光波示例题

11 个光波的例子

1.衍射光栅

请注意以下陈述：

（1）将网格替换为每毫米线数更多的网格。

（2）从蓝色到黄色的光

（3）将发出的光从红色变为绿色

（4）将屏幕移近网格

为了增加衍射光栅实验中亮带的宽度，所采取的措施包括……

讨论

双缝干涉公式（相长干涉）：

狭缝的宽度（d）与狭缝到屏幕的距离（L）相比非常小，因此角度非常小。该角度非常小，以至于sin θ的值接近tan θ 。

sin θ ≈ tan θ = y / L

凯特兰甘（Keterangan）：

y = 亮带宽度，n = 级数，λ = 波长，L = 光栅与屏幕之间的距离，d = 狭缝宽度。

d = 1 / (4000 线/厘米) = 0,00025 厘米

（1）将网格替换为每毫米线数更多的网格。

康托：

d = 1 / (1000 线/厘米) = 0,001 厘米

d = 1 / (2000 线/厘米) = 0,0005 厘米

d = 1 / (3000 线/厘米) = 0,0003 厘米

d = 1 / (4000 线/厘米) = 0,00025 厘米

根据此计算，如果每毫米的线数较大，则狭缝宽度 (d) 较小。根据上述公式，如果狭缝宽度 (d) 较小，则亮带宽度 (y) 较大。

这句话是正确的。

（2）从蓝色到黄色的光

蓝光的频率高于黄光，反之亦然。

蓝光的波长比黄光短。

如果光线从蓝色变为黄色，那么波长就会变长。

根据上述公式，如果波长较大，则亮带的宽度（y）也较大。

这句话是正确的。

（3）将发出的光从红色变为绿色

红光的频率低于绿光，反之亦然。

红光的波长比黄光长。

如果光线从红色变为绿色，那么波长就会变短。

根据上述公式，如果波长较小，则亮带的宽度（y）也较小。

这种说法是错误的。

（4）将屏幕移近网格

将屏幕靠近网格意味着减小 L。根据上面的公式，如果网格和屏幕之间的距离 (L) 较小，则亮带的宽度 (y) 也较小。

这种说法是错误的。

2.光的衍射

^{在利用4.500线/厘米}光栅进行光衍射实验时，放置在距离光栅L处的屏幕上，二级亮带的距离为1毫米。如果将光栅替换为5.400线/厘米的光栅^，则从中心亮带测量的二级亮带距离为……

A. 0,6毫米

B. 0,9 毫米

C. 1,2 毫米

直径 1,6 毫米

E. 2,2 毫米

讨论

已知：

d1 = ₁ / (4500 线/厘米) = 1/4500 厘米

n ₁ = 2

y1 = 1 毫米 = 0,1_厘米

d² = 1 / (5400 线/厘米) = 1 / 5400_厘米

n ₂ = 2

问：是₂

回答 ：

双缝干涉公式（相长干涉）：

d sin θ = n λ

狭缝的宽度相对于狭缝到屏幕的距离非常小，因此角度也很小。角度小到正弦θ的值接近正切θ。

sin θ ≈ tan θ = y / L

d sin θ = n λ

d (y / L) = n λ

dy = n λ L

信息：

d = 狭缝宽度，y = 中心光与第 n 级光之间的距离，n = 级数，λ = 波长，L = 光栅与屏幕之间的距离。

实验 1：

d²y² = _n²λL​​_​​

(1/4500)(0,1) = (2) λ L

0,1 / 4500 = (2) λ L

0,1 / (2)(4500) = λ L

0,1 / 9000 = λ L

实验 2：

d²y² = _n²λL​​_​​

(1/5400)(y ₂ ) = (2) λ L

y ₂ / 5400 = (2) λ L

y ₂ / (2)(5400) = λ L

y ₂ / 10.800 = λ L

所用光的波长（λ）相同，光栅与屏幕之间的距离（L）也相同。

λ L = λ L

0,1 / 9000 = _y² / 10.800

(0,1)(10.800) = (y ₂ )(9000)

1080 = y ₂ (9000)

y ₂ = 1080 / 9000

y2 = 0,12_厘米

y2 = 1,2_毫米

正确答案是C。

光干涉

3.两个间距为 2 毫米的狭缝相互垂直照射。在距离狭缝 1 米的屏幕上，形成第四条亮线，该亮线位于中心亮线 1 毫米处。所用光的波长为……

A. 24 x ^10⁻⁶米

B. 8,0 x ^10⁻⁶米

C. 3,7 x 10 ^-6米

D. 2,0 x 10 ^-6米

E. 0,5 x 10 ^-6米

讨论

已知：

狭缝间距 (d) = 2 毫米 = 2 × ^10⁻³米

阶数 (n) = 4

屏幕与缝隙之间的距离 (l) = 1 米

第4条亮线到中心亮线的距离(y) = 1 毫米 = 1 × ^10⁻³米 = ^10⁻³米

问题：光的波长（λ）

回答 ：

双缝干涉公式（相长干涉）：

d sin θ = n λ

狭缝之间的距离小于狭缝到屏幕的距离，因此角度非常小。角度非常小，使得sin θ的值接近tan θ。

光的波长（λ）：

正确答案是 E。

4.在杨氏实验中，使用了两个间距为3毫米的狭缝，并在距离狭缝1米处放置了一个屏幕。如果第六束光产生于距离中心光1毫米处，那么所用光的波长为……

A. 0,5 x ^10⁻⁶米

B. 2,0 x ^10⁻⁶米

C. 3,7 x 10 ^-6米

D. 8,0 x 10 ^-6米

E. 24 x 10 ^-6米

讨论

已知：

狭缝间距 (d) = 3 毫米 = 3 × ^10⁻³米

阶数 (n) = 6

屏幕与缝隙之间的距离 (l) = 1 米

第6条亮线到中心亮线的距离(y) = 1 毫米 = 1 × ^10⁻³米 = ^10⁻³米

问题：光的波长（λ）

回答 ：

光的波长（λ）：

正确答案是 A。

光波的特性

5.波的特性：

（1）纵波形

（2）可以折射

（3）可能干扰

（4）可以极化

（5）它的传播需要介质

上述描述是光波的一个特征，即数字……

A. (1)、(2) 和 (3)

B. (1)、(2) 和 (4)

C. (1)、(3) 和 (5)

D. (2)、(3) 和 (4)

E. (2)、(2) 和 (5)

讨论

正确答案是D。

6. 2015/2016学年高中/硕士物理全国统考试题第29题

请注意以下声明！

（1）可能干扰

（2）经历极化

（3）经历衍射

（4）无介质匍匐

（5）可以反映

以上关于声波特性的正确描述是……

A. (1)、(2) 和 (3)

B. (1)、(3) 和 (5)

C. (1)、(4) 和 (5)

D. (2)、(3) 和 (4)

E. (3)、(4) 和 (5)

讨论

（2）横波会发生极化现象。声波是纵波。

（4）无需介质即可传播的波只有电磁波，声波是需要介质才能传播的机械波。

正确答案是 B。

衍射光栅

7.一个衍射光栅每厘米有4.000条线。单色光照射到光栅上，产生一条二级亮线。如果偏转角为30 ^°，那么光的波长是……（1 Å = 10⁻¹⁰ ^m）

A. 8.000 Å

B. 6.250 Å

C. 5.000 Å

D. 4.500 Å

4.000 Å

讨论

已知：

晶格常数 (d) = 1 / (4000 条线/厘米) = 0,00025 厘米 = 2,5 × 10⁻⁴^厘米= 2,5 × ^10⁻⁶米

阶数 (n) = 2

sin 30 ^° = 0,5

1 Å = ^10⁻¹⁰ m

问题：光的波长（λ）

回答 ：

正确答案是 B。

8.一束波长为 2,5.10 × ^7⁻⁷ m的单色光照射到一个由 10.000 条/cm 的刻线组成的光栅上。二级亮线的角度是多少？

A. 30 ^o

B. 37 ^o

C. 45^度

D. 53 ^o

E. 60 ^o

讨论

已知：

晶格常数 (d) = 1 / (10.000 条线/厘米) = 0,0001 厘米 = 1 × 10⁻⁴^厘米= 1 × ^10⁻⁶米

阶数 (n) = 2

光的波长 (λ) = 2,5 × ^10⁻⁷米

问：角度 (θ)

回答 ：

正确答案是 A。

9.双缝干涉

一束黄光照射到两个狭缝上，在屏幕上产生可见的干涉现象。根据以下描述：

（1）如果用蓝光代替黄光，亮带会变宽。

（2）如果狭缝之间的距离减小，亮带就会变宽。

（3）离中心光源越远，强度越小。

（4）离中心光源越远，强度保持不变。

正确的说法是……

A. (1)、(3) 和 (4)

B. 仅 (1) 和 (3)

C. 仅 (1) 和 (4)

D. 仅 (2) 和 (3)

E. 仅 (2) 和 (4)

讨论

狭缝之间的距离小于狭缝到屏幕的距离，因此角度非常小。角度非常小，使得sin θ的值接近tan θ。

双缝干涉公式（相长干涉）

信息：

d = 狭缝之间的距离，y =第 n 条亮线到中心亮线的距离，l = 屏幕到狭缝的距离，n = 级数，λ =光的波长。

（1）如果用蓝光代替黄光，亮带会变宽。

根据这个公式，亮纹的数量 (n) 与波长( λ)成反比。波长越短，亮纹的数量 (n) 越多。黄光的波长比蓝光长（频率更低）。如果用蓝光代替黄光，波长就会变短，因此亮纹的数量 (n) 会增加。

这句话是正确的。

（2）如果狭缝之间的距离减小，亮带就会变宽。

根据上述公式，狭缝间距（d）与亮纹数量（n）成正比。如果狭缝间距减小，亮纹数量（n）也会减少。

这种说法是错误的。

（3）离中心光源越远，强度越小。

强度与亮度有关。强度与距离成反比；距离越远，强度越低（光线越暗）。

这句话是正确的。

（4）离中心光源越远，强度保持不变。

这种说法是错误的。

正确答案是 B。

10. 一束波长为 5.10⁻⁷ m 的单色光^垂直照射到光栅上。如果屏幕到光栅的距离为 2 m，且在距离中心光 150 cm 处屏幕上出现三级衍射光，那么狭缝之间的距离为……

1. 4.10^-6 m
2. 3.10^-6 m
3. 2.10^-6 m
4. 3.10^-7 m
5. 2.10^-7 m

讨论

已知：
波长 (λ) = 5 x 10^-7 米
l = 2 米
N = 3时
y = 150 厘米 = 1,5 米
问： 晶格常数
回答 ：

sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 ^-2

间隙之间的距离：
d sin θ = n λ
d（75.10）^-2) = (3)(5.10^-7)
d（75.10）^-2）= 15.10^-7
d = (15.10^-7) / (75.10^-2)
d = (15/75).10^-5
d = (1/5)(10^-5）米
d = (0,2)(10^-5）米
d = 2.10^-6 米
正确答案是C。

11. 一束波长为 500 nm（1 纳米 = 10⁻⁹ 纳米）的单色光^垂直入射到光栅上。如果第四束光的偏转角为 30 ^°，则光栅每厘米的刻线数为……

1. 3000
2. 2500
3. 1250
4. 1000
5. 250

讨论
已知：
波长 (λ) = 500.10^-9 米 = 5.10^-7 米
θ = 30^o
N = 4时
问： 每厘米网格的线数
回答 ：
间隙之间的距离：
d sin θ = n λ
d（sin 30）^o) = (4)(5.10^-7)
d (0,5) = 20.10^-7
d = (20.10^-7）/ 0,5
d = 40.10^-7
d = 4.10^-6  米

每厘米网格线数：
x = 1 / 4.10^-6  米
X = 0,25.10⁶ 线/米
X = 0,25.10⁶ 行 / 10² cm
X = 0,25.10⁴ 线/厘米
X = 25.10² 线/厘米
x = 2500 线/厘米
正确答案是 B。

问题来源：

2015/2016 SMA/MA 物理联合国问题