第11-2章 光的衍射作业答案
一.选择题
1. 在单缝衍射实验中,用单色平行光垂直入射后,在光屏上产生衍射条纹,对
于屏上的第二级明条纹中心,相应的单缝所能分成的半波带数目约为 ( C )
(A) 2 (B) 3 (C) 5 (D) 6
2.一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数 b+b’为下列情况 (b 代表每条缝的宽度) k = 2 、4 、6 等级次的主极大均不出现( A ) (A) b+b'=2b (B) b+b'=3b (C) b+b'=4b (D) b+b'=6b
3.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 上所在面积元发出的子波各自传到 P 点的( B )
(A)振动振幅之和; (B)振动的相干叠加; (C)振动振幅之和的平方 (D)光强之和。 4.关于光学仪器的分辨率,下列说法正确的是 ( C ) A.与入射光波长成正比,与透光孔径成正比; B.与入射光波长成反比,与透光孔径成反比; C.与入射光波长成反比,与透光孔径成正比; D.与入射光波长成正比,与透光孔径成反比。
5.某元素的特征光谱中,含有波长分别为?1?450nm和?2?750nm的光谱线,在光栅光谱中,这两种波长的光谱线有重叠现象,重叠处?1的谱线级数是( C ) (A)3 、6 、9 ( C)5 、10 、15
( B)2 、4 、6 (D)4 、8 、12
6. 在图示的夫琅和费单缝衍射装置中,将单缝宽度a稍微变窄,同时使会聚透镜L沿y轴正方向作微小位移,则屏幕C上的中央衍射条纹将 ( A )
(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
7. 用单色光垂直照射光栅,测得第一级主极大的衍射角为300,则在衍射角
11??????范围内能观察到的全部主极大的条纹数为 ( B ) 22(A) 2条 (B) 3条 (C) 4条 (D) 5条
二.填空题
1. 在复色光照射下的单缝衍射图样中,某一波长单色光的第2级明纹位置恰与波长=400nm的单色光的第3级明纹位置重合,这光波的波长__560nm__。 2. 波长为600nm的单色光垂直入射到光栅常数为×10-3mm的光栅上光栅的狭缝宽度b为狭缝间距b’的一半,则光谱上呈现主明纹的最大级别为 2 。全部级数为 0、±1、±2。
3.在单缝衍射中,沿第三级明纹的衍射方向狭缝可分为 7 个半波带,沿第二级暗纹的衍射方向狭缝可分为 4 个半波带 。
4.平行单色光垂直入射到平面衍射光栅上,若减小入射光的波长,则明条纹间距将变小_,若增大光栅常数,则衍射图样中明条纹的间距将 减小 。 5. 在单缝衍射实验中,缝宽a = ,透镜焦距f = ,入射光波长?= 500nm,则在距离中央亮纹中心位置2mm处是 暗纹 纹
6. 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为440 nm的第3级光谱线将与波长为 660nm 的第2级光谱线重叠.
7. 在某单色光形成的单缝夫琅和费衍射图样中,第三级明条纹的中心与红光
?0=700nm的第二级明条纹中心重合,此种单色光的波长为_500nm .
8. 为使望远镜能分辨角间距为3.00?10-7rad的两颗星,其物镜的直径至少应该大于。(光的波长应取550nm) 三.计算题
1.单缝夫琅禾费衍射装置中,若缝宽为,凸透镜焦距为,用和的平行光垂直照射到单缝上。求这两种光的第一级明纹中心的距离。
解:设两种单色光的第一级明纹的衍射角分别为
和
,当有,
,
因 很小有,
,代入上两式有,