内容发布更新时间 : 2024/12/22 15:56:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
19 (15分)图1所示为两个球面波干涉的等强度面分布示意图，其中s1和s2是两个相距距离为l的相干点
光源，?1,?2,?3是放置在干涉场中不同位置的观察屏，各观察屏到光源的距离远大于两光源之间的间隔l。
（1） （2）
画出三个观察屏上干涉条纹的分布示意图。
若其它条件不变，仅使两个点光源之间的距离l减小，屏上
的干涉条纹将出现什么变化？若其它条件不变，y0增大时，?1屏上的干涉条纹将出现什么变化；x0增大时，?3屏上的干涉条纹将出现什么变化？
20 在杨氏双缝干涉实验中，影响条纹对比度V的因素有哪些？各因素是如何影响的？
答：影响条纹对比度V的因素有：光源S的横向宽度（或双缝间的距离）、光源的光谱范围（或从双缝到
观察屏的光程差）。
光源的横向宽度越大，整个观察屏条纹对比度越低; 光源光谱范围越大，条纹的对比度越低，离零级条纹越远处对比度降低越明显。
21 比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。
答： 相同点：都可使用扩展光源，条纹定域于聚集透镜焦平面，条纹形状相同，确定明纹和暗纹位置的条
件相同。
不同点：平行平板产生的双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的条件不同，当平行板两界面的反射
率低时，产生的双光束等倾干涉花样；当平行板两界面的反射率高时，产生的多光束等倾干涉花样。双光束干涉条纹光强随相位差变化缓慢; 多光束干涉条纹光强随相位差变化急剧，在反射率很大时，条纹细锐清晰。
22 比较牛顿环与等倾干涉花样
答：相同点：条纹都为内疏外密的亮暗相间的同心圆环。 相异点：对于等倾干涉花样， 高级次条纹在内
薄膜变厚时，条纹向外“冒”，各处的条纹间距变小，视场中条纹数增加。 白光照射时，条纹为彩环，内红外紫。 对于牛顿环， 高级次条纹在外
空气层厚度变化时，条纹向中心“陷”，各处的条纹间距不变，视场中条纹数不变。 白光照射时，条纹为彩环，内紫外红。
23 例举出能揭示光的时间周期性和空间同期性的现象。
答：频率相近的两光在空间某点叠加产生的拍频反映出光的时间周期性。频率相同的两光在空间域内叠加
产生的干涉条纹反映出光的空间周期性。
24 平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，原来亮条纹处的光强有何变化？为什么？
解：（1）平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，光强会变小。
（2）由于单缝的光强分布为：I(p)?Io(sin??)2
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双缝的光强分布为：I(p)?4I0(sin??)2cos2?2,
2双缝衍射的亮条纹处，两单缝衍射的光场呈相长干涉，cos?2?1,即
双缝亮条纹光场强度
I(p)?4I0(sin??)2 为单缝光场强度的4倍，所以平行光的双缝衍射实验中，
若挡住一缝，原来亮条纹处的光强会变小。
25 把单色光源换成非单色光源，杨氏干涉条纹有何变化？
26 一束波长为λ＝500nm的平行光束在空气中传播，若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片
厚度d=0.01mm，折射率n=1.5。试问：插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少？
27 在与一平行光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度d=0.01mm，折射率n=1.5，若光的波长λ
＝500nm，求插入薄片后引起的光程和相位变化。（6分）
28 用单色光做杨氏干涉实验时，如果把两个等宽狭缝中的一个加宽一倍，干涉图样会发生什么变化？给
出此时的相干度。（6分）
29 简述光波的相干条件。
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第四章
一. 选择题
多光束干涉
1 对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度( )。 C 。
????和 B．分别为和 2442??C．都等于 D．都等于.
42A．分别为
2 F-P腔两平行腔面间的距离增加时，其( )。 A 。
A．分辨能力增强 B．分辨能力降低 C．自由光谱范围??增大 D．最小可分辨波长差??增大
3 在F-P腔腔面无吸收的情况下，当反射率R增加时，其干涉图样中亮线的亮度( )。 C 。
A．增加 B．减弱 C．不变 D．趋于无穷大
4 F-P腔两内腔面距离h增加时，其自由光谱范围?? C 。
A．恒定不变 B．增加 C．下降 D．=0
5 F-P腔两平行腔面间的距离增加时，其 A 。
A．分辨能力增强 B．分辨能力降低 C．自由光谱范围??增大 D．最小可分辨波长差??增大
6 在F-P腔腔面无吸收的情况下，当反射率R增加时，其干涉图样中亮线的亮度 C 。
A．增加 B．减弱 C．不变 D．趋于无穷大
7 F-P腔反射率R增加时，其分辨能力 D 。
A．下降 B．恒定不变 C．趋于零 D．增加
8 决定平行平板干涉属双光束干涉还是多光束干涉的关键因素是平板的 C 。
A．平行度 B．厚度 C．反射率 D．折射率 二. 名词解释
1 标准具的自由光谱范围：标准具能分辨的最大波长差，用????S.R表示。 2 条纹位相差半宽度：条纹中强度等于峰值一半的两点间的相位差距离。(??)
3 条纹精细度：相邻的两个条纹间的相位差距离2?与条纹位相差半宽度??之比，记作s，
s?
2??F??????21??。
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三. 简答题
1 比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。
答：相同点：条纹的形状、条纹间隔、条纹光暗位置一样，条纹对比度都可以比较高。（3分）
相异点：条纹的锐度不一样，多光束干涉条纹细亮。（3分）
2 写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I(t)的最大，
最小值分别是多少？(5分)
解：⑴光强分布： I(t)1I(0)?1?Fsin2? （1分)
2⑵各项含义：F?4R)(1?R2) R –反射率 I(0–入射光光强强 (1分)， δ–相邻两透射光位相差(1分) ⑶I(t)?1max1?0I(0)?I(0) 当sin?2?0 有最大值(1分) I(t)min?11?FI(0) 当sin?2?1 有最小值(1分)
I(t)–透射光相干后在干涉仪处的光
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第五章
一. 填空
光的衍射
1 不透明屏上圆孔的直径为1cm，受波长为600nm的平行光垂直照明，则夫琅禾费衍射区起点到圆孔距
离的估计值为（ 41.67m ）。
2 一台显微镜数值孔径NA=0.9, 对于550nm波长的光，它的最小分辨距离为（ 3.37?10）mm。
?4?若采用油浸物镜使NA=1.5，采用紫色滤光片使波长减小为430nm，最小分辨距离为（ 1.75mm。
1?40 ）
3 光的衍射现象是光遇到障碍物时，偏离直线传播，进入障碍物的几何阴影，并在观察屏上出现明暗相
间的衍射条纹 ；此现象出现的条件是 障碍物的大小与光波波长可比拟 ；日常生活中常见声波的衍射，而少见光的衍射，其原因是 （1）声波的波长与日常生活中所遇的障碍物大小差不多，而光波的波长要比障碍物小得多；（2）衍射现象在波的波长与障碍物的线度差不多时更明显 ；
4 在讨论光的衍射时，常根据光源和考察点到障碍物的距离，把衍射现象分为两类，第一类是 衍射屏到光源和到观察屏距离中有一个是有限的 称为近场衍射，也称菲涅耳衍射，第二类是衍射屏到光源和到观察屏距离都是无限的称为为远场衍射，也称夫琅禾费衍射。
5 在单缝夫琅和费衍射的观测中：①令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动，屏上的衍射图样
改变(填“是”或“否”)；②令光源垂直透镜的光轴上、下移动时，屏上的衍射图样 改变(填“是”或“否”)。
6 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即
缺级），那么此光栅每个透光缝宽度 a 和相邻两缝间不透光部分宽度 b 的关系为_________。
7 波长为 ? = 600nm 的单色光垂直入射于光栅常数 d = 1.8×10-4 cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的
光谱线的最大级次为_________。
8 对于观察屏轴上P0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带不通光，则P0点的光强
约为光阑不存在时的_________倍。
9 光栅方程的普遍形式为________________。
10 汽车两前灯相距1.2m，设灯光波长为 ? = 600nm，人眼瞳孔直径为D = 5mm。试问：对迎面而来的汽
车，离多远能分辨出两盏亮灯？
11 光栅是一种分光元件，在复色光照射下，光栅产生的衍射光波按 在空间展开成光谱。评价一维振幅光栅分光性能的主要指标是： 、 、 。当光栅缝数N和干涉级 m越大，分辨本领越 。按照光栅方程，正入射照明条件的最大干涉级为 。
二. 选择题
?aL1 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍变宽，
同时使单缝沿 y轴正方向作微小位移，则屏幕C上的中央衍射条纹将 (C) 。
(A) 变窄，同时向上移 (B) 变窄，同时向下移
yf(C) 变窄，不移动 (D) 变宽，同时向上移
2 地球与月球相距3.8×105 km，用口径为1m 的天文望远镜（取光
波长? = 550 nm）能分辨月球表面两点的最小距离约为 （C） 。
（A）96 m （B）128 m （C）255 m （D）510 m
3 一个波带片的孔径内有10个半波带，让其中的5个奇数带通光， 5个偶数带被挡住，则中心轴上相
应衍射场点的光强为自由传播时此处光强的 （D） 倍。 （A）5 （B）10 （C）20 （D）100
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