大学物理练习题十五.ppt
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1、 1 1一束波长为一束波长为 的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝ABAB上,装置上,装置 如图,在屏幕如图,在屏幕DD上形成衍射图样,如果上形成衍射图样,如果 P P是中央亮纹一侧第是中央亮纹一侧第 一个暗纹所在的位置,则一个暗纹所在的位置,则 的长度为的长度为 (A) (B) /2 (A) (B) /2 (C) 3 /2 (D) 2 (C) 3 /2 (D) 2 因为P点对应第1级暗纹中心位置, 所以最大光程差满足暗纹公式 : : (k=1) 2 2单缝夫琅和费衍射实验中,波长为单缝夫琅和费衍射实验中,波长为 的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在 宽度为宽度为a=4 a
2、=4 的单缝上,对应于衍射角为的单缝上,对应于衍射角为3030 0 0 的方向,单缝处波的方向,单缝处波 阵面可分成的半波带数目为阵面可分成的半波带数目为 衍射角 (A) 2个 (B) 4个 (C) 6个 (D) 8个 缝缝宽宽a=4 a=4 ,衍射角为,衍射角为3030 0 0 衍射角 已知:已知: 最大光程差最大光程差 因此,单缝处波阵面可分成因此,单缝处波阵面可分成4 4个个半波带半波带 3 3根据惠更斯根据惠更斯菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理,若已知光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的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面S S上所有
3、面积元发上所有面积元发 出的子波各自传到出的子波各自传到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)振动振幅之和的平方。振动振幅之和的平方。 (D D)振动的相干叠加。)振动的相干叠加。 惠更斯菲涅耳原理的核心是波阵面上各面元发出的子波 在P点振动的相干叠加。 4 4在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角 范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度a a变为原来的变为原来的3/23/2,同时使入射的单色光,同时使入射的单色光 的波长的波长 变为原来的变为原来的3/4
4、3/4,则屏幕,则屏幕C C上单缝衍射条纹中央明纹的宽上单缝衍射条纹中央明纹的宽 度度 将变为原来的将变为原来的 (A) 3/4 (A) 3/4倍。倍。 (B) 2/3(B) 2/3倍。倍。 (C) 9/8(C) 9/8倍。倍。 (D) 1/2(D) 1/2倍。倍。 (E E)2 2倍。倍。 根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式 变化前变化前中央明纹宽度中央明纹宽度 变化后变化后中央明纹宽度中央明纹宽度 为中央明纹宽度为中央明纹宽度 所以所以 而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置 【推导推导】中央明纹宽度是上下中央明纹宽度是上下第一级暗纹第一级暗纹中心之
5、间的距离,如图中心之间的距离,如图 5 5在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度a a稍稍变稍稍变 宽,宽, 同时使单缝沿同时使单缝沿y y轴正方向作微小位移,轴正方向作微小位移, 则屏幕则屏幕C C上的中央上的中央 衍射条纹将衍射条纹将 (A) (A) 变窄,同时向上移;变窄,同时向上移; (B) (B) 变窄,同时向下移;变窄,同时向下移; (C) (C) 变窄,不移动;变窄,不移动; (D) (D) 变宽,同时向上移;变宽,同时向上移; (E) (E) 变宽,不移动变宽,不移动. . 单缝上移,零级明纹仍在透镜光轴上. 由中央明纹宽度
6、公式由中央明纹宽度公式 可知,可知,a a增大时中央条纹增大时中央条纹变窄变窄; 中央亮纹对应中央亮纹对应衍射角为零衍射角为零的平行光,而它们均会聚于光轴与的平行光,而它们均会聚于光轴与 屏的交点处。故单缝上移时屏的交点处。故单缝上移时中央条纹不移动。中央条纹不移动。 6 6某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为 1 1 =450nm =450nm 和和 2 2 =750nm=750nm(1nm=101nm=10-9 -9m m)的光谱线。在光栅光谱中,这)的光谱线。在光栅光谱中,这 两种波长的谱线有重叠现象,重叠处两种波长的谱线有重叠现象,重叠处 2 2 的谱线的级
7、数将 的谱线的级数将 是是 (A) 2,3,4,5 (A) 2,3,4,5 (B) 2,5,8,11 (B) 2,5,8,11 (C) 2,4,6,8 (C) 2,4,6,8 (D) 3,6,9,12 (D) 3,6,9,12 谱线有重叠说明两种波长的谱线在重叠处对应相同的衍射角 因为因为与与均为整数,所以均为整数,所以必须是必须是3 3的倍数。的倍数。 7 7设星光的有效波长为设星光的有效波长为5500 5500 ,用一台物镜直径为,用一台物镜直径为1.20m1.20m 的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔 是是 (A) (B) (A) (
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- 大学物理 练习题 十五
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