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第十六章习题

1.在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离

相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下

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移动到示意图中的S ’位置,则

(A )中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.

(B )中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.

(C )中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D )中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]

2.如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过

一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介

质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于

(A ))()(111222t n r t n r +-+

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(B )])1([])1([111222t n r t n r -+--+

(C ))()(111222t n r t n r ---

(D )1122t n t n - [ ]

3.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是

(A )使屏靠近双缝.

(B )使两缝的间距变小.

(C )把两个缝的宽度稍微调窄.

(D )改用波长较小的单色光源. [ ]

4.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当

平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到

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这些环状干涉条纹

(A )向右平移. (B )向中心收缩.

(C )向外扩张. (D )静止不动.

(E )向左平移. [ ]

5.在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕

之间的距离为D (D>>d ).波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相

邻暗纹之间的距离是

(A )d D /2λ. (B )D d /λ.

(C )λ/dD . (D )d D /λ [ ]

6.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在

空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为

(A )λ/4. (B )λ/(4n ).

(C )λ/2. (D )λ/(2n ). [ ]

7.如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表

面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1 > n 2 >n 3,则两束反射光在相遇点的位相

差为

作业16-1图

作业16-2图

作业16-4图

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(A)λπ/42e n .

(B)λπ/22e n . (C)πλπ+/42e n . (D)πλπ-/22e n

[ ]

8.如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两

表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n 1<n 2>n 3,1λ为入射光在折射率为

n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的位相差为

(A ))/(2112λπn e n . (B )πλπ+)/(4121n e n .

(C )πλπ+)/(4112n e n . (D ))/(4112λπn e n . [ ]

9.在迈克尔逊干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两

束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是

(A )λ/2 (B )λ/(2n )

(C )λ/n (D )λ/[2(n-1)] [ ]

10.一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB

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上,装置如图,在屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC 的长度为

(A )λ. (B )λ/2.

(C )3λ/2. (D )2λ. [ ]

11.若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?

(A ) 1.O ×10-1mm . (B ) 5.O ×10-1mm.

(C ) 1.O ×10-2mm . (D ) l.O ×10-3mm. [ ]

12.一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 =2a . (B ) a+b =3a .

(C ) a+b =4a . (D ) a+b =6a. [ ]

13.波长

A 5500=λ的单色光垂直入射于光栅常数d =2×10-4cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为

(A )2. (B )3. (C )4. (D )5. [ ]

14.一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0mm 的单缝上,在缝后放一焦距为2.0m 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2.0mm ,则入射光波长约为

(A )10000埃 (B )4000埃 (C ) 5000埃 (D ) 6000埃 [ ]

15.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

纹的中心位置不变外,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. [ ]

16.一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远是

(A )紫光. (B )绿光. (C )黄光. (D )红光.

[ ]

作业16-7图

作业16-10图

17.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,且明纹的亮度减弱.

(D)无干涉条纹. [ ] 18.如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为600,假设二者对光无吸收,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为

(A)I0/8.(B)3I0/8.

(C)I0/4.(D)3I0/4. [ ] 19.两偏振片堆叠在一起,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1800时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. [ ] 20.三个偏振片P1,P2与P3堆叠在一起,P1与P3的偏振化方向相互垂直,P2与P1的偏振化方向间的夹角为30O.强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1,并依次透过偏振片P1、P2与P3,则通过三个偏振片后的光强为

(A)I0/4.(B)3I0/8.

(C)3I0/32.(D)I0/16. [ ] 21.自然光以600的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则知

(A)折射光为线偏振光,折射角为300

(B)折射光为部分偏振光,折射角为300.

(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定.

(D)折射光为部分偏振光,折射角不能确定. [ ] 22.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是

(A)在入射面内振动的完全偏振光.

(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.

(C)垂直于入射面振动的完全偏振光.

(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[ ]

23.若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮

δ .

盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=

I的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最大光

24. 光强均为

强是 .

25.用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 的劈尖薄膜形成等厚干涉条纹,若测得相

邻明条纹的间距为l ,则劈尖角=θ .

26.用波长为λ的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e 的折射率为1.5的透明薄膜,

两束反射光的光程差δ= .

27.在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角4100.1-?=θ弧度,在波长λ=7000埃的

单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距cm l 25.0=,此透明材料的折射率n= .

28.用迈克尔孙干涉仪测微小的位移.若入射光波波长λ=6289埃,当动臂反射镜移动

时,干涉条纹移动了2048条,反射镜移动的距离d = .

29.波长λ的单色光垂直照射透明薄膜.膜厚为e ,两束反射光的光程差=δ .

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30.双缝干涉实验中,若把一厚度为e 、折射率为n 的薄云母片覆盖在S 1缝上,中央明

条纹将向 移动;覆盖云母片后,两束相干光至原中央明纹O 处的光程差为 .

31.某单色光垂直入射到一个每毫米有800条刻线的光栅上,如果第一级谱线的衍射角

为300,则入射光的波长应为 .

32.一束平行单色光垂直入射在一光栅上,若光栅的透明缝宽度a 与不透明部分宽度b

相等,则可能看到的衍射光谱的级次为 .

33.平行单色光垂直入射在缝宽为 a =0.15mm 的单缝上.缝后有焦距为f =400mm 的

凸透镜,在其焦平面上放置观察屏幕.观测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗纹之间

的距离为8 mm ,则入射光的波长为 .

34.在单缝夫琅和费衍射示意图中,所画出的各条正入射光线间距相等,那么光线1

与3在幕上P 点上相遇时的位相差为 ,P 点应为 点.

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35.波长为λ的单色光垂直入射在缝宽λ4=a 的单缝上,对应于衍射角 30=φ,单缝

处的波面可划分为 个半波带.

36.He —Ne 激光器发出=λ6328埃的平行光束,垂直照射到一单缝上,在距单缝3m 远

的屏上观察夫琅和费衍射图样,测得两个第二级暗纹间的距离是10cm ,则单缝的宽度 a

= .

作业16-29图

作业16-30图

作业16-34图

37.平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射.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 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P 点将是 级 纹.

38.在单缝夫琅和费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的2倍,则中央明条纹

边缘对应的衍射角=Φ .

39.当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,就偏振状态来说反射光

为 光,其振动方向 于入射面.

40.应用布儒斯特定律可以测介质的折射率.今测得此介质的起偏振角 0.560=i ,这

种物质的折射率为 .

41.一束自然光通过两个偏振片,若两偏振片的偏振化方向间夹角由1α转到2α,则转

动前后透射光强度之比为

42.使光强为I 0的自然光依次垂直通过三块偏振片P 1,P 2和P 3.P 1与P 2的偏振化方向成

450角,P 2与P 3的偏振化方向成450角.则透过三块偏振片的光强I 为 .

43.两个偏振片堆叠在一起,其偏振化方向相互垂直.若一束强度为I 0的线偏振光入

射,其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为π/4,则穿过第一偏振片后的光强

为 ,穿过两个偏振片后的光强为 .

44.一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1),当折射角为30O 时,反射

光是完全偏振光,则此玻璃板的折射率等于 .

45.一束光线入射到光学单轴晶体后,成为两束光线,沿着不同方向折射.这样的现象

称为双折射现象.其中一束折射光称为寻常光,它 定律;另一束光线称为非常光,

它 定律.

46.薄钢片上有两条紧靠的平行细缝,用波长 5461埃的平面光波正入射到钢片上.屏

幕距双缝的距离为 D =2.00 m ,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为

mm x 0.12=?.

(l )求两缝间的距离.

(2)从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹,共经过多大距离?

(3)如果使光波斜入射到钢片上,条纹间距将如何改变?

47.在双缝干涉实验装置中,幕到双缝的距离D 远大于双缝之间的距离d .整个双缝装

置放在空气中.对于钠黄光(

A 5893=λ),产生的干涉条纹相邻两明条纹的角距离(即相

邻两明条纹对双缝中心处的张角)为0.20O .

(1)对于什么波长的光,这个双缝装置所得相邻两明条纹的角距离将比用钠黄光测得

的角距离大10%?

(2)假想将此整个装置浸入水中(水的折射率n =1.33),相邻两明条纹的角距离有多

大?

48.折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈尖(角θ很小).用波长λ=600

nm (1nm =10-9m )的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹.假如在劈尖内充满n =1.40的液

体时的相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小mm l 5.0=?,那么劈尖角θ应是多少?

49.用波长为500nm (1nm =10-9m )的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气

劈尖上.在观察反射光的干涉现象中,距劈尖棱边cm l 56.1=的A 处是从棱边算起的第四

条暗条纹中心.

(l )求此空气劈尖的劈尖角θ;

(2)改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?

(3)在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?

50.用钠光(

A 5893=λ)垂直照射到某光栅上,测得第三级光谱的衍射角为60O . (l )若换用另一光源测得第二级光谱的衍射角为30O ,求后一光源发光的波长.

(2)若以白光(4000—7600埃)照射在该光栅上,求第二级光谱的张角.

51.一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,1λ=4400埃,2λ=6600埃.实验发现,两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角中 60=φ的方向上.求此光栅的光栅常数d .

52.用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上,λ1= 6000埃,λ2= 4000埃,发现距中央明纹5cm 处λ1光的第 k 级主极大和λ2光的第(k+l )级主极大相重合,放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f= 50cm, 试问:

(1)上述k =?(2)光栅常数d =?

53.波长=λ6000埃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(a+b )等于多少? (2)透光缝可能的最小宽度a 等于多少?

(3)在选定了上述(a+b )和a 之后,求在衍射角πφπ11<<-范围内可能观察到的全部主极大的级次.

54.一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为 a =2×10-3cm ,在光栅后放

一焦距f =1m 的凸透镜,现以

A 6000=λ的单色平行光垂直照射光栅,求:

(l )透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少?

(2)在该宽度内,有几个光栅衍射主极大?

第十七章习题

1.已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2eV ,而钠的红限波长是5400 埃,那么入射光的波长是

(A )5350 埃.(B )5000 埃.(C )4350埃.(D )3550埃. [ ]

2.当照射光的波长从4000埃变到3000埃时,对同一金属,在光电效应实验中测得的遏止电压将:

(A )减小0.56V . (B )增大0.165V .

(C )减小0.34V . (D )增大1.035V . [ ] (普朗克常量h =6.63×10-34J ·s ,基本电荷e =1.602×10-19C )

3.已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2eV ,而钠的红限波长是5400埃,那么入射光的波长是

(A )5350埃.( B )5000埃 (C )4350埃.(D )3550埃. [ ]

4.已知某单色光照射到一金属表面发生了光电效应,若此金属的逸出电势是U 0(使电子从金属逸出需作功eU 0),则此单色光的波长λ必须满足:

(A ))/(0eU hc ≤λ.(B ))/(0eU hc ≥λ.

(C ))/(0hc eU ≤λ.(D ))/(0hc eU ≥λ. [ ]

5.设用频率为1ν和2ν的两种单色光,先后照射同一种金属均能产生光电效应.已知金属的红限频率为0ν,测得两次照射时的遏止电压||2||12a a U U =,则这两种单色光的频率有如下关系:

(A )012ννν-=.(B )012ννν+=

(C )0122ννν-=.(D )0122ννν-=. [ ]

6.已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应,若此金属的逸出电势是U 0(使电子从金属逸出需作功 eU 0),则此单色光的波长λ必须满足:

(A ))/(0eU hc ≤λ.(B ))/(0eU hc ≥λ.

(C ))/(0hc eU ≤λ.(D ))/(0hc eU ≥λ. [ ]

7.保持光电管上电势差不变,若入射的单色光光强增大,则从阴极逸出的光电子的最大初动能E 0和飞到阳极的电子的最大动能E k 的变化分别是

(A )E 0增大, E k 增大. (B ) E 0不变, E k 变小.

(C)E 0增大, E k 不变. (D ) E 0不变, E k 不变. [ ]

8.已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2e V ,而钠的红限波长是5400埃,那么入射光的波长是

(A ) 5350埃. (B ) 5000埃. (C ) 4350埃.(D )3550埃. [ ]

9.当照射光的波长从4000埃变到3000埃时,对同一金属,在光电效应实验中测得的遏止电压将:

(A )减小0.56V . (B )增大0.165V .

(C )减小0.34V . (D )增大1.035V .

(普朗克常量h =6.63×10-34J ·s,基本电荷 e =1.602×10-19 C) [ ]

10.具有下列哪一能量的光子,能被处在n =2的能级的氢原子吸收?

(A )1.51eV . (B )1.89eV .

(C )2.16eV . (D )2.40eV . [ ]

11.由氢原子理论知,当大量氢原子处于n =3的激发态时,原子跃迁将发出:

(A )一种波长的光. (B )两种波长的光.

(C )三种波长的光. (D )连续光谱. [ ]

12.氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用1λ表示,其次波长用2λ表示,则它们的比值21/λλ为:

(A )9/8. (B )16/9.

(C )27/20. (D )20/27. [ ]

13.按照玻尔理论,电子绕核作圆周运动时,电子的动量矩L 的可能值为

(A )任意值.

(B )nh , n =1, 2, 3,…

(C )2πnh , n =l , 2, 3,…

(D )nh/(2π), n = 1, 2, 3,… [ ]

14.在光电效应中,当频率为Hz 15103?的单色光照射在逸出功为4.0eV 的金属表面时,金属中逸出的光电子的最大速率为 m/s .(普朗克常量h =6.63×10-34

J ·s ,电子质

量m e =9.11×10-31kg )

15.频率为 100MHz 的一个光子的能量是 ,动量的大小是

16.氢原子的部分能级跃迁示意如图.在这些能级跃迁中,

(l )从n = 的能级跃迁到n = 的能级时所发射的光子的波长最短;

(2)从n = 的能级跃迁到n = 的能级时所发射的光子的频率最小.

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17.已知基态氢原子的能量为-13.6 eV ,当基态氢原子被12.09 eV 的光子激发后,其电子的轨道半径将增加到玻尔半径的 倍.

18.根据玻尔氢原子理论,若大量氢原子处于主量子数n =5的激发态,则跃迁辐射的谱线可以有 条,其中属于巴耳末系的谱线有 条.

第十八章习题

1.不确定关系式 ≥???x p x 表示在X 方向上

(A )粒子位置不能确定.

(B )粒子动量不能确定.

(C )粒子位置和动量都不能确定.

(D )粒子位置和动量不能同时确定. [ ]

2.波长5000=λ埃的光沿X 轴正向传播,若光的波长的不确定量310-=?λ埃,则利

用不确定关系h P x x ≥???可得光子的X 坐标的不确定量至少为

(A )25cm . (B )50cm .

(C )250cm . (D )500cm . [ ]

3.玻尔氢原子理论中,电子轨道角动量最小值为 ;而量子力学理论中,

电作业17-16图

子轨道角动量最小值为 .实验证明 理论的结果是正确的.

4.如果电子被限制在边界x 与x+dx 之间, A x 5.0=?,则电子动量x 分量的不确定量近似地为 kg ·m/s .(不确定关系式h P x x ≥???,普朗克常量h =6.63×10-34J ·s )

5.根据量子力学理论,原子内电子的量子态由),,,(S L m m l n 四个量子数表征.那么,处于基态的氦原子内两个电子的量子态可由 和 两组量子数表征.

6.在主量子数n =2,自旋磁量子数m s =1/2的量子态中,能够填充的最大电子数是 .

7.在电子单缝衍射实验中,若缝宽为a =0.1nm (1nm =10-9m ),电子束垂直射在单缝上,

则衍射的电子横向动量的最小不确定量y p ? N ·s .(普朗克常量h =6.63×10-34J ·s )

8.电子的自旋磁量子数m s 只能取 和 两个值.

9.泡利不相容原理的内容是

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