1、18-22 光學(xué)、量子物理習(xí)題課光學(xué)、量子物理習(xí)題課光源和光譜光源和光譜原子的發(fā)光模型原子的發(fā)光模型原子光波列原子光波列普通光源發(fā)光特點(diǎn)普通光源發(fā)光特點(diǎn)光波列的頻譜寬度光波列的頻譜寬度第第1818章主要內(nèi)容章主要內(nèi)容 相關(guān)疊加相關(guān)疊加干涉相長(zhǎng)明干涉相長(zhǎng)明kk或或 ,2干涉相消暗干涉相消暗2) 12( ,) 12(kk或或平行等間距的明暗相間直條紋平行等間距的明暗相間直條紋 雙縫型干涉雙縫型干涉Lxddrrsin122有些情況要思有些情況要思索半波損失？索半波損失？暗紋暗紋明紋明紋, 3 , 2 , 1212, 2 , 1 , 011221122kkrnrnkkrnrn光程差：光程差：1122r

2、nrn 薄膜干涉薄膜干涉等傾干涉條紋等傾干涉條紋等厚干涉條紋等厚干涉條紋劈尖干涉劈尖干涉牛頓環(huán)牛頓環(huán)內(nèi)疏外密的圓條紋內(nèi)疏外密的圓條紋內(nèi)疏外密的圓條紋內(nèi)疏外密的圓條紋平行于劈尖的等間距直條紋平行于劈尖的等間距直條紋中央級(jí)次高，邊緣級(jí)次中央級(jí)次高，邊緣級(jí)次半徑越大，級(jí)次越高半徑越大，級(jí)次越高干涉條件干涉條件+幾何構(gòu)造決議干涉條紋外形。幾何構(gòu)造決議干涉條紋外形。2sin22cos2221222inndrdn?21222kknd 邁克爾遜干涉儀邁克爾遜干涉儀 相關(guān)長(zhǎng)度相關(guān)長(zhǎng)度1. 構(gòu)造構(gòu)造2. 原理原理補(bǔ)償板補(bǔ)償板半透半反膜半透半反膜 單縫的夫瑯和費(fèi)衍射單縫的夫瑯和費(fèi)衍射菲涅耳半波帶法菲涅耳半波帶法a

3、sinq = kl暗紋：暗紋：中央明紋主極大中央明紋主極大角寬度角寬度a2210 光柵光柵 多縫干涉多縫干涉kdsin主極大主極大( k=0,1,2,)光柵暗紋光柵暗紋極?。簶O?。簃= 1 ,2 , m kNNmdsin兩相鄰的主極大之間有兩相鄰的主極大之間有(N-1)條暗紋，有條暗紋，有(N-2)條次極大。條次極大。第第1919章主要內(nèi)容章主要內(nèi)容2NI 衍射對(duì)雙縫、多縫干涉的影響衍射對(duì)雙縫、多縫干涉的影響多縫衍射多縫衍射衍射因子衍射因子干涉因子干涉因子主極大缺級(jí)景象主極大缺級(jí)景象縫寬縫寬 a縫間距縫間距 d主極大位置分布主極大位置分布主極大光強(qiáng)分布的包絡(luò)線主極大光強(qiáng)分布的包絡(luò)線光柵的分辨身

4、手光柵的分辨身手kNRasinq = klmdsinmkad缺級(jí)缺級(jí) 圓孔衍射圓孔衍射22. 1sin1d光學(xué)儀器最小分辨角光學(xué)儀器最小分辨角d22. 11光學(xué)儀器分辨身手光學(xué)儀器分辨身手22. 111d布喇格方程：布喇格方程：kdsin2, 3 , 2 , 1k X射線的衍射射線的衍射第第2020章主要內(nèi)容章主要內(nèi)容五種偏振態(tài)五種偏振態(tài)線偏振光線偏振光橢圓偏振光橢圓偏振光自然光自然光部分偏振光部分偏振光圓偏振光圓偏振光偏振光偏振光 偏振片偏振片 馬呂斯定律馬呂斯定律20cosII 由反射和折射獲得偏振光由反射和折射獲得偏振光12arctannnib布儒斯特定律布儒斯特定律90bi當(dāng)自然光以布

5、儒斯特角當(dāng)自然光以布儒斯特角 ib 入射到兩不同介質(zhì)的分界入射到兩不同介質(zhì)的分界面時(shí)，其反射光為線偏振光，光振動(dòng)垂直于入射面面時(shí)，其反射光為線偏振光，光振動(dòng)垂直于入射面, 折射光仍為部分偏振光折射光仍為部分偏振光.黑體輻射的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)定律黑體輻射的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)定律4000),()(TdTMTMbTm普朗克的能量子假說(shuō)普朗克的能量子假說(shuō)12),(220kThehcTM 熱輻射熱輻射 基爾霍夫定律基爾霍夫定律第第2121章主要內(nèi)容章主要內(nèi)容光電效應(yīng)光電效應(yīng)AeUAmvha221光的波粒二象性光的波粒二象性康普頓散射康普頓散射2200mchcmhvmnhnh002sin2 )cos1 (2c00cmhhA

6、0hhcmmcE0202k反沖電子的動(dòng)能反沖電子的動(dòng)能 氫原子光譜氫原子光譜 Bohr實(shí)際實(shí)際 122202rnmehnrn221eV6 .13nnEEn)11(8223204nmhmehEEmn巴爾末系巴爾末系: m = 2 ， 可見光可見光德布羅意物質(zhì)波假設(shè)德布羅意物質(zhì)波假設(shè)ph物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第第2222章主要內(nèi)容章主要內(nèi)容戴維遜戴維遜革末實(shí)驗(yàn)革末實(shí)驗(yàn)波函數(shù)及統(tǒng)計(jì)解釋波函數(shù)及統(tǒng)計(jì)解釋trtrtrtr,*2粒子的幾率密度、幾率、粒子數(shù)：粒子的幾率密度、幾率、粒子數(shù)：VtrVtrd,d),(2VtrNNd,d2波函數(shù)應(yīng)滿足的條件：波函數(shù)應(yīng)滿足的條件： 單值、有限、延續(xù)、歸一化

7、單值、有限、延續(xù)、歸一化不確定度關(guān)系不確定度關(guān)系 hpxxhtE薛定諤方程薛定諤方程),(2 22trUmH),(),(trHtrti定態(tài)薛定諤方程定態(tài)薛定諤方程 )()(rErHEtiertTrtr)()()(),( 薛定諤方程的運(yùn)用薛定諤方程的運(yùn)用一維無(wú)限深勢(shì)阱中的粒子一維無(wú)限深勢(shì)阱中的粒子定態(tài)波函數(shù)為定態(tài)波函數(shù)為: :xLnLxsin2)(12EnEn2218mLhE 2nnL一維散射問(wèn)題一維散射問(wèn)題隧道效應(yīng)隧道效應(yīng) 氫原子量子實(shí)際氫原子量子實(shí)際氫原子中的電子運(yùn)動(dòng)形狀由四個(gè)量子數(shù)決議：氫原子中的電子運(yùn)動(dòng)形狀由四個(gè)量子數(shù)決議：主量子數(shù)主量子數(shù)n： n=1, 2, 3,軌道角量子數(shù)軌道角量子

8、數(shù)l：l = 0, 1, 2, (n-1)軌道磁量子數(shù)軌道磁量子數(shù)ml：ml=0, 1, 2, , l 自旋磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù)ms：ms=1/2n, l, ml , ms 塞曼塞曼Zeeman效應(yīng)證明軌道角動(dòng)量的空間量子化效應(yīng)證明軌道角動(dòng)量的空間量子化eV6 .1312nEn) 1( llLlzmL szmS 電子的自旋電子的自旋23) 1(ssS自旋角動(dòng)量自旋角動(dòng)量21s自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)21smsszmS (ms 稱為自旋磁量子數(shù)稱為自旋磁量子數(shù))斯特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)斯特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)1、單色平行光垂直照射在薄膜上，經(jīng)上下兩外表反、單色平行光垂直照射在薄膜上，經(jīng)上下兩外表反射的兩束光發(fā)生干涉

9、，如下圖，假設(shè)薄膜的厚度為射的兩束光發(fā)生干涉，如下圖，假設(shè)薄膜的厚度為e，且且n1n2n3，l1為入射光在為入射光在n1中的波長(zhǎng)，那么兩束中的波長(zhǎng)，那么兩束反射光的光程差為：反射光的光程差為： (A) 2n2e (B) 2n2 e l1 / (2n1) (C) 2n2e n1l1 / 2 (D) 2n2 e n2l1 / 2n1n2n3入射光反射光1反射光2eC2、如圖，、如圖，S1、S2是兩個(gè)相關(guān)光源，它們到是兩個(gè)相關(guān)光源，它們到P點(diǎn)的間點(diǎn)的間隔分別為隔分別為r1和和r2途徑途徑S1P垂直穿過(guò)一塊厚度為垂直穿過(guò)一塊厚度為t1，折射率為折射率為n1的介質(zhì)板，途徑的介質(zhì)板，途徑S2P垂直穿過(guò)厚度

10、為垂直穿過(guò)厚度為t2，折射率為折射率為n2的另一介質(zhì)板，其他部分可看作真空，的另一介質(zhì)板，其他部分可看作真空，這兩條途徑的光程差等于這兩條途徑的光程差等于 PS1S2 r1 n1 n2 t2 r2 t1 (A) )()(111222tnrtnr(B) ) 1() 1(211222tnrtnr (C) )()(111222tnrtnr(D) 1122tntn B8、在邁克耳孫干涉儀的一支光路中，放入一片折射、在邁克耳孫干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為率為n的透明介質(zhì)薄膜后，測(cè)出兩束光的光程差的的透明介質(zhì)薄膜后，測(cè)出兩束光的光程差的改動(dòng)量為一個(gè)波長(zhǎng)改動(dòng)量為一個(gè)波長(zhǎng)l，那么薄膜的厚度是，那么薄膜

11、的厚度是 (A) l / 2 (B) l / (2n) (C) l / n (D) l / 2( n-1) D dn) 1(214、假設(shè)在邁克耳孫干涉儀的可動(dòng)反射鏡、假設(shè)在邁克耳孫干涉儀的可動(dòng)反射鏡M挪動(dòng)挪動(dòng)0.620 mm過(guò)程中，察看到干涉條紋挪動(dòng)了過(guò)程中，察看到干涉條紋挪動(dòng)了2300條，條，那么所用光波的波長(zhǎng)為那么所用光波的波長(zhǎng)為_nm(1 nm=10-9 m) 539.1 Nd 226、在如下圖的瑞利干涉儀中，、在如下圖的瑞利干涉儀中，T1、T2是兩個(gè)長(zhǎng)度都是兩個(gè)長(zhǎng)度都是是l的氣室，波長(zhǎng)為的氣室，波長(zhǎng)為l的單色光的縫光源的單色光的縫光源S放在透鏡放在透鏡L1的的前焦面上，在雙縫前焦面上，

12、在雙縫S1和和S2處構(gòu)成兩個(gè)同相位的相關(guān)光處構(gòu)成兩個(gè)同相位的相關(guān)光源，用目鏡源，用目鏡E察看透鏡察看透鏡L2焦平面焦平面C上的干涉條紋當(dāng)兩上的干涉條紋當(dāng)兩氣室均為真空時(shí)，察看到一組干涉條紋在向氣室氣室均為真空時(shí)，察看到一組干涉條紋在向氣室T2中充入一定量的某種氣體的過(guò)程中，察看到干涉條紋中充入一定量的某種氣體的過(guò)程中，察看到干涉條紋挪動(dòng)了挪動(dòng)了M條試求出該氣體的折射率條試求出該氣體的折射率n (用知量用知量M，l和和l表示出來(lái)表示出來(lái))EOCL2L1T1T2 lS1S2SMln) 1(3、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫的寬度原來(lái)是相等、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫的寬度原來(lái)是相等的假設(shè)其中一縫的寬度略變

13、窄的假設(shè)其中一縫的寬度略變窄(縫中心位置不變縫中心位置不變)，那么那么 (A) 干涉條紋的間距變寬干涉條紋的間距變寬 (B) 干涉條紋的間距變窄干涉條紋的間距變窄 (C) 干涉條紋的間距不變，但原極小處的強(qiáng)度不干涉條紋的間距不變，但原極小處的強(qiáng)度不再為零再為零 (D) 不再發(fā)生干涉景象不再發(fā)生干涉景象 C9、在如下圖的單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)將、在如下圖的單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)將單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移，那么屏幕上的衍單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移，那么屏幕上的衍射條紋射條紋 (A) 間距變大間距變大 (B) 間距變小間距變小 (C) 不發(fā)生變化不發(fā)生變化 (D) 間距不變，但明暗

14、條紋的位置交替變化間距不變，但明暗條紋的位置交替變化 屏幕 f L 單縫 C11、在雙縫衍射實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)堅(jiān)持雙縫、在雙縫衍射實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)堅(jiān)持雙縫S1和和S2的中心的中心之間的間隔之間的間隔d不變，而把兩條縫的寬度不變，而把兩條縫的寬度a略微加寬，略微加寬，那么那么 單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目變少數(shù)目變少(B) 單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目變多條紋數(shù)目變多(C) 單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目不變條紋數(shù)

15、目不變(D) 單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉條紋數(shù)目變少條紋數(shù)目變少(E) 單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉條紋數(shù)目變多條紋數(shù)目變多D4、在圖示三種透明資料構(gòu)成的牛頓環(huán)安裝中，用單、在圖示三種透明資料構(gòu)成的牛頓環(huán)安裝中，用單色光垂直照射，在反射光中看到干涉條紋，那么在色光垂直照射，在反射光中看到干涉條紋，那么在接觸點(diǎn)接觸點(diǎn)P處構(gòu)成的圓斑為處構(gòu)成的圓斑為 (A)全明全明(B)全暗全暗 (C)右半部明，左半部暗右半部明，左半部暗 (D)右半部暗，左半部明右半部暗，左半部明 P 1.52 1.7

16、5 1.52 圖中數(shù)字為各處的折射 1.62 1.62 D5、一束波長(zhǎng)為、一束波長(zhǎng)為l的單色光由空氣垂直入射到折射的單色光由空氣垂直入射到折射率為率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使反射光得到干涉加強(qiáng)，那么薄膜最小的厚度為反射光得到干涉加強(qiáng)，那么薄膜最小的厚度為 (A) l / 4 (B) l / (4n) (C) l / 2 (D) l / (2n)6、假設(shè)把牛頓環(huán)安裝、假設(shè)把牛頓環(huán)安裝(都是用折射率為都是用折射率為1.52的玻璃制的玻璃制成的成的)由空氣搬入折射率為由空氣搬入折射率為1.33的水中，那么干涉條紋的水中，那么干涉條紋 (A) 中心

17、暗斑變成亮斑中心暗斑變成亮斑 (B) 變疏變疏 (C) 變密變密 (D) 間距不變間距不變BC例、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，在平凸透鏡的凸面與平板玻例、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，在平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間是空氣時(shí)，第璃之間是空氣時(shí)，第K級(jí)明條紋的半徑為級(jí)明條紋的半徑為r0，在平，在平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間充以某種液體時(shí)，第凸透鏡的凸面與平板玻璃之間充以某種液體時(shí)，第K級(jí)明條紋的半徑變?yōu)榧?jí)明條紋的半徑變?yōu)閞，由此可知該液體的折射率，由此可知該液體的折射率n為：為： A B C D E F 0rrrr00rrrr020)(rr20)(rrF例、右圖為一干涉膨脹儀表示圖，上下兩平行玻璃例、右圖為一干涉膨脹儀表示

18、圖，上下兩平行玻璃板用一對(duì)熱膨脹系數(shù)極小的石英柱支撐著，被測(cè)樣板用一對(duì)熱膨脹系數(shù)極小的石英柱支撐著，被測(cè)樣品品W在兩玻璃板之間，樣品上外表與玻璃板下外表在兩玻璃板之間，樣品上外表與玻璃板下外表間構(gòu)成一空氣劈尖，在以波長(zhǎng)為的單色光照射下，間構(gòu)成一空氣劈尖，在以波長(zhǎng)為的單色光照射下，可以看到平行的等厚干涉條紋。當(dāng)可以看到平行的等厚干涉條紋。當(dāng)W受熱膨脹時(shí)，受熱膨脹時(shí)，條紋將條紋將 A條紋變密，向右靠攏條紋變密，向右靠攏 B條紋變疏，向左展開條紋變疏，向左展開 C條紋疏密不變，向右平移條紋疏密不變，向右平移 D條紋疏密不變，向左平移條紋疏密不變，向左平移D7、用劈尖干涉法可檢測(cè)工件外表缺陷，當(dāng)波長(zhǎng)為

19、、用劈尖干涉法可檢測(cè)工件外表缺陷，當(dāng)波長(zhǎng)為l的單色平行光垂直入射時(shí)，假設(shè)察看到的干涉條紋的單色平行光垂直入射時(shí)，假設(shè)察看到的干涉條紋如下圖，每一條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其左邊條如下圖，每一條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其左邊條紋的直線部分的連線相切，那么工件外表與條紋彎紋的直線部分的連線相切，那么工件外表與條紋彎曲處對(duì)應(yīng)的部分曲處對(duì)應(yīng)的部分 A凸起，且高度為凸起，且高度為l / 4B凸起，且高度為凸起，且高度為l / 2C凹陷，且深度為凹陷，且深度為l / 2D凹陷，且深度為凹陷，且深度為l / 4 平玻璃 工件 空氣劈尖 C例、在用單色光觀測(cè)等傾干涉的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)平行薄膜例、在用單色光觀測(cè)等傾干涉的

20、實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)平行薄膜厚度厚度e 增厚過(guò)程中觀測(cè)到的圓環(huán)形干涉條紋增厚過(guò)程中觀測(cè)到的圓環(huán)形干涉條紋 (a) 收縮、變密收縮、變密 (b) 收縮、變疏收縮、變疏 (c) 收縮、疏密不變收縮、疏密不變 (d) 擴(kuò)展、變密擴(kuò)展、變密 (e) 擴(kuò)展、變疏擴(kuò)展、變疏 (f) 擴(kuò)展、疏密不變擴(kuò)展、疏密不變 d例、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，察看到的牛頓環(huán)的干涉圓例、在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，察看到的牛頓環(huán)的干涉圓環(huán)形條紋第環(huán)形條紋第9級(jí)明條紋所占的面積與第級(jí)明條紋所占的面積與第16級(jí)明條級(jí)明條紋所占的面積之比約為紋所占的面積之比約為 (a) 9/16 (b) 3/4 (c) 1/1 (d) 4/3 (e) 16/9 c10、在光柵

21、光譜中，假設(shè)一切偶數(shù)級(jí)次的主極大都、在光柵光譜中，假設(shè)一切偶數(shù)級(jí)次的主極大都恰好在單縫衍射的暗紋方向上，因此實(shí)踐上不出現(xiàn)，恰好在單縫衍射的暗紋方向上，因此實(shí)踐上不出現(xiàn)，那么此光柵每個(gè)透光縫寬度那么此光柵每個(gè)透光縫寬度a和相鄰兩縫間不透光部和相鄰兩縫間不透光部分寬度分寬度b的關(guān)系為的關(guān)系為 (A)ba21(B)a=b (C)a=2b (D)a=3 bB 例、波長(zhǎng)在例、波長(zhǎng)在400nm到到760 nm的白光照在某光柵上，構(gòu)的白光照在某光柵上，構(gòu)成如下圖的光柵光譜，該光譜的第二級(jí)與第三級(jí)部成如下圖的光柵光譜，該光譜的第二級(jí)與第三級(jí)部分相重合。試判別以下哪種說(shuō)法是正確的：分相重合。試判別以下哪種說(shuō)法是

22、正確的：添加光柵的光柵常數(shù)可將第二級(jí)與第三級(jí)相重合部分添加光柵的光柵常數(shù)可將第二級(jí)與第三級(jí)相重合部分分開分開 ； (b) 減小光柵的光柵常數(shù)可將第二級(jí)與第三級(jí)相重合減小光柵的光柵常數(shù)可將第二級(jí)與第三級(jí)相重合部分分開部分分開 ； (c) 改動(dòng)光柵的光柵常數(shù)不能夠?qū)⒌诙?jí)與第三級(jí)相改動(dòng)光柵的光柵常數(shù)不能夠?qū)⒌诙?jí)與第三級(jí)相重合部分分開。重合部分分開。c16、惠更斯引入、惠更斯引入_的概念提出了的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用惠更斯原理，菲涅耳再用_的思想補(bǔ)的思想補(bǔ)充了惠更斯原理，開展成了惠更斯菲涅耳原理充了惠更斯原理，開展成了惠更斯菲涅耳原理 子波干涉子波干涉 子波子波17、波長(zhǎng)為、波長(zhǎng)為l=5

23、50 nm(1nm=109m)的單色光垂直入的單色光垂直入射于光柵常數(shù)射于光柵常數(shù)d=210-4 cm的平面衍射光柵上，能夠的平面衍射光柵上，能夠察看到光譜線的最高級(jí)次為第察看到光譜線的最高級(jí)次為第_級(jí)級(jí) 318、一束平行單色光垂直入射在一光柵上，假設(shè)光、一束平行單色光垂直入射在一光柵上，假設(shè)光柵的透明縫寬度柵的透明縫寬度a與不透明部分寬度與不透明部分寬度b相等，那么能相等，那么能夠看到的衍射光譜的級(jí)次為夠看到的衍射光譜的級(jí)次為_ 0，1，3， 19、假設(shè)光柵的光柵常數(shù)、假設(shè)光柵的光柵常數(shù)d、縫寬、縫寬a和入射光波長(zhǎng)和入射光波長(zhǎng)l都都堅(jiān)持不變，而使其縫數(shù)堅(jiān)持不變，而使其縫數(shù)N添加，那么光柵光譜

24、的同級(jí)添加，那么光柵光譜的同級(jí)光譜線將變得光譜線將變得_ 更窄更亮更窄更亮 例、用兩平面玻璃片檢測(cè)金屬絲，知例、用兩平面玻璃片檢測(cè)金屬絲，知A為規(guī)范金屬為規(guī)范金屬絲，絲，B為待測(cè)金屬絲?，F(xiàn)采用波長(zhǎng)為為待測(cè)金屬絲?，F(xiàn)采用波長(zhǎng)為600nm的黃光的黃光觀測(cè)得的干涉圖象如右上圖所示，可知待測(cè)金屬觀測(cè)得的干涉圖象如右上圖所示，可知待測(cè)金屬絲絲B與規(guī)范金屬絲與規(guī)范金屬絲A的誤差為的誤差為_.如將如將A、B金屬絲的位置如右以下圖所示，請(qǐng)將觀測(cè)到的相金屬絲的位置如右以下圖所示，請(qǐng)將觀測(cè)到的相應(yīng)干涉條紋畫在右以下圖中。應(yīng)干涉條紋畫在右以下圖中。1.6510-6m5 . 52例、佘山天文臺(tái)的一臺(tái)反射式望遠(yuǎn)鏡的口徑

25、例、佘山天文臺(tái)的一臺(tái)反射式望遠(yuǎn)鏡的口徑d=156cm,假定所觀測(cè)的星星的光的波長(zhǎng)為假定所觀測(cè)的星星的光的波長(zhǎng)為550nm,那么該望遠(yuǎn)鏡能分辨的兩顆星對(duì)望遠(yuǎn)鏡所張的最小那么該望遠(yuǎn)鏡能分辨的兩顆星對(duì)望遠(yuǎn)鏡所張的最小的角度為的角度為_度。度。4.310-7rad=2.4710-5度度20、如下圖，一束自然光入射到折射率分別為、如下圖，一束自然光入射到折射率分別為n1和和n2的兩種介質(zhì)的交界面上，發(fā)生反射和折射知反的兩種介質(zhì)的交界面上，發(fā)生反射和折射知反射光是完全偏振光，那么折射角射光是完全偏振光，那么折射角r的值為的值為_ r i n1 n2 / 2 / 2ct2 / 1 ct2 / 1 21、在以

26、下五個(gè)圖中，前四個(gè)圖表示線偏振光入射、在以下五個(gè)圖中，前四個(gè)圖表示線偏振光入射于兩種介質(zhì)分界面上，最后一圖表示入射光是自然于兩種介質(zhì)分界面上，最后一圖表示入射光是自然光光n1、n2為兩種介質(zhì)的折射率，圖中入射角為兩種介質(zhì)的折射率，圖中入射角 i0=arctg (n2/n1)，ii0試在圖上畫出實(shí)踐存在的折試在圖上畫出實(shí)踐存在的折射光線和反射光線，并用點(diǎn)或短線把振動(dòng)方向表示射光線和反射光線，并用點(diǎn)或短線把振動(dòng)方向表示出來(lái)出來(lái)n1n2 in1n2 in1n2 i0n1n2 i0n1n2 i0 i i i0 i0 i0 22、光強(qiáng)為、光強(qiáng)為I0的自然光垂直經(jīng)過(guò)兩個(gè)偏振片后，出的自然光垂直經(jīng)過(guò)兩個(gè)偏振

27、片后，出射光強(qiáng)射光強(qiáng)I=I0/8，那么兩個(gè)偏振片的偏振化方向之間，那么兩個(gè)偏振片的偏振化方向之間的夾角為的夾角為_ 60 23、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)l550 nm的單色平行光垂直入射到的單色平行光垂直入射到縫間距縫間距a210-4 m的雙縫上，屏到雙縫的間隔的雙縫上，屏到雙縫的間隔D2 m求：求： (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距；級(jí)明紋中心的間距； (2) 用一厚度為用一厚度為e6.610-5 m、折射率為、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移到原來(lái)的第幾級(jí)明紋處？一縫后，零級(jí)明紋將移到原來(lái)的第幾級(jí)明紋處

28、？(1 nm = 10-9 m) 解：解：(1) Dx20 Dl / a0.11 m (2) 覆蓋云玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足覆蓋云玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足 (n1)er1r2設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級(jí)明紋，那么應(yīng)有級(jí)明紋，那么應(yīng)有 r2r1kl所以所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零級(jí)明紋移到原第零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處級(jí)明紋處 24、用波長(zhǎng)為、用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板構(gòu)成的空氣劈形膜，知劈尖角為構(gòu)成的空氣劈形膜，知劈尖角為q假設(shè)劈尖角變假設(shè)劈尖角變?yōu)闉閝 ，從劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值，從劈棱

29、數(shù)起的第四條明條紋位移值Dx是是多少？多少？ 42124x42124 x解：第四條明條紋滿足以下兩式：解：第四條明條紋滿足以下兩式： 4/74x即：即：4/74x即：即： 4/744xx 第第4級(jí)明條紋的位移值為級(jí)明條紋的位移值為 Dx = (也可以直接用條紋間距的公式算，思索到第四明紋離棱邊的間隔等于3.5 個(gè)明紋間距)25、如下圖，牛頓環(huán)安裝的平凸透鏡與平板玻璃有一小、如下圖，牛頓環(huán)安裝的平凸透鏡與平板玻璃有一小縫隙縫隙e0現(xiàn)用波長(zhǎng)為現(xiàn)用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射，知平凸透鏡的單色光垂直照射，知平凸透鏡的曲率半徑為的曲率半徑為R，求反射光構(gòu)成的牛頓環(huán)的各暗環(huán)半，求反射光構(gòu)成的牛頓環(huán)的各暗環(huán)半

30、徑徑 r R e e0 02ekRr解：設(shè)某暗環(huán)半徑為解：設(shè)某暗環(huán)半徑為r，由圖可知，由圖可知，Rre2/2(k為整數(shù)，且為整數(shù)，且k2e0 / l)122121220kee再根據(jù)干涉減弱條件有再根據(jù)干涉減弱條件有27、某種單色平行光垂直入射在單縫上，單縫寬、某種單色平行光垂直入射在單縫上，單縫寬a = 0.15 mm縫后放一個(gè)焦距縫后放一個(gè)焦距f = 400 mm的凸透鏡，在的凸透鏡，在透鏡的焦平面上，測(cè)得中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三透鏡的焦平面上，測(cè)得中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)暗條紋之間的間隔為級(jí)暗條紋之間的間隔為8.0 mm，求入射光的波長(zhǎng)，求入射光的波長(zhǎng) 解：設(shè)第三級(jí)暗紋在解：設(shè)第三級(jí)暗紋

31、在3方向上，那么有方向上，那么有 a sin3 = 3l 此暗紋到中心的間隔為此暗紋到中心的間隔為 x3 = f tg3由于由于3很小，可以為很小，可以為tg3sin3，所以，所以 x33f l / a 兩側(cè)第三級(jí)暗紋的間隔是兩側(cè)第三級(jí)暗紋的間隔是 2 x3 = 6f l / a = 8.0mm l = (2x3) a / 6f = 500 nm 28、將三個(gè)偏振片疊放在一同，第二個(gè)與第三個(gè)的偏、將三個(gè)偏振片疊放在一同，第二個(gè)與第三個(gè)的偏振化方向分別與第一個(gè)的偏振化方向成振化方向分別與第一個(gè)的偏振化方向成45和和90角角 (1) 強(qiáng)度為強(qiáng)度為I0的自然光垂直入射到這一堆偏振片上，的自然光垂直入

32、射到這一堆偏振片上，試求經(jīng)每一偏振片后的光強(qiáng)和偏振形狀試求經(jīng)每一偏振片后的光強(qiáng)和偏振形狀 (2) 假設(shè)將第二個(gè)偏振片抽走，情況又如何？假設(shè)將第二個(gè)偏振片抽走，情況又如何？ 解：解：(1) 自然光經(jīng)過(guò)第一偏振片后，其強(qiáng)度自然光經(jīng)過(guò)第一偏振片后，其強(qiáng)度 I1 = I0 / 2經(jīng)過(guò)第經(jīng)過(guò)第2偏振片后，偏振片后，I2I1cos245I1/ 4經(jīng)過(guò)第經(jīng)過(guò)第3偏振片后，偏振片后，I3I2cos245I0/ 8經(jīng)過(guò)每一偏振片后的光皆為線偏振光，其光振動(dòng)方經(jīng)過(guò)每一偏振片后的光皆為線偏振光，其光振動(dòng)方向與剛經(jīng)過(guò)的偏振片的偏振化方向平行向與剛經(jīng)過(guò)的偏振片的偏振化方向平行(2) 假設(shè)抽去第假設(shè)抽去第2片，由于第片，

33、由于第3片與第片與第1片的偏振化方片的偏振化方向相互垂直，所以此時(shí)向相互垂直，所以此時(shí) I3 =0. I1仍不變?nèi)圆蛔?29、有兩個(gè)偏振片疊在一同，其偏振化方向之間的夾角為、有兩個(gè)偏振片疊在一同，其偏振化方向之間的夾角為45一束強(qiáng)度為一束強(qiáng)度為I0的光垂直入射到偏振片上，該入射光由強(qiáng)度一樣的的光垂直入射到偏振片上，該入射光由強(qiáng)度一樣的自然光和線偏振光混合而成此入射光中線偏振光矢量沿什么方自然光和線偏振光混合而成此入射光中線偏振光矢量沿什么方向才干使延續(xù)透過(guò)兩個(gè)偏振片后的光束強(qiáng)度最大？在此情況下，向才干使延續(xù)透過(guò)兩個(gè)偏振片后的光束強(qiáng)度最大？在此情況下，透過(guò)第一個(gè)偏振片的和透過(guò)兩個(gè)偏振片后的光束強(qiáng)

34、度各是多大？透過(guò)第一個(gè)偏振片的和透過(guò)兩個(gè)偏振片后的光束強(qiáng)度各是多大？ 2001cos212121IIIo45cos212II 45coscos214/2200II8/345cos4/30202III解：設(shè)二偏振片以解：設(shè)二偏振片以P1、P2表示，以表示，以q表示入射光中線偏振光的光表示入射光中線偏振光的光矢矢量振動(dòng)方向與量振動(dòng)方向與P1的偏振化方向之間的夾角，那么透過(guò)的偏振化方向之間的夾角，那么透過(guò)P1后的光強(qiáng)后的光強(qiáng)度度I1為為 延續(xù)透過(guò)延續(xù)透過(guò)P1、P2后的光強(qiáng)后的光強(qiáng)I2 要使要使I2最大，應(yīng)取最大，應(yīng)取cos2q1，即，即q0，入射光中線偏振光的光矢量，入射光中線偏振光的光矢量振動(dòng)方向

35、與振動(dòng)方向與P1的偏振化方向平行的偏振化方向平行 此情況下，此情況下， I23 I1 / 4 30、將波長(zhǎng)為、將波長(zhǎng)為6000A的平行光垂直照射在一多縫上，衍射光的平行光垂直照射在一多縫上，衍射光強(qiáng)分布如下圖，由圖可知這多縫的縫數(shù)強(qiáng)分布如下圖，由圖可知這多縫的縫數(shù)N= ，每縫的寬度，每縫的寬度b= ，縫間不通光部分的寬度，縫間不通光部分的寬度b= ，如，如將上述多縫中的偶數(shù)縫擋住，試將此情況下的光強(qiáng)分布的將上述多縫中的偶數(shù)縫擋住，試將此情況下的光強(qiáng)分布的大致情況畫在右以下圖上。大致情況畫在右以下圖上。64.0105m2.0105m31、用鈉黃光有波長(zhǎng)為、用鈉黃光有波長(zhǎng)為l1 = 589.00

36、nm和和l2 = 589.59 nm的兩個(gè)成分垂直照射到光柵常數(shù)為的兩個(gè)成分垂直照射到光柵常數(shù)為d = 3.510-4 cm、柵紋總數(shù)為、柵紋總數(shù)為N = 1000的衍射光柵上，的衍射光柵上，(1 nm = 10-9 m)求：在第三級(jí)光譜中，求：在第三級(jí)光譜中， (1) 波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為l2的光和波長(zhǎng)為的光和波長(zhǎng)為l1的光的主極大衍射角度之差的光的主極大衍射角度之差( q2 - q1 ) (2) 波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為l1的的光的主極大的半角寬度光的主極大的半角寬度 Dq1 113sind223sind解：解：(1) l2 - l1 U0 向右向右運(yùn)動(dòng)的粒子，運(yùn)動(dòng)的粒子， A在在x 0區(qū)域，波函數(shù)為零區(qū)域，

37、波函數(shù)為零 B在在x 0區(qū)域都只需粒子沿區(qū)域都只需粒子沿x軸正向運(yùn)動(dòng)的軸正向運(yùn)動(dòng)的 波函數(shù)波函數(shù) C在在x 0區(qū)域只需粒區(qū)域只需粒子沿子沿x軸正向運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)軸正向運(yùn)動(dòng)的波函數(shù) (D)在在x 0兩個(gè)區(qū)域內(nèi)都有粒子沿兩個(gè)區(qū)域內(nèi)都有粒子沿x軸正向和負(fù)軸正向和負(fù)向運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)向運(yùn)動(dòng)的波函數(shù) xOU(x)U0C38、假設(shè)氫原子中的電子處于主量子數(shù)、假設(shè)氫原子中的電子處于主量子數(shù)n = 3的能級(jí)，的能級(jí)，那么電子軌道角動(dòng)量那么電子軌道角動(dòng)量L和軌道角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向和軌道角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向的分量的分量Lz能夠取的值分別為能夠取的值分別為 L2332, 0，zL (A) 0L262, 0zL (B) 0L

38、22, 0zL(C) B例、根據(jù)玻爾氫原子實(shí)際，氫原子中的電子在第一例、根據(jù)玻爾氫原子實(shí)際，氫原子中的電子在第一和第三軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為和第三軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為a 1/3 (b) 1/9 (c) 3 (d) 9 例、氫原子光譜的巴爾系中的最短與最長(zhǎng)波長(zhǎng)之例、氫原子光譜的巴爾系中的最短與最長(zhǎng)波長(zhǎng)之比為：比為： a2/9 (b) 4/9 (c)5/9 (d) 7/9 cc例、證明電子存在自旋角動(dòng)量的實(shí)驗(yàn)是例、證明電子存在自旋角動(dòng)量的實(shí)驗(yàn)是a戴維孫戴維孫-革末實(shí)驗(yàn)革末實(shí)驗(yàn) b施特恩施特恩-格拉赫實(shí)驗(yàn)格拉赫實(shí)驗(yàn)c塞曼效應(yīng)塞曼效應(yīng) d康普頓散射實(shí)驗(yàn)康普頓散射實(shí)驗(yàn)b39、當(dāng)波長(zhǎng)為、當(dāng)波長(zhǎng)為

39、3000 的光照射在某金屬外表時(shí)，光電子的光照射在某金屬外表時(shí)，光電子的能量范圍從的能量范圍從 0到到 4.010-19 J在作上述光電效應(yīng)實(shí)在作上述光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)遏止電壓為驗(yàn)時(shí)遏止電壓為 |Ua| =_V；此金屬的紅限；此金屬的紅限頻率頻率 0 =_Hz (普朗克常量普朗克常量h =6.6310-34 Js；根本電荷；根本電荷e =1.6010-19 C) 4.010142.540、如下圖，一頻率為、如下圖，一頻率為n 的入射光子與起始靜止的自的入射光子與起始靜止的自在電子發(fā)生碰撞和散射假設(shè)散射光子的頻率為在電子發(fā)生碰撞和散射假設(shè)散射光子的頻率為n，反沖電子的動(dòng)量為反沖電子的動(dòng)量為p，那么在

40、與入射光子平行的方向上，那么在與入射光子平行的方向上的動(dòng)量守恒定律的分量方式為的動(dòng)量守恒定律的分量方式為_ cos)cos(pchch e 反沖電子 41、圖示被激發(fā)的氫原子躍遷到低能級(jí)時(shí)、圖示被激發(fā)的氫原子躍遷到低能級(jí)時(shí)(圖中圖中E1不是不是基態(tài)能級(jí)基態(tài)能級(jí))，可發(fā)出波長(zhǎng)為，可發(fā)出波長(zhǎng)為l1、l2、l3的輻射，其頻率的輻射，其頻率n1、n2和和n3滿足關(guān)系式滿足關(guān)系式_；三；三個(gè)波長(zhǎng)滿足關(guān)系式個(gè)波長(zhǎng)滿足關(guān)系式_12E1E2E123123111 ； 為電子靜止質(zhì)量，為電子靜止質(zhì)量，c為真空中光速，為真空中光速，h為普朗克常量為普朗克常量)當(dāng)電子的當(dāng)電子的動(dòng)能等于它的靜止能量時(shí)，它的德布羅意波長(zhǎng)是動(dòng)能等于它的靜止能量時(shí)，它的德布羅意波長(zhǎng)是l =_lc em)/(cmhec42、令、令(稱為電子的康普頓波長(zhǎng)，其中稱為電子的康普頓波長(zhǎng)，其中3/1例、質(zhì)