《15章-2012光的衍射作业答案解析优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15章-2012光的衍射作业答案解析优秀PPT.ppt（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第十六章第十六章 光的衍射光的衍射(一一)选择题选择题1.1.依据惠更斯依据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为在某时刻的波阵面为S S，则，则S S的前方某点的前方某点P P的光强确定于波阵面的光强确定于波阵面S S上全部面积元发出上全部面积元发出的子波各自传到的子波各自传到P P点的点的()()A.A.振动振幅之和振动振幅之和 B.B.光强之和光强之和C.C.振动振幅和的平方振动振幅和的平方 D.D.振动的相干叠加振动的相干叠加A.3A.3个个;B.4;B.4个个;C.5;C.5个个;D.8;D.8个个2.2.在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为在单缝夫琅和费衍射
2、试验中，波长为 的平行的平行光垂直入射宽度光垂直入射宽度 的单缝，对应于衍射角的单缝，对应于衍射角3030的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为()()。3.3.在光栅夫琅和费衍射试验中，单色平行光由垂在光栅夫琅和费衍射试验中，单色平行光由垂直射向光栅变更为斜入射光栅，视察到的光谱线直射向光栅变更为斜入射光栅，视察到的光谱线()。A.A.最高级次变小最高级次变小,条数不变条数不变B.B.最高级次变大最高级次变大,条数不变条数不变C.C.最高级次变大最高级次变大,条数变多条数变多D.D.最高级次不变最高级次不变,条数不变条数不变A.1A.1：2 2 B.2
3、B.2：1 C.21 C.2：3 D.3:23 D.3:25.5.在一衍射光栅中，在一衍射光栅中，b=2ab=2a，则产生缺级现，则产生缺级现象的级数为象的级数为()()A.1,3,5A.1,3,5 B.2,4,6 B.2,4,6 C.3,6,9 C.3,6,9 D.4,8,12 D.4,8,124.4.包含波长为包含波长为 与与 的一束平行光垂直照射的一束平行光垂直照射在单缝上，在衍射条纹中在单缝上，在衍射条纹中 的第一级小恰与的第一级小恰与 1 1 的第一级大位置重合，则的第一级大位置重合，则a：b b=()=()7.7.在如图所示的夫琅和费衍射装置中，将单在如图所示的夫琅和费衍射装置中，
4、将单缝宽度缝宽度a a稍稍变窄，同时使会聚透镜稍稍变窄，同时使会聚透镜L L沿沿y y轴轴正方向作微小位移，则屏幕正方向作微小位移，则屏幕C C上的中心衍射上的中心衍射条纹将条纹将()()xaLCfyA.A.变宽，同时向上移动变宽，同时向上移动 B.B.变宽，同时向下移动变宽，同时向下移动 C.C.变宽，不移动变宽，不移动 D.D.变窄，同时向上移动变窄，同时向上移动6.6.测量单色光波长时，下列方法中最精确测量单色光波长时，下列方法中最精确的是（的是（）A.双缝干涉双缝干涉 B.劈尖干涉劈尖干涉 C.单缝衍射单缝衍射 D光栅衍射光栅衍射8.在单缝夫琅和费衍射装置中，当把单缝在单缝夫琅和费衍射
5、装置中，当把单缝略微上移时，衍射图样将（）略微上移时，衍射图样将（）A.向上平移向上平移 B.向下平移向下平移 C.不动不动 D.消逝消逝 9.X射线射到晶体上，对于间距为射线射到晶体上，对于间距为d的平行点的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为（阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为（）A.d/4 B.d/2 C.d D.2d10.全息照相是利用了（全息照相是利用了（）完成的。）完成的。A.透镜成像原理透镜成像原理 B.光的干涉和衍射原理光的干涉和衍射原理C.光的偏振原理光的偏振原理 D.晶体的二向色性晶体的二向色性(二二)填空题填空题2.2.在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增在单缝的夫
6、琅和费衍射中，若衍射角增大，则菲涅耳关波带的数目大，则菲涅耳关波带的数目_，半波，半波带的面积带的面积_，各级条纹的亮度随着级，各级条纹的亮度随着级数的增大而数的增大而_。1.1.在单缝夫琅和费衍射在单缝夫琅和费衍射 示意图中，所画出的各示意图中，所画出的各 条正入射光线间距相等条正入射光线间距相等 ，那么光线，那么光线1 1与与3 3在屏幕上在屏幕上P P点上相遇时的位点上相遇时的位相差为相差为_,P_,P点应为点应为_点。点。增多增多变小变小减弱减弱1 13 35 51 1 1 13 3 3 35 5 5 5P2p暗暗4.4.以每毫米有以每毫米有500500条刻痕的衍射光栅视察条刻痕的衍射
7、光栅视察波长为波长为4.8010-7m4.8010-7m的光波的衍射条纹，的光波的衍射条纹，则光栅的光栅常数为则光栅的光栅常数为_，当光线，当光线垂直入射时，最多可视察到垂直入射时，最多可视察到_条亮条亮纹。纹。3.3.有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽a a增增大，则条纹间隔大，则条纹间隔_。若波长。若波长增大，增大，则条纹间隔则条纹间隔_。当。当 时，在屏幕上时，在屏幕上仅能见到仅能见到_ _。210-6m9减小减小变大变大中心明纹中心明纹5.5.用每毫米有用每毫米有425425条刻痕的平面光栅视察条刻痕的平面光栅视察l=5.89*10-7ml=5.89*10
8、-7m的纳光谱，垂直入射时，能的纳光谱，垂直入射时，能看到的最高级次谱线是第看到的最高级次谱线是第_级，以级，以i=30oi=30o斜入射时，能看到的最高级次谱线是第斜入射时，能看到的最高级次谱线是第_级，原来的级，原来的0 0级谱线处现在是第级谱线处现在是第_级。级。三三五五二二7.一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长三级明纹位置恰好与波长6000的单色光垂的单色光垂直入射该缝时衍射的其次级明纹重合，则该直入射该缝时衍射的其次级明纹重合，则该单色光的波长为单色光的波长为 。42868.衍射光栅主极大公式衍射光栅主极大公式 ,在在k2的
9、方向上第一条缝与第六条缝对应点发的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差出的两条衍射光的光程差 。6.6.在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为 的单色光垂直入射在宽度的单色光垂直入射在宽度 的单缝上，的单缝上，对应于衍射角对应于衍射角 的方向上若单缝处波面恰的方向上若单缝处波面恰好可分成好可分成5 5个半波带，则衍射角个半波带，则衍射角=_=_。309.在单缝衍射中，衍射角在单缝衍射中，衍射角 越大（级数越大）越大（级数越大）的那些明条纹的亮度越的那些明条纹的亮度越暗暗 缘由是缘由是半波半波带的面积越来越小。带的面积越来越小。10.用波长为用波长为的
10、平行光垂直入射在一块光栅的平行光垂直入射在一块光栅上，其光栅常数上，其光栅常数d=3m,缝宽缝宽a=1m,则在单缝则在单缝衍射的中心明纹范围内共有衍射的中心明纹范围内共有条谱线。条谱线。11.用用=5900=5900的钠黄光垂直入射到每毫米的钠黄光垂直入射到每毫米有有500条刻痕的光栅上，最多能看到第条刻痕的光栅上，最多能看到第级级明条纹。明条纹。12.对应于单缝衍射第对应于单缝衍射第4级暗条纹，单缝处波级暗条纹，单缝处波面可分成面可分成个半波带。个半波带。538解：解：三三.计算题计算题(1)(1)、(3)k=1,3(3)k=1,3代入暗纹条件代入暗纹条件(2)k=1(2)k=1代入明纹条件
11、代入明纹条件2.2.以波长以波长400nm-760nm400nm-760nm的白光垂直照射在光的白光垂直照射在光栅上，在它的衍射光谱中，其次级和第三栅上，在它的衍射光谱中，其次级和第三级发生重叠，问其次级光谱被重叠的波长级发生重叠，问其次级光谱被重叠的波长范围是多少？范围是多少？解：解：K=3K=23.3.波长波长l=600nml=600nm的单色光垂直入射到一光栅上，测的单色光垂直入射到一光栅上，测得其次级主极大衍射角为得其次级主极大衍射角为30o30o，且第三级是缺级，且第三级是缺级.(1)(1)光栅常数光栅常数(a+b)(a+b)等于多少？等于多少？(2)(2)透光缝可能的最小宽度透光缝
12、可能的最小宽度a a等于多少？等于多少？(3)(3)在选定了上述在选定了上述(a+b)(a+b)和和a a之后，求在屏幕上可之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。能呈现的全部主极大的级次。故全部主极大的级次为：故全部主极大的级次为：0 0；11；2.2.4.4.一衍射光栅，每厘米有一衍射光栅，每厘米有200200条透光缝，每条透条透光缝，每条透光缝宽为光缝宽为a=210-3cma=210-3cm，在光栅后放一焦距，在光栅后放一焦距f=1mf=1m的凸透镜，现以的凸透镜，现以l=600nml=600nm的单色平行光垂直照射的单色平行光垂直照射光栅，求光栅，求:(1)(1)透光缝透光缝a a
13、的单缝衍射中心明纹宽度为多少？的单缝衍射中心明纹宽度为多少？(2)(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？实际看到主极大：实际看到主极大：0 0；11；22共共5 5个主极大个主极大.5令单色光垂直入射于宽度为令单色光垂直入射于宽度为a的单缝，观测其夫琅和的单缝，观测其夫琅和费衍射，现在缝宽的一半上覆盖移相膜，使经此膜的光费衍射，现在缝宽的一半上覆盖移相膜，使经此膜的光相位变更相位变更，但光能不损失。试在给定的图上大致画出衍，但光能不损失。试在给定的图上大致画出衍射光强射光强I分布曲线（其中分布曲线（其中为衍射角，为衍射角，为入射光波长）。为入射光波长）。I-
14、4/a -3/a -2 /a -/a /a 2 /a 3/a 4/a sin(2)2个个 半波带半波带(3)4个个 半波带半波带aa/2aa/2aa/2(4)6个个 半波带半波带aa/2(1)垂直垂直 入射入射6用波长用波长=500nm的单色平行光斜入射在光栅常数的单色平行光斜入射在光栅常数a+b=2.110-6m，缝宽，缝宽a=0.710-6m的光栅上，入射角的光栅上，入射角=300,试写出可能呈现试写出可能呈现的全部衍射明纹的级次。的全部衍射明纹的级次。所以，在所以，在k=3,6时缺级，能看到时缺级，能看到k=-2,-1,0,1,2,4,5级级7条明纹。条明纹。6用波长用波长=500nm的
15、单色平行光斜入射在光栅常数的单色平行光斜入射在光栅常数a+b=2.110-6m，缝宽，缝宽a=0.710-6m的光栅上，入射角的光栅上，入射角=300,试写出可能呈现试写出可能呈现的全部衍射明纹的级次。的全部衍射明纹的级次。所以，在所以，在k=-3,-6时缺级，能看到时缺级，能看到k=2,1,0,-1,-2,-4,-5级级7条明纹。条明纹。l ld sinj j光栅光栅观察屏观察屏LoP fj jdsin去年去年5用波长用波长=0.59m的平行光照射一块具有的平行光照射一块具有500条条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度 a=110-3mm，试问：，试问：（1）平行光垂直入射时，最多能视察到第几级谱线？实）平行光垂直入射时，最多能视察到第几级谱线？实际能视察到几条谱线？（际能视察到几条谱线？（2）平行光与光栅法线呈夹角）平行光与光栅法线呈夹角=300时入射，如图所示，最多能视察到第几级谱线？时入射，如图所示，最多能视察到第几级谱线？题题6图图解：解：(1).光栅常数：光栅常数：由光栅方程：由光栅方程：得：得：由缺级条件由缺级条件:得得:所以，能视察到所以，能视察到5条谱线：条谱线：（2）.斜入射光栅方程：斜入射光栅方程：得得所以，最多能视察到第所以，最多能视察到第5级谱线级谱线