物之理-大学物理学(Ⅰ)第八章测试_智慧树知到答案2021年

第八章 波动光学基础：第 八 章：波动光学基础光学是物理学的一个重要组成部分。人类对光的研究至少已有两千多年的历史，其中研究最早的是几何光学，它以光的直线传播性质和折射、反射定律为基础，研究光在透明介质中的传播规律。17世纪和18世纪是光学发展史上的一个重要时期，在这段时间内，科学家们不仅开始从实验上对光进行研究，而且也着手进行已有的光学知识的系统化、理论化。到19世纪中期，麦克斯韦奠定了光波的电磁理论基础。20世纪初，人们对光的本性认识又向前迈进了一大步，最终承认了光具有波粒二象性。本章介绍波动光学的基本内容，根据光的波动性研究光的传播规律，主要内容有：光的干涉、衍射及其应用，光的偏振现象等。8.1光学简史:17世纪以前，对光的研究主要集中在光的传播以及光与物质的相互作用方面，主要是指的几何光学。对于光究竟是什么，直到17世纪才形成两种不同的观点：微粒说和波动说。从这个时期开始，光学才作为一门科学被学界承认。到19世纪中期，麦克斯韦确立了光波的电磁理论，20世纪以后，光的波粒二象性逐渐被人们所接受。至此人们得出了结论：光既是波又是粒子，在不同场合表现出不同的属性。
8.2光的相干性:干涉现象是波动过程的基本特征之一。由频率相同、振动方向相同、相位差保持恒定的两个波源所发出的的波是相干波，在两相干波相遇的区域内，有些点的振动始终加强，有些点的振动始终减弱或完全抵消，即产生干涉现象。但是普通光源不能产生相干现象，从普通光源获得相干光的方法一种是分波阵面法，另一种是分振幅法。
8.3杨氏双缝干涉:杨氏双缝干涉实验时最早利用单一光源形成两束相干光，从而获得干涉现象的典型试验。杨氏双缝干涉可以得到条纹间距相等、强度相等的明暗相间的干涉条纹。
8.4薄膜干涉:薄膜干涉是常见的光的干涉现象，具有丰富多彩的内容。油膜、肥皂膜等干涉现象，都属于薄膜干涉，类似的现象出现在照相机镜头、眼镜镜片的镀膜层上，劈尖和牛顿环等装置呈现的也是薄膜干涉条纹。利用薄膜干涉不仅可以测定波长和镀膜的厚度，而且还可以提高或降低光学器件的透射率。迈克尔孙精心设计的干涉仪证明了以太的不存在，否定了绝对参考系的存在，为相对论的产生提供了有力的支撑。
8.5单缝衍射:光作为一种电磁波，在传播中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，它就不在遵循直线传播的规律，而会传到障碍物的阴影区域并形成明暗变化的衍射条纹。菲涅尔对于衍射的研究做出了巨大的贡献，他在惠更斯的基础上，建立了惠更斯菲涅尔原理。
8.6光栅衍射:在单缝衍射中，若缝较宽，明纹亮度虽较强，但是相邻明条纹的间隔很窄而不易分辨；若缝很窄，间隔虽可加宽，但明文亮度却显著减小。这两种情况下很难精确地测定条纹宽度，所以用单缝衍射并不能精确地测定光波波长。我们可以用衍射光栅得到既亮又窄的条纹，进而精确地进行光波波长的测定。
8.7光的偏振:光的干涉和衍射并没有告诉我们光波是横波还是纵波。从17世纪末到19世纪初，在这漫长的一百多年间，相信波动说的人们都将光波与声波相比较，无形中把光视为纵波。相信光是横波是杨于1817年提出的。菲涅尔也独立的领悟到了这一思想，并运用横波理论解释了偏振光的干涉，光的偏振现象有力地证明了光是横波的论断。
8.8本章小结:本章小结

[单选题]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，则此路径的AB的光程为（）λ
3
1.5


1.5/n

1.5n
答案：1.5
[单选题]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
传播的路程不相等，走过的光程相等

传播的路程相等，走过的光程不相等
传播是路程相等，走过的光程相等

传播的路程不相等，走过的光程不相等[单选题]在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2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向下移动到图中S‘位置，则
中央明条纹向下移动，且条纹间距不变
中央明条纹向下移动，且条纹间距增大
中央明条纹向上移动，且条纹间距增大
中央明条纹向上移动，且条纹间距不变[单选题]如图所示，折射率为n2，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n1和n3，且n1小于n2，n2大于n3，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的光程差是



[单选题]如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，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L变小，则在L范围内干涉条纹的
数目减少，间距不变
数目不变，间距变小
数目增加，间距变小
数目减少，间距变大[单选题]单缝夫琅禾费衍射实验中,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,单缝处波阵面可划分的半波带数目为（）个
2

5
4
3[单选题]波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ=±π/6，则缝宽的大小为（）λ。
2
1
0.5
3[单选题]波长为550nm的单色光垂直入射到光栅常数d=1.0×10-4cm的光栅上,可观察到的光谱线的最大级次为
2
1
4
3[单选题]如图示，一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角iO，则在界面2的反射光
是自然光

是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面
是部分偏振光

是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面
[单选题]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45°。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
3/8I0
1/8I0
1/16I0
1/4I0