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华中师范大学物理科学与技术学院 光学题库 一、选择题（每小题4分，共5小题，20分） 1、 在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ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) 3个 (c) 4个 (d) 5个 2、 波长为550nm的单色光垂直入射于光栅常数为1.0×10-4cm的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ ） (a) 4 (b) 3 (c) 2 (d) 1 3、 一飞船的固有长度为L，相对于地面以速度V1做匀速直线运动，从飞船中的后端向飞船中的前端的一个靶子发射一颗相对于飞船的速度为V2的子弹，在飞船上测得子弹从射击到击中靶的时间间隔是（ ） D、此粒子速度的不确定度大于或等于其速度 的2倍 二、填空题（6~13每小题3分，14题6分，合计30分） 6、三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P2的偏振化方向相互垂直，P2与P3的振化方向的夹角为45°，强度为I0的自然光入射于偏振片P1，并依次透过偏振片 P1，P2与P3，则通过3个偏振片后的 光 强 为 。 7、利用空气劈尖测细丝直径，如图所示，已知λ=589.3nm -2-3 ， L=2.888×10m，测得30条条纹的总宽度为4.295×10m，细丝的直径为 。 8、双缝干涉中，用波长λ=546nm的单色光照射，双缝与屏的距离D=300mm，测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm，双缝间的距离为 。 (a) L V1?V2 (b) LV2?V1 (c) 9、老鹰眼睛的瞳孔直径约为6mm，光在空气中的波长为600nm，要恰好看清地面上身长为5cm的小鼠，老鹰飞行的高度为 。 10、火车上观察者测得火车长0.30km，火车以100km·h -1 L (d) V2 LV V1(1?1)2 的速度行驶，地面上观察者发现有两个闪电同时击中火车的前后两端，火车上的观察者测得闪电击中火车前后两端的时间间隔为 ；先击中 (填车头或车尾)。 11、地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×10m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×10m/s跟随A飞行，A上面的乘客看到B的速度为 ，B上的乘客看到A的速度为 。 12、处于基态的氢原子被外来的单色激光激发后发出的巴耳末系中仅观察到3条谱线，则氢原子可能发出的所有谱线数为 __ 条。 88 4、下列说法正确的是：( ) A、光量子可与静止或运动的自由电子发生光电效应 B、光量子只能与运动的自由电子发生光电效应 C、光量子只能与静止的自由电子发生光电效应 D、光量子不能与静止或运动的自由电子发生光电效应 5、由不确定关系的粗略近似：?x??Px ?h，可 知如果粒子位置的不确定度等于其德布罗意波长，则（ ） A、此粒子速度的不确定度大于或等于其速度 B、此粒子速度的不确定度大于或等于其速度的2倍 C、此粒子速度的不确定度小于或等于其速度 1 13、假设人体的辐射可以看成是黑体辐射，人的正 19、已知一维运动粒子的波函数为 Axe常体温是37C?，则人体热辐射最强的波长是 ?(x)? μm。（取两位有效数字） 14、若电子和光子的波长均为0.2nm，则 电子的动能为_____eV,动量为________ 光子的动能为_______ eV, 动量为______ 三、计算题（每小题10分，共5小题，50分） 15、已知单缝宽度a=1.0×10m，透镜焦距f=0.50m，用λ1=400nm和λ2=760nm的单色平行光分别垂直照射，求(1)这两种单色光的第一级明纹离中心的距离及这两条明纹之间的距离，(2)若用每厘米刻有1000条刻线的光栅代替这个单缝，求这两种单色光的第一级明纹分别距中心的距离及这两条明纹之间的距离又是多少。 16、在空气中(n=1)垂直入射的白光从肥皂膜(n=1.33)上反射，在可见光谱中630nm处有一干涉极大，而在525nm处有一干涉极小，在这极大与极小之间没有另外的极小。假定膜的厚度是均匀的，求这膜的厚度。 17、一固有长度为l0、静止质量为m0，横截面积为s0的棒，在K系中沿x轴放置，并以速率u沿 -4 ? ??0 ??x x?0x?0 ，式中??0，试求： （1）归一化常数A和归一化波函数（注： ? ? y2e?bydy? 2 b3 ）； （2）该粒子