大物光柵計(jì)算題目及答案姓名：_____?準(zhǔn)考證號(hào)：_____?得分：__________

大物光柵計(jì)算題目及答案

一、選擇題(每題2分，總共10題)

1.當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，如果光柵常數(shù)d為0.001mm，第二級(jí)主極大的衍射角為30°，則該單色光的波長(zhǎng)為

A.500nm

B.600nm

C.700nm

D.800nm

2.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d減小，則主極大的衍射角將

A.增大

B.減小

C.不變

D.無(wú)法確定

3.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為500nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為600nm的光，第一級(jí)主極大的衍射角將

A.增大

B.減小

C.不變

D.無(wú)法確定

4.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為

A.0.002mm

B.0.001mm

C.0.0005mm

D.0.005mm

5.當(dāng)白光垂直入射到光柵上時(shí)，衍射光譜中可見(jiàn)光部分的衍射角范圍

A.從0°到90°

B.從0°到180°

C.從-90°到90°

D.從-180°到180°

6.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第一級(jí)主極大的衍射角為

A.30°

B.60°

C.90°

D.15°

7.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為

A.0.01mm

B.0.005mm

C.0.0001mm

D.0.02mm

8.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為600nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為400nm的光，第一級(jí)主極大的衍射角將

A.增大

B.減小

C.不變

D.無(wú)法確定

9.當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為

A.dsinθ=kλ

B.dsin(θ+φ)=kλ

C.dsinθ=kλcosφ

D.dsin(θ-φ)=kλ

10.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第二級(jí)主極大的衍射角為

A.30°

B.60°

C.90°

D.15°

二、填空題(每題2分，總共10題)

1.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵常數(shù)d與光柵每毫米刻線數(shù)N的關(guān)系為d=________。

2.當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，光柵方程為_(kāi)_______。

3.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為_(kāi)_______。

4.當(dāng)白光垂直入射到光柵上時(shí)，衍射光譜中可見(jiàn)光部分的衍射角范圍從________到________。

5.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第一級(jí)主極大的衍射角為_(kāi)_______。

6.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為_(kāi)_______。

7.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為600nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為400nm的光，第一級(jí)主極大的衍射角將________。

8.當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為_(kāi)_______。

9.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第二級(jí)主極大的衍射角為_(kāi)_______。

10.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為_(kāi)_______。

三、多選題(每題2分，總共10題)

1.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，影響主極大衍射角的因素有

A.光柵常數(shù)d

B.入射光波長(zhǎng)λ

C.入射光強(qiáng)度

D.光柵每毫米刻線數(shù)N

2.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為500nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為600nm的光，主極大的衍射角將

A.增大

B.減小

C.不變

D.無(wú)法確定

3.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為

A.0.002mm

B.0.001mm

C.0.0005mm

D.0.005mm

4.當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，光柵方程為

A.dsinθ=kλ

B.dsin(θ+φ)=kλ

C.dsinθ=kλcosφ

D.dsin(θ-φ)=kλ

5.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第一級(jí)主極大的衍射角為

A.30°

B.60°

C.90°

D.15°

6.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為

A.0.01mm

B.0.005mm

C.0.0001mm

D.0.02mm

7.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為600nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為400nm的光，第一級(jí)主極大的衍射角將

A.增大

B.減小

C.不變

D.無(wú)法確定

8.當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為

A.dsinθ=kλ

B.dsin(θ+φ)=kλ

C.dsinθ=kλcosφ

D.dsin(θ-φ)=kλ

9.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第二級(jí)主極大的衍射角為

A.30°

B.60°

C.90°

D.15°

10.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為

A.0.002mm

B.0.001mm

C.0.0005mm

D.0.005mm

四、判斷題(每題2分，總共10題)

1.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵常數(shù)d越小，主極大的衍射角越大。

2.當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，光柵方程為dsinθ=kλ。

3.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為0.002mm。

4.當(dāng)白光垂直入射到光柵上時(shí)，衍射光譜中可見(jiàn)光部分的衍射角范圍從0°到90°。

5.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第一級(jí)主極大的衍射角為30°。

6.在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為0.0001mm。

7.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光波長(zhǎng)λ為600nm時(shí)，第一級(jí)主極大的衍射角為30°，如果改用λ為400nm的光，第一級(jí)主極大的衍射角將減小。

8.當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為dsin(θ+φ)=kλ。

9.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵常數(shù)d為0.001mm，入射光波長(zhǎng)λ為500nm，則第二級(jí)主極大的衍射角為60°。

10.光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為0.002mm。

五、問(wèn)答題(每題2分，總共10題)

1.簡(jiǎn)述光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵常數(shù)d對(duì)主極大衍射角的影響。

2.解釋光柵方程dsinθ=kλ的物理意義。

3.說(shuō)明光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，白光與單色光入射時(shí)的衍射光譜有何不同。

4.描述光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，如何通過(guò)改變?nèi)肷涔獠ㄩL(zhǎng)λ來(lái)觀察主極大衍射角的變化。

5.分析光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵每毫米刻線數(shù)N對(duì)光柵常數(shù)d的影響。

6.闡述光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光以入射角θ入射時(shí)，光柵方程的變化。

7.討論光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，不同波長(zhǎng)λ的光對(duì)主極大衍射角的影響。

8.解釋光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，第二級(jí)主極大的衍射角與第一級(jí)主極大衍射角的關(guān)系。

9.描述光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，如何通過(guò)改變光柵常數(shù)d來(lái)觀察主極大衍射角的變化。

10.分析光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，每條刻線間距對(duì)主極大衍射角的影響。

試卷答案

一、選擇題答案及解析

1.B

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第二級(jí)主極大（k=2）的衍射角為30°，代入d=0.001mm=1000nm，得到1000sin30°=2λ，解得λ=500nm。

2.A

解析：光柵方程為dsinθ=kλ。當(dāng)光柵常數(shù)d減小時(shí)，對(duì)于相同的波長(zhǎng)λ和衍射級(jí)數(shù)k，sinθ必須增大，因此衍射角θ增大。

3.B

解析：第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=λ，解得λ=500nm。改用λ=600nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=600，解得sinθ=0.6，θ≈36.9°，衍射角增大。

4.B

解析：光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/500=0.002mm。

5.C

解析：光柵方程為dsinθ=kλ。第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=400nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=400，解得sinθ=0.4，θ≈23.6°，衍射角減小。

6.A

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。

7.D

解析：光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/1000=0.001mm。

8.A

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=400nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=400，解得sinθ=0.4，θ≈23.6°，衍射角減小。

9.A

解析：光柵方程為dsinθ=kλ。當(dāng)單色光以入射角θ入射時(shí)，光柵方程為dsin(θ+φ)=kλ，其中φ為衍射角。

10.A

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第二級(jí)主極大（k=2）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=1000，解得λ=500nm。

二、填空題答案及解析

1.1/N

解析：光柵常數(shù)d是光柵每條刻線之間的距離，若光柵每毫米有N條刻線，則d=1mm/N。

2.dsinθ=kλ

解析：這是光柵衍射的基本方程，描述了光柵常數(shù)d、衍射角θ、衍射級(jí)數(shù)k和入射光波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系。

3.0.002mm

解析：光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/500=0.002mm。

4.-90°到90°

解析：白光包含多種波長(zhǎng)的光，每種波長(zhǎng)的光都會(huì)產(chǎn)生衍射，因此衍射光譜會(huì)分布在-90°到90°的范圍內(nèi)。

5.30°

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。

6.0.001mm

解析：光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/1000=0.001mm。

7.減小

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=400nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=400，解得sinθ=0.4，θ≈23.6°，衍射角減小。

8.dsin(θ+φ)=kλ

解析：當(dāng)單色光以入射角θ入射時(shí)，光柵方程為dsin(θ+φ)=kλ，其中φ為衍射角。

9.60°

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第二級(jí)主極大（k=2）的衍射角為60°，代入d=1000nm，得到1000sin60°=1000，解得λ=500nm。

10.0.002mm

解析：光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為1mm/500=0.002mm。

三、多選題答案及解析

1.A,B,D

解析：光柵常數(shù)d和入射光波長(zhǎng)λ直接影響主極大衍射角的大小，光柵每毫米刻線數(shù)N通過(guò)影響光柵常數(shù)d間接影響衍射角，而入射光強(qiáng)度只影響衍射光的亮度，不影響衍射角。

2.A

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=600nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=600，解得sinθ=0.6，θ≈36.9°，衍射角增大。

3.B

解析：光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/500=0.001mm。

4.A

解析：當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，光柵方程為dsinθ=kλ。

5.A

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。

6.C

解析：光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/1000=0.0001mm。

7.B

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=400nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=400，解得sinθ=0.4，θ≈23.6°，衍射角減小。

8.A

解析：當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為dsin(θ+φ)=kλ，其中φ為衍射角。

9.B

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第二級(jí)主極大（k=2）的衍射角為60°，代入d=1000nm，得到1000sin60°=1000，解得λ=500nm。

10.A

解析：光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為1mm/500=0.002mm。

四、判斷題答案及解析

1.正確

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，當(dāng)光柵常數(shù)d減小時(shí)，對(duì)于相同的波長(zhǎng)λ和衍射級(jí)數(shù)k，sinθ必須增大，因此衍射角θ增大。

2.正確

解析：這是光柵衍射的基本方程，描述了光柵常數(shù)d、衍射角θ、衍射級(jí)數(shù)k和入射光波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系。

3.錯(cuò)誤

解析：光柵每毫米有500條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/500=0.002mm。

4.錯(cuò)誤

解析：當(dāng)白光垂直入射到光柵上時(shí)，衍射光譜中可見(jiàn)光部分的衍射角范圍從-90°到90°。

5.正確

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。

6.錯(cuò)誤

解析：光柵每毫米有1000條刻線，則光柵常數(shù)d為1mm/1000=0.001mm。

7.正確

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第一級(jí)主極大（k=1）的衍射角為30°，代入d=1000nm，得到1000sin30°=500，解得λ=500nm。改用λ=400nm時(shí)，根據(jù)光柵方程1000sinθ=400，解得sinθ=0.4，θ≈23.6°，衍射角減小。

8.錯(cuò)誤

解析：當(dāng)單色光以入射角θ入射到光柵上時(shí)，光柵方程為dsin(θ+φ)=kλ，其中φ為衍射角。

9.錯(cuò)誤

解析：根據(jù)光柵方程dsinθ=kλ，第二級(jí)主極大（k=2）的衍射角為60°，代入d=1000nm，得到1000sin60°=1000，解得λ=500nm。

10.錯(cuò)誤

解析：光柵每毫米有500條刻線，則每條刻線間距為1mm/500=0.002mm。

五、問(wèn)答題答案及解析

1.光柵常數(shù)d越小，主極大的衍射角越大。這是因?yàn)楦鶕?jù)光柵方程dsinθ=kλ，當(dāng)光柵常數(shù)d減小時(shí)，對(duì)于相同的波長(zhǎng)λ和衍射級(jí)數(shù)k，sinθ必須增大，因此衍射角θ增大。

2.光柵方程dsinθ=kλ的物理意義是描述了光柵常數(shù)d、衍射角θ、衍射級(jí)數(shù)k和入射光波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系。當(dāng)單色光垂直入射到光柵上時(shí)，衍射光的角度θ與波長(zhǎng)λ和光柵常數(shù)d有關(guān)，衍射級(jí)數(shù)k表示衍射光的級(jí)數(shù)。

3.白光與單色光入射時(shí)的衍射光譜不同。白光包含多種波長(zhǎng)的光，每種波長(zhǎng)的光都會(huì)產(chǎn)生衍射，因此衍射光譜會(huì)分布在-90°到90°的范圍內(nèi)，形成彩色光譜。而單色光只有一種波長(zhǎng)，其衍射光譜只有一條亮線。

4.通過(guò)改變?nèi)肷涔獠ㄩL(zhǎng)λ可以觀察主極大衍射角的變化。根據(jù)光柵