行于单缝的明暗相间的条纹。 screen slide with slit 因而根据条纹可以判定狭缝是垂直放置的。 laserbeam 4 ．波长为λ 的蓝光通过一个宽度为a 的单缝，在屏幕上形成一个衍射图样。如果用波长为2λ 的红光代替 蓝光，要想再现原先的衍射图样，单缝的宽度要变成 [ D ] (A) a/4 (B) a/2 (C) 没必要改变 (D) 2a (E) 4a (F) 无法通过改变缝宽来重现原先的图样 2λ λ 解：单缝夫琅和费衍射中央条纹的角宽度为：∆ϕ ，其余明纹的角宽度为∆ϕ ， a a 还想再现原先的衍射图样，那么角宽度不能变。由于波长变成了原来的2 倍，单缝的宽度就要变成原来的 2 倍。 5 ．用单色光照射光栅，屏幕上能出现的衍射条纹最高级次是有限的。为了得到更高衍射级次的条纹，应 采用的方法是： [ B ] (A) 改用波长更长的单色光 (B) 将单色光斜入射 (C) 将单色光垂直入射 (D) 将实验从光密媒质改为光疏媒质 d 解：如果光是垂直入射的，那么k ，则 A 是错的。如果光是斜入射，那么屏上的衍射条纹级次不再 max λ 关于屏的中心对称分布，这样就会在一侧出现高的衍射条纹级次。 三