大学物理期末考试题(光学)

武汉大学物理科学与技术学院 2007—2008学年第一学期

大学物理（下）（强物理类）期末考试试卷 （B ）

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V 1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V 2的子弹，在飞船上测得子弹从射击到击中靶的时间间隔是（ ）

(a)

2

1V V L

+ (b)

1

2V V L - (c)

2

V L

(d) 2

11)1(C

V

V L -

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：h P x x

≥???，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

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P 1，P 2与P 3堆叠在一起，P 1与P 2的偏振化方向相互垂直，P 2与P 3的振化方向的夹角为45°，强度为I 0的自然光入射于偏振片P 1，并依次透过偏振片 P 1，P 2与P 3，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

，

L=2.888×10-2m ，测得30条条纹的总宽度为4.295×10-3

m ，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 。

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

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2.5×108

m/s 从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×108m/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。

13、假设人体的辐射可以看成是黑体辐射，人的正

常体温是?C 37，则人体热辐射最强的波长是 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=1.0×10-4

m ，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0l 、静止质量为0m ，横截面积为0s 的棒，在K 系中沿x 轴放置，并以速率u 沿

x x '轴运动。若K ’系以速率v 相对K 系沿x x '轴

运动，试求

（1）从K ’系测得此棒的长度。 （2）从K ’系测得此棒的密度。 18、波长为nm 10

1.00-2

?的X 射线射到碳上，

从而产生康普顿效应。假设散射波的方向与入射波的方向垂直。试求： （1）散射波的波长

（2）反冲电子的动能和运动方向（可以用正切表示）

19、已知一维运动粒子的波函数为

???

=

ψ-0

)(x

Axe x λ

0<≥x x ，式中0>λ，试求：

（1）归一化常数A 和归一化波函数（注：

?

∞

-=

3

22

b dy e y by ）；

（2）该粒子位置坐标的概率分布函数（即概率密度）；

（3）在何处找到粒子的概率为最大。

武汉大学物理科学与技术学院 2007—2008学年第一学期

大学物理（下）（强物理类）期末考试试卷参考答

案 （B ）

院系 专业 姓名

学号 a

一、选择题（每小题4分，共5小题，20分） 1题答案：B 2题答案：D 3题答案：C

4题答案：D 5题答案：A

二、填空题（6~13每小题3分，14题6分，合计

30分）

6答案：

8

I 7答案：

m 1075.55

-?

8答案：1.34×10-4

m 9答案：m 8.409

10答案：9.26×10-14

s ，先击中车头。 12题答案：10条

11答案： -1.125×108

m/s ， 1.125×108

m/s 13题答案：9.3或9.4

14题答案：电子动能

37.8eV k E =, 动量

243.2210kg m/s e p -=??

（３分）

光子动能

6.22KeV k E = 动量

243.2210kg m/s c e p p -==??. （３分）

三、计算题（每小题10分，共5小题，50分） 15题解：(1) 由单缝衍射的明纹条件 ()2

12sin λ

θ

+±=k a

可得第k 级明纹中心位置为

a

f

k f f x k k k ?

+≈≈=2)

12(sin tan λθθ

（3分）

当λ1=400nm ，k=1时，x 1=3.0×10-3

m 当λ2=760nm ，k=1时，x 2=5.7×10-3m 所以 Δx= x 2-

x 1=2.7×10-3

m （２分）

（2） 由题意知，光栅常数

m 10cm 10

1

53-==

d ，根据光栅方程： λθk d ±=sin

可得第k 级光栅明纹的位置为

f d

k f f x k k k λθθ≈

≈=sin tan

（3分）

当λ1=400nm ，k=1时，x 1=2.0×10-2m 当λ2=760nm ，k=1时，x 2=3.8×10-2

m 所

以

：

Δx=x 2-x 1=1.8×10-2

m

（２分）

16题解： 膜的两个表面反射光的光程差

2

2λ

?+

=ne

（２分）

因此有 11

2

2λλk ne =+ （２分）

22

)2

1(22λλ+=+

k ne

（２分）

nm

)

525630(33.14525

630)(42121-???=-=

λλλλn e （２分） mm

1092.5nm 5924-?==

（２分）

17题解: （1）因为棒相对于K ’系的速度

2

1c

uv v

u u --=

' （２分）

所以在K ’中测得棒的长度

22

01c

u l l '-=

（２分）

21

2222

20)])([(v c u c uv

c l

---= （或：

()()22

2

2

20

c v u uv c

uv

c l ----=

） （1分）

（2）在K ’系中，测得棒的质量为

2

2

01c u m m '-=

（２分）

所以棒的密度为

???

? ?

?'-=?=

2200001c u s l m s l m ρ

（２分）

())

)((22222

2000v c u c uv c s l m ---=

（或 ()()2222

2

2

000c

v u uv c uv c s l m ----=

） （1分）

18题解：

1）由 ()θλλλλ

?cos 10-=-=c

得 )c o s 1(0θλλλ-+=c

（3分）

nm 01243.0)01(00243.00100.0=-+= （1分） 2) 反冲电子的动能

λ

λννc

h

c

h

h h E k

-=-=0

0 （２分+1分）

J 1089.31001243.01100100.01100.31063.61599

8

34

----?=??? ???-?????= 反冲电子的运动方向为 805.0tan 0

00====λλλλ?h h P P ?==8.38805.0arctan ?

（２分+1分） 19

题解：（1）由归一化条件：

1)(2

=ψ?

∞

∞

-dx x ，有

1400

3

2

2220

2220

2==

=+?

?

?

∞

+-∞

+-∞

-λλλA

dx e x A dx e x A dx x x

λλ2=A

（2分）

经归一化的波函数为

??

?=ψ-02)(x

xe x λλλ

0<≥x x （1分）

（2）粒子的概率分布函数为

??

?=ψ-0

4)(2232

x

e x x λλ0

0<≥x x

（3分）

（3) 令

[

]0

)

(2

=ψdx

x d ，

即

0)22(42223=---x x e x xe λλλλ

（２分）

得0=x ，λ1=x 和∞→x 时，函数2

)(x ψ有极值。又在0=x 和λ1=x 处，0

)(2=x ψ是极小值。 在λ1

=x 处，二阶导数：

[]

)(2

2

2

)(x ψ有最大值，即粒子在该处出现的几率为最大。 （２分）

武汉大学物理科学与技术学院

2007—2008学年第一学期

大学物理（下）（强物理类）期末考试试卷 （Ａ） 院系 专业 姓名 学号 .

一、选择题（每小题4分，共5小题，20分）

1、右图所示是迈克耳逊干涉仪的光路图及其干涉图照片，S 是单色点光源，M1、M2是两个平面反射镜。下列说法正确的是：（ ）

A 、这是等倾干涉图，M1、M2不严格垂直，中间条纹的干涉级次较高；

B 、这是等倾干涉图，M1、M2严格垂直，中间条纹的干涉级次较高；

C 、这是等倾干涉图，M1、M2严格垂直、中间条纹的干涉级次较低；

D 、这是等厚干涉图，M1、M2不严格垂直，中间条纹的干涉级次较低。

2、通过下列哪些方法可以从一束自然光中获得线偏振光（ ）

a 、单次反射

b 、单次折射

c 、用4/λ波片

d 、

用偏振片 e 、用晶体的双折射现象

A 、acd

B 、ace

C 、bde

D 、cde

E 、ade

F 、abd

3、关于狭义相对论的说法正确的是：（ ）

A 、洛伦茨时空坐标变换关系在爱因斯坦发表相对论之前一年就出现了，所以它可以从经典物理理论导出。

B 、在一个惯性系中不同地点（x 不同）同时发生的两个事件，在其它惯性系中观察有可能仍然是同时发生的，也有可能不是同时发生的。

C 、静止质量为零的粒子，其动量可以不为零。

D 、粒子的相对论动能是：2

2

1mv ，式中 m 为粒子的运动质量，

v 是粒子的速度

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：h P x x

≥???，

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

D 、此粒子速度的不确定度小于或等于其速度的2倍

二、填空题（6~13每小题3分，14题6分，合计

30分）

6、一种加膜镜片的片基折射率为1.56，膜的折射率为1.38，若使此膜对550nm 的光增透，则此膜的最小厚度为 nm 。

7、用一束单色平行光垂直照射到牛顿环上，测得第ｋ级暗环的半径为k r 。若把牛顿环浸泡在

水中（水n = 4/3），用同一种单色光照射，测得第ｋ级暗环的半径为k r '，则：k k r r '=

。

8、一台光学望远镜的物镜口径为20cm ，用它来观察月球表面，假设月地平均距离为m 100.48?，波长为550nm ，则月球上可以被

分辨的两点的最小距离为 米。 9、在两个正交的偏振片之间再插入一个偏振

片，该偏振片的透振方向与第一个偏振片的夹角为?45，入射自然光的光强为0I ，则透射光的光强

为 。

10、一列固有长度长为1l 的火车，以高速v 通过一个固有长度为2l 的大桥，火车上的观察者测得火车通过大桥所需的时间为 。

11、实验室中观察到静止质量均为0m 的两个粒子，同时相对于实验室以0.8C 的速度相向飞行，并作完全非弹性碰撞，碰撞后结合为一个新粒子。则该新粒子的静止质量为： 。

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。

13、假设人体的辐射可以看成是黑体辐射，人

的正常体温是?C 37，则人体热辐射最强的波长是 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、波长为600nm 的单色平行光垂直入射到光栅上，测得第二级明条纹的衍射角为?30，第三级缺级，透镜焦距为

00.1=f m ，试求：

（1）此光栅的光栅常数。

（2）每个透光狭缝的最小可能宽度。

（3）若用白光（400nm~760nm ）垂直入射，求透镜焦平面上第一级光栅光谱的线宽度。

16、一个厚度均匀的方解石晶片，其表面与光轴平行，置于两个透振方向互相垂直的偏振片之间，晶片的光轴方向与第一个偏振片的透振方向的夹角为?30。方解石晶体对o 光和e 光的主折射率分别为658.1o

=n 和486.1e =n 。一束强度为

0I ，波长为633nm 的自然光垂直射入第一个偏振

片。若使该线偏振光通过由方解石晶片后变成以晶

片光轴方向为长短轴的正椭圆偏振光，试求： （1）该晶片的最小厚度；

（2）不考虑偏振片在透振方向上对偏振光的吸收，求从第二个偏振片透射出的光强。

17、一物体的速度使其质量增加了10 %，试问此物体在运动方向上的长度缩短的百分比是多少？

18、波长为nm 10

1.00-2

?的X 射线射到碳

上，从而产生康普顿效应。假设散射波的方向与入射波的方向垂直。

试求：（1）散射波的波长

（2）反冲电子的动能和运动方向（可

以用正切表示）

19、已知一维运动粒子的波函数为

??

?=-0

)( x

A x e x λψ 00<≥x x ，式中0>λ，试求： （1）归一化常数A 和归一化波函数（注：

?

∞

-=

3

22d b y e y y b ）； （2）该粒子位置坐标的概率分布函数（即概率密度）；

（3）在何处找到粒子的概率为最大。

一些常用的物理学常量 电子静止质量 kg 1011.9310

-?=m

电子电量 C 1060.119

-?=e 维恩位移常量 K m 10898.23

??=-b

斯

特

藩

恒

量 -4-28K m W 1067.5???=-σ

普朗克常量 s J 10

63.634

??=-h

武汉大学物理科学与技术学院 2007—2008学年第一学期

大学物理（下）（强物理类）期末考试试卷 （Ａ）

参考答案及评分标准

一、选择题（每小题4分，共5小题，20分） 1~5题答案：B E C D A

二、填空题（6~13每小题3分，14题6分，合计30分）

6题答案：100nm 7题答案：

23

8题答案：3

101.34?米 9题答案：80

I

10题答案：22

211c

v v l v l -+

11题答案：010m

12题答案：10条

13题答案：9.3或9.4 14题答案：电子动能

eV 8.37=k E , 动量

k gm/s 1032.324-?=e p （３分）

光子动能

K e V 22.6=k E 动量

k g m /s 1032.324-?==e c p p . （３分）

三、计算题（每小题10分，共5小题，50分） 15题解：（1）由光栅方程：k λd =?

sin ，得：

2400nm nm sin30600

2sin =?

?==

?k λd （３分）

（2）由于光栅衍射的第三级缺级，所以对于第

三级衍射主极大，有

()λ??3sin b a sin =+=d

且：

λ?=sin a

所以：

800n m ==d a

（３分）

（3）当400nm 1

=λ时，第一级衍射角为

?===59.92400

400

arcsin

d

arcsin

1λ

?

（１分）

当760nm 1

=λ时，第一级衍射角为

?===5.182400

760

arcsin

d

arcsin

2λ

?

（１分）

所以第一级光谱的线宽度为

()12tan tan ??-=f Δx

()1660599

tan 518tan 001....=?-??= （２分） 16题解：

（1）由题意可知，该晶片应为4/λ晶片，所以o 光和e 光透过该晶片后的最小光程差满足：

()4/d n n e o 0λδ=-=

（3分）

所以

()()920n m nm 1.486-658.146334e o ==-=

n n λd （２分）

（2）因为由第一个偏振片透射的光强为

201I I =，光振幅11I A =，在波片内分解成

ｏ光和ｅ光，其振幅分别为

?=30cos 1o A A ，

?=30sin 1e A A

它他们在第二个偏振片透振方向上的投影分量分别为

43c o s 6030cos cos6011o o

A A A A =??=?='

43s i n 6030sin sin6011e e A A A A =??=?=' （２分） 总相位差为

π

πδλ

π

?2

3

20=+=

?总

（２分） 所以透射的光强为

总合??c o s 2e o 2e 2o 2

A A A A A I ''+'+'==

1212116

383163163I I A A ==+=

（1分）

17

题解：由题设

10.00

=-m m m （3分）

由相对论质量公式 2

01β

-=m m

（２分）

解得 10

.11

12=

-β （２分）

设物体在运动方向上的长度和静止长度分别为l 和0l ，则相对缩短量为

%1.910

.11

1112000

=-=--=-=

β?l l l l l

（3分） 第16题图

18题解：

1）由 ()θλλλλ

?cos 10-=-=c

得 )cos 1(0θλλλ-+=c

（3分）

nm

01243.0)01(00243.00100.0=-+= （1分）

2) 反冲电子的动能 λ

λννc

h

c

h

h h E k

-=-=0

（２分+1分）

J 1089.31001243.01100100.01100.310

63.615

9

98

34

----?=??? ???-?????=

由动量守恒，反冲电子的运动方向为

805.0tan 0

00====λ

λλλ?h h P P

?==8.38805.0arctan ?

（２分+1分）

19

题解：（1）由归一化条件：

1)(2

=ψ?

∞

∞

-dx x ，有

1400

3

2

2220

2220

2==

=+?

?

?

∞

+-∞

+-∞

-λλλA

dx e x A dx e x A dx x x

λλ2=A

（2分）

经归一化的波函数为

??

?=ψ-0

2)(x

xe x λλλ

0<≥x x （1分）

（2）粒子的概率分布函数为

??

?=ψ-0

4)(2232

x

e x x λλ

0<

≥x x

（3分）

（3) 令 [

]0

)(2

=ψdx

x d ，

即

0)22(42223=---x x

e x xe λλλλ

（２分）

得0=x

，λ

1

=

x 和∞→x 时，函数

2

)

(x ψ有极值。又在0=x

和λ

1

=

x 处，0)(2

=x ψ

是极小值。 在λ

1

=

x 处，二阶导数：

[

]0

)(22

2

x d ψ。所

以在λ

1

=

x 处，2

)

(x ψ有最大值，即

粒子在该处出现的几率为最大。

（２分）

大学物理试卷期末考试试题答案

2003—2004学年度第2学期期末考试试卷（A 卷） 《A 卷参考解答与评分标准》 一 填空题：（18分） 1． 10V 2.（变化的磁场能激发涡旋电场），（变化的电场能激发涡旋磁场）. 3. 5， 4. 2， 5. 3 8 6. 293K ，9887nm . 二 选择题：（15分） 1. C 2. D 3. A 4. B 5. A . 三、【解】(1) 如图所示，内球带电Q ，外球壳内表面带电Q -. 选取半径为r （12R r R <<）的同心球面S ，则根据高斯定理有 2() 0d 4πS Q r E ε?==? E S 于是，电场强度 204πQ E r ε= (2) 内导体球与外导体球壳间的电势差 22 2 1 1 1 2200 01211d 4π4π4πR R R AB R R R Q Q dr Q U dr r r R R εεε?? =?=?==- ????? ? r E (3) 电容 12 001221114π/4πAB R R Q C U R R R R εε??= =-= ?-?? 四、【解】 在导体薄板上宽为dx 的细条，通过它的电流为 I dI dx b = 在p 点产生的磁感应强度的大小为 02dI dB x μπ= 方向垂直纸面向外. 电流I 在p 点产生的总磁感应强度的大小为 22000ln 2222b b b b dI I I dx B x b x b μμμπππ===? ? 总磁感应强度方向垂直纸面向外. 五、【解法一】 设x vt ＝, 回路的法线方向为竖直向上( 即回路的绕行方向为逆时

针方向)， 则 21 d cos602B S Blx klvt Φ=?=?= ? ∴ d d klvt t εΦ =- =- 0ac ε < ，电动势方向与回路绕行方向相反，即沿顺时针方向（abcd 方向）． 【解法二】 动生电动势 1 cos602 Blv klvt ε?动生＝＝ 感生电动势 d 111 d [cos60]d 222d d dB B S Blx lx lxk klvt t dt dt dt εΦ=- =?=--?===?感生－ klvt εεε==感生动生＋ 电动势ε的方向沿顺时针方向（即abcd 方向）。 六、【解】 1. 已知波方程 10.06cos(4.0)y t x ππ=- 与标准波方程 2cos(2) y A t x π πνλ =比较得 , 2.02, 4/Z H m u m s νλνλ==== 2. 当212(21)0x k ππΦ-Φ==+合时，A ＝ 于是，波节位置 21 0.52k x k m += =+ 0,1,2, k =±± 3. 当 21222x k A ππΦ-Φ==合时，A ＝ 于是，波腹位置 x k m = 0,1,2, k =±± ( 或由驻波方程 120.12cos()cos(4)y y y x t m ππ=+= 有 (21) 00.52 x k A x k m π π=+?=+合＝ 0,1,2, k =±± 20.122 x k A m x k m π π=?=合＝, 0,1,2, k =±± )

5大学物理习题_波动光学

波动光学 一、选择题 1．如图，折射率为2n ，厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为1n 和3n ，且3221,n n n n ><，1λ为入射光在1n 中的波长，当单色平行光1λ垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是： （A ）e n 22； （B ）11222n e n λ- ； （C ）112212λn e n -； （D ）122212λn e n - 2．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为e ，且321n n n ><，1λ为入射光在1n 中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为 （A ）1 122λπn e n ； （B ）πλπ+1214n e n ； （C ）πλπ+1124n e n ； （D ）1124λπn e n 。 3．在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大λ5.2，则屏上原来的明纹处 （A ）仍为明条纹。 （B ）变为暗条纹。 （C ）既非明纹也非暗纹。 （D ）无法确定是明纹，还是暗纹。 4．如图所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n 、劈角为α的透明劈尖b 插入光线2中，则当劈尖b 缓慢地向上移动时（只遮住2S ），屏C 上的干涉条纹 （A ）间隔变大，向下移动。 （B ）间隔变小，向上移动。 （C ）间隔不变，向下移动。 （D ）间隔不变，向上移动。 λS 1S 2S O C 1 2 b 图 3 3

5．在杨氏双缝干涉实验中，如果在上方的缝后面贴一片薄的透明云母片，中央明纹会 （A ）向上移动； （B ）向下移动； （C ）不移动； （D ）向从中间向上、下两边移动。 6．白光垂直照射到空气中一厚度为nm 450的肥皂膜上。设肥皂的折射率为1.32，试问该膜的正面呈什么颜色： （A ）紫光（nm 401）（B ）红光（nm 668）（C ）蓝光（nm 475）（D ）黄光（nm 570） 7．如图示两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离变小，则在L 范围内干涉条纹的 （A ）数目减少，间距变大；（B ）数目不变，间距变小； （C ）数目增加，间距变小； （D ）数目减少，间距不变。 8纹 （A ）向劈尖平移，条纹间隔变小； （B ）向劈尖平移， 条纹间隔不变； （C ）反劈尖方向平移，条纹间隔变小；（D ）反劈尖方向平移，条纹间隔不变。 9．波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为n ，则第2级明纹与第5级明纹所对应的薄膜厚度之差为： （A ）n 2λ ； （B ）23λ； （C ）n 23λ； （D ）n 4λ。 10．根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的 （A ）振动振幅之和； （B ）光强之和； （C ）振动振幅之和的平方； （D ）振动的相干叠加。 11．在单缝夫琅和费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 （A ）宽度变小； （B ）宽度变大； （C ）宽度不变，且中心强度也不变； （D ）宽度不变，但中心强度变小。 12．用平行单色光垂直照射在单缝上时，可观察夫琅禾费衍射。若屏上点P 处为第二级明纹，则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为： （A ）3个； （B ）4个； （C ）5个； （D ）6个。

大学物理下册波动光学习题解答杨体强

波动光学习题解答 1-1 在氏实验装置中，两孔间的距离等于通过光孔的光波长的100倍，接收屏与 双孔屏相距50cm 。求第1 级和第3级亮纹在屏上的位置以及它们之间的距离。 解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，光波波长为λ，则有=100d λ. (1)第1级和第3级亮条纹在屏上的位置分别为 -5150==510m 100D x d λ=?? -42503==1.510m 100 D x d λ=?? (2)两干涉条纹的间距为 -42=1.010m D x d λ?=?? 1-2 在氏双缝干涉实验中，用0 6328A =λ的氦氖激光束垂直照射两小孔，两小孔的间距为1.14mm ，小孔至屏幕的垂直距离为1.5m 。求在下列两种情况下屏幕上干涉条纹的间距。 （1）整个装置放在空气中； （2）整个装置放在n=1.33的水中。 解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，装置所处介质的折射率为n ，则两小孔出射的光到屏幕的光程差为 21()x n r r nd D δ=-= 所以相邻干涉条纹的间距为 D x d n λ?=? （1）在空气中时，n ＝1。于是条纹间距为 943 1.5 632.8108.3210(m)1.1410 D x d λ---?==??=?? （2）在水中时，n ＝1.33。条纹间距为 9 43 1.563 2.810 6.2610(m)1.1410 1.33 D x d n λ---???=?==??? 1-3 如图所示，1S 、2S 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为1r 和2r 。路径1S P 垂直穿过一块厚度

为1t 、折射率为1n 的介质板，路径2S P 垂直穿过厚度为2t ，折射率为2n 的另一块介质板，其余部分可看做真空。这两条路径的光程差是多少？ 解：光程差为 222111[r (n 1)t ][r (n 1)t ]+--+- 1-4 如图所示为一种利用干涉现象测定气体折射率的原理性结构，在1S 孔后面放 置一长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过程中幕上的干涉条纹就会移动。由移过条纹的根数即可推知气体的折射率。 （1）设待测气体的折射率大于空气折射率，干涉条纹如何移动？ （2）设 2.0l cm =，条纹移过20根，光波长为 589.3nm ，空气折射率为1.000276，求待测气体（氯气）的折射率。 1-5 用波长为500 nm 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1=1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。 （1）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 处的围共有几条明纹，几条暗纹？

大学物理期末考试经典题型(带详细答案的)

例1：1 mol 氦气经如图所示的循环，其中p 2= 2 p 1，V 4= 2 V 1，求在1~2、2~3、3~4、4~1等过程中气体与环境的热量交换以及循环效率（可将氦气视为理想气体）。O p V V 1 V 4 p 1p 2解：p 2= 2 p 1 V 2= V 11234T 2= 2 T 1p 3= 2 p 1V 3= 2 V 1T 3= 4 T 1p 4= p 1V 4= 2 V 1 T 4= 2 T 1 （1）O p V V 1 V 4 p 1p 21234)(1212T T C M m Q V -=1→2 为等体过程， 2→3 为等压过程， )(2323T T C M m Q p -=1 1123)2(23RT T T R =-=1 115)24(2 5RT T T R =-=3→4 为等体过程， )(3434T T C M m Q V -=1 113)42(2 3 RT T T R -=-=4→1 为等压过程， )(4141T T C M m Q p -=1 112 5)2(25RT T T R -=-= O p V V 1 V 4 p 1p 21234（2）经历一个循环，系统吸收的总热量 23121Q Q Q +=1 112 13 523RT RT RT =+=系统放出的总热量1 41342211 RT Q Q Q =+=% 1.1513 2 112≈=-=Q Q η三、卡诺循环 A → B ：等温膨胀B → C ：绝热膨胀C → D ：等温压缩D →A ：绝热压缩 ab 为等温膨胀过程：0ln 1>=a b ab V V RT M m Q bc 为绝热膨胀过程：0=bc Q cd 为等温压缩过程：0ln 1<= c d cd V V RT M m Q da 为绝热压缩过程：0 =da Q p V O a b c d V a V d V b V c T 1T 2 a b ab V V RT M m Q Q ln 11= =d c c d V V RT M m Q Q ln 12= =, 卡诺热机的循环效率： p V O a b c d V a V d V b V c ) )(1 212a b d c V V V V T T Q Q (ln ln 11-=- =ηT 1T 2 bc 、ab 过程均为绝热过程，由绝热方程： 11--=γγc c b b V T V T 1 1--=γγd d a a V T V T (T b = T 1, T c = T 2)(T a = T 1, T d = T 2) d c a b V V V V =1 212T T Q Q -=- =11η p V O a b c d V a V d V b V c T 1T 2 卡诺制冷机的制冷系数： 1 2 1212))(T T V V V V T T Q Q a b d c ==(ln ln 2 122122T T T Q Q Q A Q -= -== 卡ω

(完整版)《大学物理》习题册题目及答案第19单元波动光学

第19单元 波动光学（二） 学号 姓名 专业、班级 课程班序号 一 选择题 [C]1. 在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a 稍稍变窄，同时使会聚透镜L 沿y 轴正方向作微小位移，则屏幕E 上的中央衍射条纹将 (A) 变宽，同时向上移动 (B) 变宽，同时向下移动 (C) 变宽，不移动 (D) 变窄，同时向上移动 (E) 变窄，不移动 [ D ]2. 在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d 不变，而把两条缝的宽度a 稍微加宽，则 (A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少 (B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多 (C) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变 (D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少 (E) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多 [ C ]3. 在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹 (A) 间距变大 (B) 间距变小 (C) 不发生变化 (D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化 [ B ]4. 一衍射光柵对某一定波长的垂直入射光，在屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该 (A) 换一个光栅常数较小的光栅 (B) 换一个光栅常数较大的光栅 (C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动 (D) 将光栅向远离屏幕的方向移动 λ L 屏幕 单缝 f 单缝 λa L E f O x y

[ B ]5. 波长λ =5500 ?的单色光垂直入射于光柵常数d = 2?10-4cm 的平面衍射光柵上，可能观察到的光谱线的最大级次为 (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 二 填空题 1. 用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第二个暗条纹中心相对应的半波带的数目是_____4_________。 2. 如图所示，在单缝夫琅和费衍射中波长λ的单色光垂 直入射在单缝上。若对应于汇聚在P 点的衍射光线在缝 宽a 处的波阵面恰好分成3个半波带，图中 ____________CD BC AB ==，则光线1和光线2在P 点的相差为 π 。 3. 一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹，若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第__一___级和第___三_级谱线。 4 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为λ1=440nm 的第3级光谱线，将与波长为λ2 = 660 nm 的第2级光谱线重叠。 5. 用波长为λ的单色平行光垂直入射在一块多缝光柵上，其光柵常数d=3μm ，缝宽a =1μm ，则在单缝衍射的中央明条纹中共有 5 条谱线(主极大)。 三 计算题 1. 波长λ=600nm 的单色光垂直入射到一光柵上，测得第二级主极大的衍射角为30o ，且第三级是缺级。则 (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，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。 解：(1) 由光栅公式：λ?k d =sin ，由题意k = 2，得 P λ5.1λA B C D a 1234

大学物理期末考试题(上册)10套附答案

n 3 电机学院 200_5_–200_6_学年第_二_学期 《大学物理 》课程期末考试试卷 1 2006.7 开课学院： ，专业： 考试形式：闭卷，所需时间 90 分钟 考生： 学号： 班级 任课教师 一、填充題（共30分，每空格2分） 1.一质点沿x 轴作直线运动，其运动方程为()3262x t t m =-，则质点在运动开始后4s 位移的大小为___________，在该时间所通过的路程为_____________。 2.如图所示，一根细绳的一端固定， 另一端系一小球，绳长0.9L m =，现将小球拉到水平位置OA 后自由释放，小球沿圆弧落至C 点时，30OC OA θ=o 与成，则 小球在C 点时的速率为____________， 切向加速度大小为__________， 法向加速度大小为____________。(210g m s =)。 3.一个质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，其振动的表达式分别为： 215 5.010cos(5t )6x p p -=?m 、211 3.010cos(5t )6 x p p -=?m 。则其合振动的频率 为_____________，振幅为 ，初相为 。 4、如图所示，用白光垂直照射厚度400d nm =的薄膜，为 2 1.40n =, 且12n n n >>3，则反射光中 nm ，

波长的可见光得到加强，透射光中 nm 和___________ nm 可见光得到加强。 5.频率为100Hz ，传播速度为s m 300的平面波，波 长为___________，波线上两点振动的相差为3 π ，则此两点相距 ___m 。 6. 一束自然光从空气中入射到折射率为1.4的液体上，反射光是全偏振光，则此光束射角等于______________，折射角等于______________。 二、选择題（共18分，每小题3分） 1.一质点运动时，0=n a ，t a c =（c 是不为零的常量），此质点作（ ）。 （A ）匀速直线运动；（B ）匀速曲线运动； （C ） 匀变速直线运动； （D ）不能确定 2.质量为1m kg =的质点，在平面运动、其运动方程为x=3t ，315t y -=（SI 制），则在t=2s 时，所受合外力为（ ） (A) 7j ? ； (B) j ?12- ； (C) j ?6- ； (D) j i ? ?+6 3.弹簧振子做简谐振动，当其偏离平衡位置的位移大小为振幅的4 1 时，其动能为振动 总能量的？（ ） （A ） 916 （B ）1116 （C ）1316 （D ）1516 4. 在单缝夫琅和费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上，对应于衍 射角为300的方向上，若单逢处波面可分成3个半波带，则缝宽度a 等于（ ） (A.) λ (B) 1.5λ (C) 2λ (D) 3λ 5. 一质量为M 的平板车以速率v 在水平方向滑行，质量为m 的物体从h 高处直落到车子里，两者合在一起后的运动速率是（ ） (A.) M M m v + (B). (C). (D).v

《大学物理学》波动光学习题及答案

一、选择题(每题4分，共20分) 1．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 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321n n n >>，则两束反射光在相遇点的位相差为（B （A ） 22πn e λ ； （B ） 24πn e λ ； （C ） 24πn e πλ -； （D ） 24πn e πλ +。 2．如图示，用波长600λ=nm 的单色光做双缝实验，在屏P 处产生第五级明纹，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P （A ）5.0×10-4cm ；（B ）6.0×10-4cm ； （C ）7.0×10-4cm ；（D ）8.0×10-4cm 。 3．在单缝衍射实验中，缝宽a =0.2mm ，透镜焦距f =0.4m ，入射光波长λ=500nm 位置2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？（ D ） (A) 亮纹，3个半波带； (B) 亮纹，4个半波带；(C) 暗纹，3个半波带； (D) 暗纹，4个半波带。 4．波长为600nm 的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm 的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全部级数为（B ） (A) 0、1±、2±、3±、4±； (B) 0、1±、3±；(C) 1±、3±； (D) 0、2±、4±。 5． 自然光以60°的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则（ B ） (A) 折射光为线偏振光，折射角为30°； (B) 折射光为部分偏振光，折射角为30°； (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。 二、填空题(每小题4分，共20分) 6．波长为λ的单色光垂直照射在空气劈尖上，劈尖的折射率为n ，劈尖角为θ，则第k 级明纹和第3k +级明纹的间距l = 32s i n λn θ 。 7．用550λ=nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为 1.1 μm 。 8．在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若1600nm λ=为入射光，中央明纹宽度为 3m m ；若以2400nm λ=为入射光，则中央明纹宽度为 2 mm 。 9．设白天人的眼瞳直径为3mm ，入射光波长为550nm ，窗纱上两根细丝之间的距离为3mm ，人眼睛可以距离 13.4 m 时，恰能分辨。 10.费马原理指出，光总是沿着光程为 极值 的路径传播的。 三、计算题(共60分) 11.（10分）在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求：(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长；(2)相邻两明条纹间的距离． 解：(1)由λk d D x = 明知，23 0.26002110 x nm λ= =??， 3 n e

波动光学大学物理标准答案

习题13 13.1选择题 （1）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． [答案：C] （2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移． (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A] （3）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 )． [答案：B] （4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ] (A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ． (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2． (D) nd ． (E) ( n -1 ) d ． [答案：A] （5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为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)]． [答案：D] 13.2 填空题 （1）如图所示，波长为λ的平行单色光斜入射到距离 为d 的双缝上，入射角为θ．在图中的屏中央O 处 (O S O S 21=)，两束相干光的相位差为 ________________． [答案：2sin /d πθλ] （2）在双缝干涉实验中，所用单色光波长为λ＝562.5 nm (1nm ＝10-9 m)，双缝与观察屏的距离D ＝1.2 m ，若测得屏上相邻明条纹间距为?x ＝1.5 mm ，则双缝的间距d ＝

大学物理光学练习题及答案

光学练习题 一、 选择题 11. 如图所示，用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1＜n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占 据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3 (B) 1 23n n -λ (C) λ2 (D) 1 22n n -λ 17. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小 (B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动 (D) 整个条纹向下移动 18. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大 (B) 整个干涉条纹将向上移动 (C) 条纹间距减小 (D) 整个干涉条纹将向 下移动 26. 如图(a)所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm(1nm = 10-9m)弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺陷是 [ ] (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm 43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 [ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大 (C) 光是有颜色的 (D) 光的波长比声波小得多 53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微 平移，则 [ ] (A) 衍射条纹移动，条纹宽度不变 (B) 衍射条纹移动，条纹宽度变动 (C) 衍射条纹中心不动，条纹变宽 (D) 衍射条纹不动，条纹宽度不变 K S 1 L L x a E f

大学物理期末考试题库

1某质点的运动学方程x=6+3t-5t 3 ，则该质点作 （ D ） （A ）匀加速直线运动，加速度为正值 （B ）匀加速直线运动，加速度为负值 （C ）变加速直线运动，加速度为正值 （D ）变加速直线运动，加速度为负值 2一作直线运动的物体，其速度x v 与时间t 的关系曲线如图示。设21t t →时间合力作功为 A 1，32t t →时间合力作功为A 2，43t t → 3 C ） （A ）01?A ，02?A ，03?A （B ）01?A ，02?A ， 03?A （C ）01=A ，02?A ，03?A （D ）01=A ，02?A ，03?A 3 关于静摩擦力作功，指出下述正确者（ C ） （A ）物体相互作用时，在任何情况下，每个静摩擦力都不作功。 （B ）受静摩擦力作用的物体必定静止。 （C ）彼此以静摩擦力作用的两个物体处于相对静止状态，所以两个静摩擦力作功之和等于 零。 4 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，经过时间T 转动一圈，那么在2T 的时间，其平均 速度的大小和平均速率分别为（B ） （A ） ， （B ） 0， （C ）0， 0 （D ） T R π2， 0 5、质点在恒力F 作用下由静止开始作直线运动。已知在时间1t ?，速率由0增加到υ；在2t ?， 由υ增加到υ2。设该力在1t ?，冲量大小为1I ，所作的功为1A ；在2t ?，冲量大小为2I ， 所作的功为2A ，则（ D ） A ．2121;I I A A <= B. 2121;I I A A >= C. 2121;I I A A => D. 2121;I I A A =< 6如图示两个质量分别为B A m m 和的物体A 和B 一起在水平面上沿x 轴正向作匀减速直线 运动，加速度大小为a ，A 与B 间的最大静摩擦系数为μ，则A 作用于B 的静摩擦力F 的 大小和方向分别为（D ） 轴正向相反与、轴正向相同 与、轴正向相同 与、轴正向相反 与、x a m D x a m x g m x g m B B B B ,,C ,B ,A μμT R π2T R π2T R π2t

(完整版)大学物理波动光学的题目库及答案

一、选择题：（每题3分） 1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若 A 、 B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］ 2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］ 3、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 +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径 传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 5、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相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ ］ 6、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1 ＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 . (C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． ［ ］ 7、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2. (C) 2n 2 e －λ ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 3λ n 3 n 3

大学物理上册期末考试题库

质 点 运 动 学 选择题 [ ]1、某质点作直线运动的运动学方程为x ＝6+3t -5t 3 (SI)，则点作 A 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． B 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． C 、变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． D 、变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． [ ]2、某物体的运动规律为2v dv k t dt =-，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是 A 、0221v kt v += B 、022 1v kt v +-= C 、02211v kt v +=, D 、02211v kt v +-= [ ]3、质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻 质点的速率) A 、dt dv B 、R v 2 C 、R v dt dv 2+ D 、 242)(R v dt dv + [ ]4、关于曲线运动叙述错误的是 A 、有圆周运动的加速度都指向圆心 B 、圆周运动的速率和角速度之间的关系是ωr v = C 、质点作曲线运动时，某点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向 D 、速度的方向一定与运动轨迹相切 [ ]5、以r 表示质点的位失， ?S 表示在?t 的时间内所通过的路程，质点在?t 时间内平均速度的大小为 A 、t S ??; B 、t r ?? C 、t r ?? ; D 、t r ?? 填空题 6、已知质点的运动方程为26(34)r t i t j =++ (SI)，则该质点的轨道方程 为 ；s t 4=时速度的大小 ；方向 。 7、在xy 平面内有一运动质点，其运动学方程为：j t i t r 5sin 105cos 10+=（SI ）， 则t 时刻其速度=v ；其切向加速度的大小t a ；该质 点运动的轨迹是 。 8、在x 轴上作变加速直线运动的质点,已知其初速度为v 0，初始位置为x 0加速度为a=C t 2 (其中C 为常量),则其速度与时间的关系v= ， 运动

西北工业大学大学物理作业答案6波动光学10

第六次作业 波动光学 一、选择题： 1.C ；2.A ；3.C ；4. BC ；5. A ；6. E ；7. C ；8. C ；9. A 。 二、填空题： 1. nr ， 光程。 2. )(12r r n - ， c r r n ν π )(212- 。 3. 频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两束光；将同一光源发出的光分为两束，使两束光在空间经不同路程再次相遇；分波阵面；分振幅。 4. 5 5.1 。 5. 暗， 明，2 2n λ ， sin θ 2θ 222n n λ λ 或 。 6. 光疏，光密，反射，或半波长2 λ ，π 。 7. 6，1 ，明。 8. 2， 4 1，?45。 9. 51370'， 90o ，1.32 。 10. 610371.1-?m 。 11. 910699-?.m 。 12. 寻常；非常；光轴；O 。 三、问答题 答：将待检光线垂直入射偏振片，并以入射光为轴旋转偏振片，透射光强若光强不变则为自然光，光强有强弱变化但最弱不为零则为部分偏振光，光强有强弱变化且最弱处光强为零则为完全偏光。 四、计算题 1. 解：方法一：设相邻两条明纹间距为l ，则 10 b l = ，且L d = ≈θθtan sin 对于空气劈尖，相邻两条明纹对应的厚度差为 2 λ =?e 而 10 22sin b d L e l = = = ?=λθ λ θ 所以，细丝直径 m b L d 6 3 9 2 10 91710 008010 863210002055----?=?????= = ....λ

方法二： 由明纹条件得 λ λ δk e =+ =2 2 22??? ? ? -=λλk e k θλλθ22??? ? ? -== k e l k k 22)10(10??? ? ? -+=+λλk e k θ λλθ 22)10(10 10??? ? ? -+== ++k e l k k d L L d l l b k k λλθ λ5/521010= == -=+ 所以，细丝直径 m b L d 6 3 9 2 10 91710 008010 863210002055----?=?????= = ....λ 2. 解：（1）光程差2 21λ δ+ =e n ； 明纹条件 ) ,3,2,1(2 22 21 ==+ =k k e n λ λ δ 将最高点h e =代入得: 352 1 5768646122 121..=+??= += λ h n k 即：最高点为不明不暗，边缘处为暗环。 共有k =1、2、3、4、5 的5条明纹（干涉图样为同心圆环） 对应于k 的油膜厚度e k 为： nm k k n e k )2 1(180)2 1(21 - ?=- = λ k =1， e 1 = 90nm ； k =2， e 2 = 270nm ； k =3， e 3 = 450nm ； k =4， e 4 = 630nm ； k =5， e 5 = 810nm 。 (2) h = 864nm ，k = 5.3为非整数，条纹介于明暗之间，非明非暗条纹； h = 810nm ，2 10 52880nm 25768106.122 21λ λλ δ===+ ??=+=e n ，k = 5，为明纹； h = 720nm ，2 9 54nm 59222 5767206122 21λ λλ δ===+??=+ =..e n ，k = 4，为暗纹； 故最高点条纹变化为： 明暗之间→明纹→暗纹

大学物理期末考试试卷(含答案)

《大学物理（下）》期末考试（A 卷） 一、选择题(共27分) 1. (本题3分) 距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ． (已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) ［ ］ 2. (本题3分) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2． (C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ． ［ ］ 3. (本题3分) 有一矩形线圈AOCD ，通以如图示方向的电流I ，将它置于均匀磁场B 中，B 的方向与x 轴正方向一致，线圈平面与x 轴之间的夹角为α，α < 90°．若AO 边在y 轴上，且线圈可绕y 轴自由转动，则线圈将 (A) 转动使α 角减小． (B) 转动使α角增大． (C) 不会发生转动． (D) 如何转动尚不能判定． ［ ］ 4. (本题3分) 如图所示，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使 ab 向右平移时，cd (A) 不动． (B) 转动． (C) 向左移动． (D) 向右移动．［ ］ 5. (本题3分) 如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动，直导线ab 中的电动势为 (A) Bl v ． (B) Bl v sin α． (C) Bl v cos α． (D) 0． ［ ］ 6. (本题3分) 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 c a b d N M B

大学物理光学练习题及答案

大学物理光学练习题及 答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

光学练习题 一、 选择题 11. 如图所示，用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1＜n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3 (B) 1 23n n -λ (C) λ2 (D) 1 22n n -λ 17. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1 的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一 片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片 的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小 (B) 条纹间距 增大 (C) 整个条纹向上移动 (D) 整个条纹向下移动 18. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的 云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变 化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大 (B) 整个干涉条纹将 向上移动 (C) 条纹间距减小 (D) 整个干涉条纹将向下移动 26. 如图(a)所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm(1nm = 10-9m)(b)所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺 陷是 [ ] (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm 43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 [ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大 (C) 光是有颜色的 (D) 光的波长比声波小得多 53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝K 沿垂直光的入射光(x )方向稍微平移，则 x a E

大学物理答案波动光学一

第十二章（一） 波动光学 一、选择题 1．C 2．A 3．C 4．E 5．D 6．D 7．B 8．B 二、填空题 1．1 mm 2．频率相同； 振动方向相同； 相位相等或相位差恒定； 相干光在相遇点的相位差等于π的偶数倍； 相干光在相遇点的相位差等于π的奇数倍。 3．向棱边移动； 向远离棱边移动； 向棱边移动且条纹间距减小，条纹变密。 4．71022.1-? m 5．λ d 2 6．6； 暗； a f λ3± 7．单缝处波前被分成的波带数越多，每个波带面积越小。 8．3 mm 三、计算题 1．解： 由 λλ k e n =+222 得 1 242-=k e n λ 由此可分别求得相应于k =1,2,3,4的波长为： 22401＝λnm ； 7.7462＝λnm ； 4483＝λnm ； 3204＝λnm 、 2λ3λ在可见光范围（400nm-760nm ）内，故波长为746.7nm 和448nm 的两种光在反射时加强。 2．解：（1）m 11.010 2105502102249 10=?????==?∴=--x x d kD x k λ （2）0)(12=-+-e ne r r ()m 10828.3158.1106.6)1(6612--?=-??=-=-n e r r 71055010828.39 612≈??=-= ∴--λr r k 3．解： 2)12(2220λ λ +=++k e e 由几何关系R r e 22 = 代入，得：R e k r )2(0-= λ 其中，k 为整数，且λ02e k >

4．解： ()212s i n λ θ＋k a ±= 2,1＝k 得 1 2100.3m 4.01020.112105.0212212sin 26 33+?=??+??=+≈+=---k k f x k a k a ?λm 令k =1 10001=λnm （红外光） 令k =2 6002=λnm （黄光） 令k =3 6.4283=λnm （紫光） 题给入射光是紫色平行光，所以观察到的波长为428.6nm 即为第三级明条纹。又因k =3，则 ()2 7212sin λλθ＝＋k a = 所以，对应于这个衍射方向，可以把单缝处的波前分为7个波带。