17光的干涉习题解答讲解
光的干涉练习试题及答案解析

一、选择题1、严格地讲,空气折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时,干涉环将:( )A.变大;B.缩小;C.不变;D.消失。
【答案】:A2、在迈克耳逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率n ,厚度为h 的透明介质板,放入后,两光束的光程差改变量为:( )A.h n )1(2-;B.nh 2;C.nh ;D.h n )1(-。
【答案】:A3、用劈尖干涉检测工件(下板)的表面,当波长为λ的单色光垂直入射时,观察到干涉条纹如图。
图中每一条纹弯曲部分的顶点恰与左边相邻的直线部分的连线相切。
由图可见工件表面: ( )A.一凹陷的槽,深为λ/4;B.有一凹陷的槽,深为λ/2;C.有一凸起的埂,深为λ/4;D.有一凸起的埂,深为λ。
【答案】:B4、牛顿环实验装置是用一平凸透镜放在一平板玻璃上,接触点为C ,中间夹层是空气,用平行单色光从上向下照射,并从下向上观察,看到许多明暗相间的同心圆环,这些圆环的特点是:( )A.C 是明的,圆环是等距离的;B.C 是明的,圆环是不等距离的;C.C 是暗的,圆环是等距离的;D.C 是暗的,圆环是不等距离的。
【答案】:B5、若将牛顿环玻璃夹层中的空气换成水时,干涉环将: ( )A .变大;B .缩小;C .不变;D .消失。
【答案】:B6、若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹 ( )A .中心暗斑变成亮斑;B .变疏;C .变密;D .间距不变。
【答案】:C7、两个不同的光源发出的两个白光光束,在空间相遇是不会产生干涉图样的,这是由于( )A.白光是由许多不同波长的光组成;B.两个光束的光强不一样;C.两个光源是独立的不相干光源;D.两个不同光源所发出的光,频率不会恰好相等。
【答案】:C8、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于O处。
现将光源S 向下移动到S '位置,则( )A.中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变;B.中央明条纹向上移动,且条纹间距不变;C.中央明条纹向下移动,且条纹间距增大;D.中央明条纹向上移动,且条纹间距增大。
17光的干涉习题解答

第十七章 光的干涉一、 选择题1.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3π,则路径AB 的长度为:( D )A 、 1、5λB 、 1、5n λC 、 3λD 、 1、5λ/n解: πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。
2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其她条件不变,则干涉条纹将 ( A )A 、 变密B 、 变稀C 、 不变D 、 消失解:条纹间距d D x /λ=∆,所以d 增大,x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A。
3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E上的P处就是明条纹。
若将缝S2盖住,并在S1、S2连线的垂直平分选择题3图面上放一平面反射镜M,其它条件不变(如图),则此时( B )A、 P处仍为明条纹B、 P处为暗条纹C、 P处位于明、暗条纹之间D、屏幕E上无干涉条纹解对于屏幕E上方的P点,从S1直接入射到屏幕E上与从出发S1经平面反射镜M反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增 ,因此原来就是明条纹的将变为暗条纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B。
4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心就是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心就是( B )A、亮斑B、暗斑C、可能就是亮斑,也可能就是暗斑 D 、 无法确定解:反射光与透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B )A 、 λ/4B 、 λ/ (4n )C 、 λ/2D 、 λ/ (2n )6.在折射率为n '=1、60的玻璃表面上涂以折射率n =1、38的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为500、0nm 的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C )A 、 5、0nmB 、 30、0nmC 、 90、6nmD 、 250、0nm解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题:光的干涉(课后习题)【含答案及解析】

光的干涉课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)下列关于双缝干涉实验的说法正确的是()A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象D.照射单缝的单色光的波长越小,光屏上出现的条纹宽度越宽,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故选项A错误,B正确;频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,选项C正确;由Δx=ldλ可知,波长越短,条纹间距越窄,选项D错误。
2.(2021河北博野中学高二开学考试)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。
方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与光屏之间(可视为双缝与光屏之间全部为矿泉水),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。
则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)()A.x2=x1B.x2>x1C.该矿泉水的折射率为x1x2D.该矿泉水的折射率为x2x1n=cv和v=fλ可知光在水中的波长小于在空气中的波长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=ldλ可知填充矿泉水后的干涉条纹间距x2小于填充前的干涉条纹间距x1,所以A、B错误;根据n=cv 和v=fλ可得n=λ1λ2,又由x1=ldλ1和x2=ldλ2得n=x1x2,故C正确,D错误。
3.如图所示,用频率为f 的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P 点出现第3条暗条纹,已知光速为c ,则P 点到双缝距离之差S 2P-S 1P 应为( )A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2fλ=c f ,又P 点出现第3级暗条纹,即S 2P-S 1P=5×λ2=5c 2f ,选项D 正确。
4.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏。
光的干涉(有答案)

光的⼲涉(有答案)光的⼲涉⼀、⼲涉的相关知识点1、双缝⼲涉:由同⼀光源发出的光经双缝后,在屏上出现明暗相间的条纹.⽩光的双缝⼲涉的条纹是中央为⽩⾊条纹,两边为彩⾊条纹,单⾊光的双缝⼲涉中相邻亮条纹间距离为Δx = Δx =l dλ 2、薄膜⼲涉:利⽤薄膜(如肥皂液薄膜) 前后两⾯反射的光相遇⽽形成的.图样中同⼀条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同⼆、双缝⼲涉1、⼀束⽩光在真空中通过双缝后在屏上观察到的⼲涉条纹,除中央⽩⾊亮纹外,两侧还有彩⾊条纹,其原因是 ( )A .各⾊光的波长不同,因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同B .各⾊光的速度不同,因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同C .各⾊光的强度不同,因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同D .上述说法都不正确答案 A解析⽩光包含各种颜⾊的光,它们的波长不同,在相同条件下做双缝⼲涉实验时,它们的⼲涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩⾊条纹,A 正确.2、 (2011·北京·14)如图所⽰的双缝⼲涉实验,⽤绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到⼲涉条纹.要得到相邻条纹间距更⼤的⼲涉图样,可以 ( )A .增⼤S1与S 2的间距B .减⼩双缝屏到光屏的距离C .将绿光换为红光D .将绿光换为紫光答案 C解析在双缝⼲涉实验中,相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx =l dλ,要想增⼤条纹间距可以减⼩两缝间距d ,或者增⼤双缝屏到光屏的距离l ,或者换⽤波长更长的光做实验.由此可知,选项C 正确,选项A 、B 、D 错误.3、双缝⼲涉实验装置如图所⽰,绿光通过单缝S 后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S 1和S 2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平⾏的屏上形成⼲涉条纹.屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等,P 点是距O 点最近的第⼀条亮条纹.如果将⼊射的单⾊光换成红光或蓝光,讨论屏上O 点及其上⽅的⼲涉条纹的情况是 ( )A.O点是红光的亮条纹B.O点不是蓝光的亮条纹C.红光的第⼀条亮条纹在P点的上⽅D.蓝光的第⼀条亮条纹在P点的上⽅答案AC解析O点处波程差为零,对于任何光都是振动加强点,均为亮条纹,故B错;红光的波长较长,蓝光的波长较短,根据Δx=ldλ可知,C正确.4、关于光的⼲涉现象,下列说法正确的是()A.在波峰与波峰叠加处,将出现亮条纹;在波⾕与波⾕叠加处,将出现暗条纹B.在双缝⼲涉实验中,光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置,将出现亮纹C.把⼊射光由黄光换成紫光,两相邻亮条纹间的距离变窄D.当薄膜⼲涉的条纹是等间距的平⾏线时,说明薄膜的厚度处处相等答案BC解析在波峰与波峰叠加处,或在波⾕与波⾕叠加处,都是振动加强区,将出现亮条纹,选项A错误;在双缝⼲涉实验中,出现亮纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为波长的整数倍,出现暗纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍,选项B正确;条纹间距公式Δx=ldλ,λ黄>λ紫,选项C正确;薄膜⼲涉实验中的薄膜是“楔形”空⽓膜,选项D错误.5、关于光的⼲涉,下列说法中正确的是()A.在双缝⼲涉现象⾥,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝⼲涉现象⾥,把⼊射光由红光换成紫光,相邻两个明条纹间距将变宽C.只有频率相同的两列光波才能产⽣⼲涉D.频率不同的两列光波也能产⽣⼲涉现象,只是不稳定答案 C解析在双缝⼲涉现象⾥,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,A错误;由条纹间距Δx=ldλ,⼊射光的波长越长,相邻两个明条纹间距越⼤,因此,把⼊射光由红光换成紫光,相邻两个明条纹间距将变窄,B错误;两列光波产⽣⼲涉时,频率必须相同,C正确,D错误.6、如图所⽰,⼀束复⾊光由真空射向半圆形玻璃砖的圆⼼,经玻璃砖后分为两束单⾊光a、b,则()A.玻璃中a光波长⼤于b光波长B.玻璃中a光折射率⼤于b光折射率C .逐渐增⼤⼊射⾓i ,a 光⽐b 光先发⽣全反射D .利⽤同⼀双缝⼲涉实验装置,a 光产⽣的⼲涉条纹间距⽐b 光⼤ad7、在双缝⼲涉实验中,双缝到光屏上P 点的距离之差Δr =0.6 µm ;分别⽤频率为f 1=5.×1014 Hz 和f 2=7.5×1014 Hz 的单⾊光垂直照射双缝,则P 点出现明、暗条纹的情况是A .⽤频率为f 1的单⾊光照射时,出现明条纹B .⽤频率为f 2的单⾊光照射时,出现明条纹C .⽤频率为f 1的单⾊光照射时,出现暗条纹D .⽤频率为f 2的单⾊光照射时,出现暗条纹答案 AD解析根据c =λf ,可得两种单⾊光波长分别为:λ1=c f 1=3×1085×1014m =0.6 µm λ2=c f 2=3×1087.5×1014m =0.4 µm 与题给条件(Δr =0.6 µm)⽐较可知Δr =λ1=32λ2,故⽤频率为f 1的光照射双缝时,P 点出现明条纹;⽤频率为f 2的光照射双缝时,P 点出现暗条纹.8、如图所⽰,在双缝⼲涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的⼀点,已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10-6 m ,分别⽤A 、B 两种单⾊光在空⽓中做双缝⼲涉实验,问P 点是亮条纹还是暗条纹?(1)已知A 光在折射率为1.5的介质中波长为4×10-7 m ;(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10-7 m ,当B 光从这种介质射向空⽓时,临界⾓为37°;(3)若让A 光照射S 1,B 光照射S 2,试分析光屏上能观察到的现象.解析 (1)设A 光在空⽓中波长为λ1,在介质中波长为λ2,由n =c v =λ1λ2,得λ1=nλ2=1.5×4×10-7 m =6×10-7 m 根据路程差Δr =2.1×10-6m ,所以N 1=Δr λ1=2.1×10-66×10-7=3.5 由此可知,从S 1和S 2到P 点的路程差是波长λ1的3.5倍,所以P 点为暗条纹.(2)根据临界⾓与折射率的关系sin C =1n 得n =1sin 37°=53由此可知,B 光在空⽓中波长λ3为:λ3=nλ介=53×3.15×10-7 m =5.25×10-7 m 路程差Δr 和波长λ3的关系为:N 2=Δr λ3=2.1×10-65.25×10-7=4 可见,⽤B 光做光源,P 点为亮条纹.(3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2,这时既不能发⽣⼲涉,也不发⽣衍射,此时在光屏上只能观察到亮光.答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析9、如图所⽰,在双缝⼲涉实验中,已知SS 1=SS 2,且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差Δr =1.5×10-6 m. (1)当S 为λ=0.6 µm 的单⾊光源时,在P 点处将形成______条纹.(2)当S 为λ=0.5 µm 的单⾊光源时,在P 点处将形成______条纹.(均选填“明”或“暗”)答案 (1)暗 (2)明解析 (1)当λ=0.6 µm =0.6×10-6 m 时, Δr =1.5×10-6 m =212λ.在P 点处将形成暗条纹. (2)当λ=0.5 µm =0.5×10-6 m 时,Δr =1.5×10-6 m =3λ,在P 点处将形成明条纹10、如图所⽰,a 、b 为两束不同频率的单⾊光,以45°的⼊射⾓射到玻璃砖的上表⾯,直线OO ′与玻璃砖垂直且与其上表⾯交于N 点,⼊射点A 、B 到N 点的距离相等,经玻璃砖上表⾯折射后两束光相交于图中的P 点,则下列说法正确的是 ( )A .在真空中,a 光的传播速度⼤于b 光的传播速度B .在玻璃中,a 光的传播速度⼩于b 光的传播速度C .同时增⼤⼊射⾓(⼊射⾓始终⼩于90°),则a 光在下表⾯先发⽣全反射D .对同⼀双缝⼲涉装置,a 光的⼲涉条纹⽐b 光的⼲涉条纹宽答案 D解析各种光在真空中的光速相同,选项A 错误;根据题图,⼊射⾓相同,a 光的折射⾓较⼤,所以a 光的折射率较⼩,由光在介质中的光速v =c n得,a 光在介质中的传播速度较⼤,选项B 错误;根据临界⾓公式C =arcsin 1n可知,a 光的临界⾓较⼤,b 光在下表⾯先发⽣全反射,选项C 错误;a 光的折射率较⼩,波长较长,根据公式Δx =l dλ可知,对同⼀双缝⼲涉装置,a 光的⼲涉条纹⽐b 光的⼲涉条纹宽,选项D 正确.三、薄膜⼲涉11、劈尖⼲涉是⼀种薄膜⼲涉,其装置如图7甲所⽰.将⼀块平板玻璃放置在另⼀平板玻璃之上,在⼀端夹⼊两张纸⽚,从⽽在两玻璃表⾯之间形成⼀个劈形空⽓薄膜.当光垂直⼊射后,从上往下看到的⼲涉条纹如图⼄所⽰,⼲涉条纹有如下两个特点:图7(1)任意⼀条明条纹或暗条纹所在位置下⾯的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲装置中抽去⼀张纸⽚,则当光垂直⼊射到新劈形空⽓薄膜后,从上往下观察到的⼲涉条纹将如何变化?答案见解析解析光线在空⽓膜的上下表⾯上反射,并发⽣⼲涉,形成⼲涉条纹,设空⽓膜顶⾓为θ,d 1、d 2处为两相邻明条纹,如图所⽰,则两处光的路程差分别为Δx 1=2d 1,Δx 2=2d 2,因为Δx 2-Δx 1=λ,所以d 2-d 1=12λ. 设条纹间距为Δl ,则由⼏何关系得d 2-d 1Δl =tan θ,即Δl =λ2tan θ.当抽去⼀张纸⽚时,θ减⼩,Δl 增⼤,即条纹变疏.12、甲所⽰,在⼀块平板玻璃上放置⼀平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空⽓膜,让⼀束单⼀波长的光垂直⼊射到该装置上,结果在上⽅观察到如图⼄所⽰的同⼼内疏外密的圆环状⼲涉条纹,称为⽜顿环,以下说法正确的是 ( )A .⼲涉现象是由于凸透镜下表⾯反射光和玻璃上表⾯反射光叠加形成的B .⼲涉现象是由于凸透镜上表⾯反射光和玻璃上表⾯反射光叠加形成的C .⼲涉条纹不等间距是因为空⽓膜厚度不是均匀变化的D .⼲涉条纹不等间距是因为空⽓膜厚度是均匀变化的答案 AC解析由于在凸透镜和平板玻璃之间的空⽓形成薄膜,所以形成相⼲光的反射⾯是凸透镜的下表⾯和平板玻璃的上表⾯,故A 正确,由于凸透镜的下表⾯是圆弧⾯,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的⼲涉条纹,故C 正确,D 错.。
光的干涉习题(附答案)

π
S1
S2
3λ 4
4. 用波长为 λ 的单色光垂直照射牛顿环装置,观察牛顿环,如图所示。若使凸 透镜慢慢向上垂直移动距离 d, 移过视场中某固定观察点的条纹数等于 2d/λ 。
5. 空气中两块玻璃形成的空气劈形膜, 一端厚度为零, 另一端厚度为 0.005 cm, 玻璃折射率为 1.5,空气折射率近似为 1。如图所示,现用波长为 600 nm 的 单色平行光, 沿入射角为 30°角的方向射到玻璃板的上表面, 则在劈形膜上形 成的干涉条纹数目为 144 。
6. 维纳光驻波实验装置示意如图。MM 为金属反射镜,NN 为涂有极薄感光层 的玻璃板。MM 与 NN 之间夹角 φ=3.0×10-4 rad,波长为 λ 的平面单色光通过 NN 板垂直入射到 MM 金属反射镜上,则反射光与入射光在相遇区域形成光 驻波, NN 板的感光层上形成对应于波腹波节的条纹。 实验测得两个相邻的驻 波波腹感光垫 A、B 的间距 1.0 mm,则入射光的波长为 6.0×10-4 mm 。
8. 如图所示,折射率为 n2,厚度为 e 的透明介质薄膜的上、下方透明介质的折 射率分别为 n1 和 n3,且 n1<n2<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之间的光程差为 2长为 λ 的单色平行光垂直照射两个劈尖上,两劈尖角分别为 θ1 和 θ2,折射 率分别为 n1 和 n2, 若两者分别形成的干涉条纹的明条纹间距相等, 则 θ1, θ2, n1,n2 之间的关系为 n1θ1= n2θ2 。
2h c arcsin 0.1 5.7 o arcsin 2hf
11. 油船失事,把大量石油(n=1.2)泄漏在海面上,形成一个很大的油膜。试求: (1)如果你从飞机上竖直地向下看油膜厚度为 460nm 的区域,哪些波长的 可见光反射最强? (2 ) 如果你戴了水下呼吸器从水下竖直的向上看这油膜同 一区域,哪些波长的可见光透射最强?(水的折射率为 1.33) 答:因为在油膜上下表面反射光都有半波损失, (1)反射光干涉加强:2nd=k
高中物理光的干涉题解答方法

高中物理光的干涉题解答方法在高中物理学习中,光的干涉是一个重要的知识点。
干涉现象是指两束或多束光波相遇时,由于它们的波动性质而产生的相互增强或相互抵消的现象。
在解决光的干涉题目时,我们可以采取以下方法。
一、确定题目类型首先,我们需要确定题目的类型。
光的干涉题目主要包括两个方面:干涉条纹的间距问题和干涉条纹的颜色问题。
在解答问题之前,我们需要明确题目所涉及的具体内容,以便有针对性地进行解答。
二、分析题目条件在解答光的干涉题目时,我们需要仔细分析题目中给出的条件。
通常,题目会给出光的波长、光程差、干涉条纹的间距等相关信息。
我们需要根据这些条件来确定解题的方法和步骤。
例如,考虑以下题目:两束光波的波长分别为λ1和λ2,它们的光程差为d,求干涉条纹的间距。
对于这个题目,我们需要明确给出了两束光波的波长和光程差,我们可以利用光程差的概念来解答。
光程差是指两束光波在到达某一点时所经过的光程之差。
在这个题目中,我们可以利用光程差的公式d=mλ1-mλ2来求解干涉条纹的间距,其中m为整数。
三、应用干涉条件在解答光的干涉题目时,我们需要根据干涉的条件来推导和计算。
通常,干涉的条件包括相干性条件和干涉条件。
相干性条件是指两束光波的相位差保持不变,即相干性条件是干涉现象发生的前提。
干涉条件是指两束光波在相遇时产生干涉现象的条件。
例如,考虑以下题目:两束光波的波长分别为λ1和λ2,它们的相位差为Δφ,求干涉条纹的间距。
对于这个题目,我们需要先确定两束光波的相位差。
在干涉条件下,两束光波的相位差为Δφ=2πd/λ,其中d为光程差,λ为波长。
然后,我们可以根据相位差的公式来计算干涉条纹的间距。
四、举一反三通过解答光的干涉题目,我们可以举一反三,应用所学的知识来解决其他类似的问题。
例如,我们可以考虑以下题目:两束光波的波长分别为λ1和λ2,它们的光程差为d,求干涉条纹的颜色。
对于这个题目,我们可以利用干涉条纹的颜色与光程差的关系来解答。
光的干涉习题答案与解法(2010111)

光的干涉习题、答案与解法一. 选择题1.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π,则此路径AB 的光程(B ) A 、 λ5.0; B 、 n λ5.0; C 、 n λ5.0; D 、 λ. 参考解法:δλπϕ2=∆ 其中δ为光程差2.单色平行光垂直照射在薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,如图,若薄膜的厚度为e ,且321n n n <<,1λ为入射光在1n 中的波长,则两束反射光的光程差为(A )A e n 22B 11222n e n λ-C 2212n e n λ-D 22212n e n λ-3.若一双缝装置的两个缝分别被折射率为1n 和2n 的两块厚度均为e 的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大处的两束光的光程差为(B )A 0 ;B e n n e n n )()(2112--或 ;C e n n )(12+ ;D 无法确定。
参考解法:()e n n e n e n 1212-=-=δ 或()e n n e n e n 2121-=-=δ4.在双缝干涉实验中,若双缝所在的平面稍微向下平移,其他条件不变,则屏上的干涉条纹( A )A 向下平移,且间距不变B 向上平移,且间距不变C 不移动,但间距改变 C 向上平移,且间距改变1n 2n 3n 1入射光2反射光1反射光e参考解法:nl 2λθ=当θ不变时,l 保持不变。
5.用劈尖干涉法检测工件表面的缺陷,当波长为λ的单色光平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如图,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切,则表面与条纹弯曲部分出对应的部分(B )A 凸起,且高度为4λ;B 凸起,且高度为2λ;C 凹陷,且高度为2λ;D 凹陷,且高度为4λ. 参考解法:Hll=2λ2λ=H6.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿还得装置上。
当平凸镜垂直向下缓慢平移而接近平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹(C ) A 向右平移; B 向中心收缩;C 向外扩张;D 静止不动;E 向左平移. 参考解法:由等厚干涉定义得知,当平凸镜垂直向下缓慢平移时,环状干涉条纹向外扩张。
高三物理光的干涉试题答案及解析

高三物理光的干涉试题答案及解析1.氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光,从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光。
关于这两种光的下列说法正确的是A.a光的光子能量比b光的光子的能量大B.在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小C.若a光不能使某金属发生光电效应,则b光一定不能使该金属发生光电效应D.在同一双缝干涉装置进行实验,所得到的相邻干涉条纹的间距,a光的比b的大一些【答案】D【解析】氢原子在不同能级之间发生跃迁,那么从高能级到低能级释放的光子能量等于能级差,因此有,,因此有a光的光子能量比b光的光子的能量小,选项A错。
同样可知,即a光的频率比b光的频率低,折射率,根据可知同种介质中a 光的传播速度比b光的传播速度大选项B错。
波长关系,那么双缝干涉条纹间距,波长越长则间距大即a光的间距大,选项D对。
若a光不能使某金属发生光电效应,但b光的能量比a光大,有可能大于金属逸出功而发生光电效应,选项C错。
【考点】氢原子能级结构光电效应双缝干涉2.如图所示,a和b都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为r,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角从O点射入板,且射出b板后的两束单色光通过空气射在地面上M.N两点,由此可知( )A.若射到M.N,两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到M点的光形成干涉条纹的间距小,这束光为蓝光,光子的能量大B.若射到M.N两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到M点的光形成干涉条纹的间距大,这束光为红光,光子的能量小C.射到N点的光为蓝光,光子的能量小,较容易发生衍射现象D.射到N点的光为红光,光子的能量大,较难发生衍射现象【答案】A【解析】蓝光的频率大,相对玻璃的折射率大,故从b板射出后偏移程度大,结合题意,能判断射到M点的为蓝光,射到N点的为红光,发生双缝干涉,条纹间距与波长成正比,蓝光的波长小,频率大,故形成的干涉条纹间距小,光子的能量大,选项A项正确,B项错误.波长越长,越容易发生衍射,选项C.D两项错误.3.在《用双缝干涉测光的波长》实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图所示),并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏,从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm,然后,接通电源使光源正常工作。
高中物理光的干涉题解析

高中物理光的干涉题解析在高中物理学习中,光的干涉是一个重要的知识点。
干涉现象是光波的重要特性之一,也是光的波动性的直接体现。
掌握光的干涉原理和解题技巧,对于理解光的性质和应用具有重要意义。
本文将以具体题目为例,对高中物理光的干涉题进行解析,帮助学生和家长更好地理解和应用这一知识点。
题目一:两个相干光源S1和S2,波长分别为λ1和λ2,通过一狭缝射到屏幕上,观察到一系列等距的明暗条纹。
已知两个相邻亮纹之间的距离为d,试求狭缝到屏幕的距离D与两个光源间距离d的关系。
解析:这是一个关于光的干涉条纹间距的题目。
根据光的干涉原理,两个相干光源通过狭缝射到屏幕上时,会形成一系列明暗条纹,其中相邻亮纹之间的距离d 与狭缝到屏幕的距离D和两个光源间距离d之间存在一定的关系。
根据干涉的条件,两个相干光源的光程差应为整数倍的波长,即mλ1 =(m+1)λ2,其中m为整数。
根据这个条件,可以得到两个光源间距离d与波长λ1、λ2之间的关系。
进一步,根据几何关系,可以得到狭缝到屏幕的距离D与两个光源间距离d的关系。
题目二:在一幅光的干涉图样中,相邻暗纹之间的距离为2mm,光源间的距离为3cm,求波长。
解析:这是一个求解光的波长的题目。
根据干涉的条件,相邻暗纹之间的距离d与光源间距离d和波长λ之间存在一定的关系。
根据几何关系,可以得到相邻暗纹之间的距离d与狭缝到屏幕的距离D和波长λ的关系。
通过已知条件,可以列出方程,进而求解波长。
题目三:两个相干光源S1和S2,波长分别为λ1和λ2,通过一狭缝射到屏幕上,观察到一系列等距的明暗条纹。
已知两个相邻暗纹之间的距离d,求两个光源间的相位差。
解析:这是一个求解光源间相位差的题目。
根据干涉的条件,相邻暗纹之间的距离d与光源间相位差Δφ和波长λ之间存在一定的关系。
根据几何关系,可以得到相邻暗纹之间的距离d与狭缝到屏幕的距离D、光源间相位差Δφ和波长λ的关系。
通过已知条件,可以列出方程,进而求解光源间相位差。
高中物理光的干涉问题解析

高中物理光的干涉问题解析在高中物理学习中,光的干涉是一个重要的概念,也是考试中经常出现的题型之一。
干涉是指两束或多束光波相互叠加产生的现象,它可以解释许多光的特性和现象,如薄膜干涉、杨氏双缝干涉等。
本文将通过具体的例题,分析解决干涉问题的方法和技巧,帮助高中学生更好地理解和应用干涉概念。
一、薄膜干涉问题薄膜干涉是光的干涉中的一个重要问题。
我们以一道光线从空气射入厚度为t的透明薄膜,然后射入介质为n的介质中,再从介质射入空气中。
这个过程中,光线会发生反射和折射,产生干涉现象。
下面我们通过一个例题来说明解决薄膜干涉问题的方法。
例题:一束波长为λ的光垂直射入厚度为t的空气膜,上下表面的折射率分别为n1和n2,已知n1>n2。
当n1t=λ/4时,求干涉条纹的间距。
解析:根据薄膜干涉的条件,当光波从厚度为t的薄膜射出时,光程差为2nt。
而干涉条纹的间距与光程差有关,可以通过以下公式计算:间距d = λ / (2(n1-n2)cosθ)其中,θ为入射角。
在本题中,由于光是垂直射入薄膜,所以θ=0°,cosθ=1。
代入已知条件,我们可以得到:d = λ / (2(n1-n2))这样,我们就得到了干涉条纹的间距与波长、折射率之间的关系。
通过这个例题,我们可以看出,解决薄膜干涉问题的关键是确定光程差和干涉条纹的间距之间的关系,并运用相关公式进行计算。
二、杨氏双缝干涉问题杨氏双缝干涉是光的干涉中的另一个重要问题。
我们将一束光通过两个狭缝射入屏幕上,观察到一系列明暗相间的干涉条纹。
下面我们通过一个例题来说明解决杨氏双缝干涉问题的方法。
例题:两个狭缝间距为d,一束波长为λ的光垂直射入,屏幕离狭缝距离为D。
求第m级明条纹的角宽度。
解析:根据杨氏双缝干涉的条件,明条纹的角宽度可以通过以下公式计算:θ = λ / d其中,θ为角宽度。
在本题中,我们需要求解第m级明条纹的角宽度,可以通过以下公式计算:θm = mλ / d这样,我们就得到了第m级明条纹的角宽度与波长、狭缝间距之间的关系。
光的干涉(解析版)

第3节光的干涉一、光的双缝干涉1.如图所示是研究光的双缝干涉的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。
已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P向上数,与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹,则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹.设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于()A.9.5λB.10λC.10.5λD.20λ【答案】B【详解】由题设可知,从中央亮条纹P算起,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1为波长的整数倍,且刚好是10个波长,B正确。
故选B。
2.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为d,双缝到光屏的距离为L,调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹。
关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况,下列叙述中正确的是()A.屏上所有暗线都是从双缝中出来的两列光波的波谷与波谷叠加形成的B.若将光屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹C.若只减小双缝间距d,屏上两相邻明条纹间距离变小D.若只改用频率较大的单色光,屏上两相邻明条纹间距离变大【答案】B【详解】A.从双缝中出来的两列光波的波谷与波峰叠加形成暗线,故A错误;B.根据双缝干涉条纹的间距公式Lxd λ∆=可知将光屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹,故B 正确;C.根据双缝干涉条纹的间距公式Lxd λ∆=可知,若只减小双缝间距d,屏上两相邻明条纹间距离变大,故C 错误;D.频率变大,波长变短,根据间距公式可知条纹间距变短,故D错误;故选B。
二、薄膜干涉3.关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉条纹,下列说法正确的是()A.干涉条纹是光在薄膜前、后两个表面反射,形成的两列光波叠加的结果B.若明暗相间的条纹相互平行,说明薄膜的厚度是均匀的C.用紫光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距大D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的【答案】A【详解】A.干涉条纹是光在薄膜前、后两个表面反射,形成的两列光波叠加的结果,故A正确;B.若明暗相间的条纹相互平行,说明肥皂液薄膜的厚度变化是均匀的,故B错误;C.由于紫光的波长比红光的小,故用紫光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小,故C错误;D.薄膜上的干涉条纹基本上是水平的,故D错误。
关于光的干涉的习题与答案

关于光的干涉的习题与答案
光的干涉习题与答案
光的干涉是光学中非常重要的一个现象,它揭示了光波的波动性质。
在干涉现象中,光波会相互叠加,形成明暗条纹,从而产生干涉图样。
下面我们来看一些关于光的干涉的习题与答案。
习题一:两束相干光波在空气中相遇,它们的波长分别为600nm和450nm,求它们的相位差。
解答:相位差可以用公式Δφ=2πΔx/λ来计算,其中Δx为两束光波的光程差,λ为光波的波长。
由于光程差Δx=0,所以相位差Δφ=0。
习题二:在双缝干涉实验中,两个狭缝间距为0.2mm,波长为500nm的光波垂直入射到狭缝上,求干涉条纹的间距。
解答:干涉条纹的间距可以用公式dλ/D来计算,其中d为狭缝间距,λ为光波的波长,D为观察屏到狭缝的距离。
代入数据可得,间距为0.1mm。
习题三:在双缝干涉实验中,两个狭缝间距为0.1mm,波长为600nm的光波垂直入射到狭缝上,观察屏到狭缝的距离为2m,求干涉条纹的间距。
解答:代入数据可得,间距为0.3mm。
通过以上习题与答案,我们可以看到光的干涉现象在实际问题中的应用。
对于学习光学的同学来说,掌握光的干涉原理和计算方法是非常重要的。
希望大家能够通过练习,加深对光的干涉现象的理解,提高解决实际问题的能力。
大学物理17光学习题

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已知:l=680nm,L =12cm, d =0.048mm 解:
l l sin q = 2 L l l lL l =2 = 2d/L = 2d sinq
680×120 = 2×0.048 =0.85 (mm)
120 =141(条) L k= l = 0.85
q
d
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17-16 一玻璃劈尖的末端的厚度为0.05 mm,折射率为1.50,今用波长为700nm 的平行单色光以300的入射角射到劈尖的上 表面,试求: (1)在玻璃劈尖的上表面所形成的干涉条 纹数目; (2)若以尺寸完全相同的由两玻璃片形成 的空气劈尖代替上述的玻璃劈尖,则所产生 的条纹数目又为多少?
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解: (1) 对于钠光 dsin j 0 = l 对于l1光 dsin j = l1
j0 = 0.20
j =0.220
sin j l sin 0.220 l1 = = sin0.20 ×5894 sin j 0 =684.2×10-4 (nm)
l (2) 放入水中后 l2 = n sin j 0 sin0.20 sin j = n = 1.33
=637 (nm)
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17-10 白光垂直照射在空气中厚度为 0.40mm的玻璃片上,玻璃的折射率为1.50, 试问在可见光范围内 (l =400~700nm), 哪些波长的光在反射中增强?哪些波长的光 在透射中增强?
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解:若反射光干涉加强 解: l 2ne + 2 =kl k=1,2,3...
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习题总目录
17-1 在双缝干涉实验中,两缝的间距为 0.6mm,照亮狭缝S 的光杠杆汞弧灯加上绿 色滤光片,在2.5m远处的屏幕上出现干涉条 纹,测得相邻两明条纹中心的距离为2.27 mm。试计算入射光的波长。
《光的干涉》选择题解答与分析

6光的干涉6.1光程、光程差1.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(A) 传播的路程相等,走过的光程相等. (B) 传播的路程相等,走过的光程不相等. (C) 传播的路程不相等,走过的光程相等.(D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等.答案:(C)参考解答:光在空气中和在玻璃中的传播速度不同,所以在相同的时间内传播的路程不相等;而介质的折射率,uc n=光程=介质的折射率⨯几何路程,t c t u uc ∆=∆⋅=与介质无关,所以在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中走过的光程相等。
实际上光程概念的引入,就是为便于计算光通过不同介质时的位相变化。
对所有错误选择,进入下面的讨论。
1.1怎么理解光程的物理意义?参考解答:若光在折射率为n 的介质中通过了几何路程r ,则其光程是nr 。
光程实际上是把光在介质中通过的路程按相位变化相同折合为真空的路程。
即nrr nλπλπ22=其中,n λ——介质中的波长; λ——真空质中的波长。
理解光程的物理意义可从下面两个方面(1) 从相位差上理解:介质中几何路程r 包含完整波的数目n r λ/(介质中的波数)与真空中几何路程nr 包含的完整波的数目λ/nr (真空中的波数)相同,所以二者产生相同的相位差。
(2) 从时间上理解:设介质中的光速为u ,真空中光速为c 。
光在介质中通过几何路程r 的时间u r /与在真空中通过几何路程nr 的时间c nr /相同。
即有cnr nc r u r ==/。
进入下一题2. 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AB 的光程为 (A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n . (C) 1.5 n λ. (D) 3 λ.答案:(A)参考解答:利用相位差与光程的公式:λδ2πΔ=φ,有 nn λδππ23=.得n n λδ5.1=,注意有:nn λλ=, 所以λδ5.1=.引入光程的好处在于:计算光经不同介质传播时对应的位相变化,统一用真空中的波长,不必考虑介质中波长的不同。
光的干涉习题与答案解析

组合产生的第 10 个暗环半径分别为 rBC 4.5mm 和 rAC 5mm ,试计算 RA 、 RB 和 RC 。
h r2
解:
2R
OA
hAB
hA
hB
rAB 2 2RA
rAB 2 2RB
rAB 2 2
1 ( RA
1 )
RB
同理, hBC
rBC 2
1 ( RB
1 RC
)
RA
hAC
rAC 2
P2
2mm
P1
P0
0.4m
1.5m
题图
y r0 1500 500106 0.1875mm
解:(1)干涉条纹间距
d
4
(2)产生干涉区域 P1P2 由图中几何关系得:设 p2 点为 y2 位置、 P1 点位置为 y1
则干涉区域
y y2 y1
y2
1 2
r0
r tan2
1 2
r0
r
1 2
1 2
r0
y r0 500 500106 1.25
解: d 0.2
mm
I1 2I2
A12 2 A22
A1 2 A2
V
1
2
A1 A1
/ /
A2 A2
2
22 1 2
0.9427
0.94
5. 波长为 700nm 的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为 20cm,棱到光屏间的距离 L 为 180cm,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为 1mm,求双镜平面之间的夹角θ。
1 ( RA
1 RC
解:对于亮环,有
rj
(2 j 1) R 2
( j 0,1,2,3,)
第十七章 光学习题

由衍射明纹条件
bsin 2k 1 / 2
L
b
φ
P
x
O
2k1 11 2k2 12
f
解 将2 600nm, k2 2, k1 3代入
1 2k2 12 /2k1 1 428.6nm
T17-22 已知单缝宽度 b = 1·0×10-4 m ,透镜焦距 f = 0·50m , 用 λ1 = 400nm 和 λ2 = 760nm 的单色平行光分别垂直照射 ,求
当k取其他值时,波长均超出可见光范围。
17、6若膜的厚度为d=350nm,且n1>n2<n3,问: (1)、反射光中那几种波长的光得到加强? (2)、透射光中那几种波长的光会消失?
分析:在n1>n2<n3的情况下,两反射光的光程差为:
2n2d / 2
另外,当反射加强时,透射对应消失。
当k取0、1、2、3、4时,对应x分别取: x=∞、7.5m,3.0m,1.17m,0m这些位置。 由于球面波振幅和半径成反比,所以在无穷远 点,信号为零,信号加强点共有四个。
17-9如图所示,利用空气劈尖测细丝直径,已知
=589.3nm,L=2.888 10-2m,测得30条条纹的总宽度为
4.295 10-3m,求细丝直径d.
17、8图中S1和S2是两个点状、同相、相距4.0m的波 源,设二者的发射功率相等,都发射波长为1m的电 磁波,若一检波器沿OX的方向由S1向右移动,问发 现几个信号最强点,这些点距离S1点多远?
分析:所谓的信号最强点,指
y/m
的是两波源所发射的波列在该
S2
点干涉加强;
4.0m
根据干涉加强的条件,能使两
2
高中物理光的干涉分析题解析

高中物理光的干涉分析题解析光的干涉是高中物理中的重要内容之一,也是难点之一。
在考试中,常常会出现与光的干涉相关的分析题,考察学生对干涉现象的理解和应用能力。
本文将以几个典型的干涉分析题为例,详细解析其考点和解题技巧,帮助高中学生和他们的父母更好地应对这类题目。
一、双缝干涉双缝干涉是干涉的经典实验,也是考试中常见的题型。
例如,一道典型的题目如下:某实验室用波长为550nm的单色光照射到双缝上,两缝间距为0.1mm,屏幕距离双缝为2m。
求干涉条纹的间距。
解析:这道题考察的是双缝干涉的基本原理和公式的应用。
根据双缝干涉的公式d·sinθ = m·λ,其中 d 为双缝间距,θ 为干涉条纹的角度,m 为干涉级次,λ 为波长。
由题可知,双缝间距为0.1mm,屏幕距离双缝为2m,波长为550nm。
代入公式可得:0.1mm·sinθ = m·550nm将双缝间距0.1mm转化为米,得0.1×10^-3m·sinθ = m·550×10^-9m由于屏幕距离双缝为2m,因此可以近似认为干涉角度θ很小,即sinθ≈θ,代入公式可得:0.1×10^-3m·θ ≈ m·550×10^-9m由此可得,干涉条纹的间距为:θ ≈ m·550×10^-9m / (0.1×10^-3m) = m·5.5×10^-4通过这道题,我们可以看出,解决双缝干涉问题的关键在于正确应用干涉公式,注意单位的转换和近似处理。
同时,我们还可以通过改变波长、双缝间距或屏幕距离来观察干涉条纹的变化,进一步加深对干涉现象的理解。
二、薄膜干涉薄膜干涉是光的干涉中的另一重要内容,也是常见的考点。
例如,一道典型的题目如下:一块厚度为t的平行平板玻璃,其上表面涂有折射率为n1的透明薄膜,玻璃的折射率为n2。
17光的干涉习题解答讲解

第十七章 光的干涉一. 选择题1.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3π,则路径AB 的长度为:( D )A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n解: πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。
2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其他条件不变,则干涉条纹将 ( A )A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解:条纹间距d D x /λ=∆,所以d 增大,x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ,其它条件不变(如图),则此时 ( B )A. P 处仍为明条纹B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点,从S 1直接入射到屏幕E上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增 ,因此原来是明条纹的将变为暗条纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C.可能是亮斑,也可能是选择题3图暗斑 D. 无法确定解:反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n )6.在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C )A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
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第十七章 光的干涉一. 选择题1.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3π,则路径AB 的长度为:( D )A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n解: πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。
2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其他条件不变,则干涉条纹将 ( A )A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解:条纹间距d D x /λ=∆,所以d 增大,x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ,其它条件不变(如图),则此时 ( B )A. P 处仍为明条纹B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点,从S 1直接入射到屏幕E上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增 ,因此原来是明条纹的将变为暗条纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C.可能是亮斑,也可能是选择题3图暗斑 D. 无法确定解:反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n )6.在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C )A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
7.用波长为λ的单色光垂直照射到空气劈尖上,观察等厚干涉条纹。
当劈尖角增大时,观察到的干涉条纹的间距将( B )A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定 解:减小。
增大,故l n l ,sin 2θθλ= 本题答案为B 。
8. 在牛顿环装置中,将平凸透镜慢慢地向上平移,由反射光形成的牛顿环将 ( c )A. 向外扩张,环心呈明暗交替变化B. 向外扩张,条纹间隔变大C. 向中心收缩,环心呈明暗交替变化D. 无向中心收缩,条纹间隔变小解:本题答案为C 。
9.用波长为λ的单色平行光垂直照射牛顿环装置,观察从空气膜上下两表面反射的光形成的牛顿环。
第四级暗纹对应的空气膜厚度为( B )A. 4λB. 2λC. 4.5λD. 2.25λ解:暗条纹条件:,2/)12(2/2λλ+=+k ne k=4,n=1,所以λ2=e 。
本题答案为B 。
10.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是( D )A. λ/2B. λ/(2n )C. λ/nD. λ/(2(n -1))解:)1(2/ ,)1(2-==-=∆n d d n λλδ故本题答案为D 。
二. 填空题1.在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 ,若使单色光波长减小,则干涉条纹间距 。
解:d D x λ=∆,所以 d 增大,x ∆减小;λ减小,x ∆也减小。
2.如图,在双缝干涉中若把一厚度为e ,折射率为n 的薄云母片,覆盖在S 1缝上,中央明纹将向移动。
覆盖云母片后,两束相干光屏到达原中央明纹o 处的光程差为 。
解:因为n >1,光从S 1、S 2传播到屏幕上相遇时光程差为零的点在o 点上方,所以中央明纹将向上移动。
光程差为e n )1(-。
3.在双缝干涉实验中,中央明条纹的光强度为I 0,若遮住一条缝,则原中央明条纹处的光强度变为 。
解:中央明条纹的光强度为I 02)2(A ∝,遮住一条缝,则原中央明条纹处的光强度I 2A ∝,I =40I 。
4.如图所示,在双缝干涉实验中,SS 1=SS 2,用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2,通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹,已知P 点处为第三级明条纹,则S 1和S 2到P 点的光程差为 ;若将整个装置放于某种透明液体中,P 点为第四级明条纹,则该液体的折射率n = 。
解: λδk = k =3 所以λδ3=。
在透明液体中λδ'k n =,4'=k ,所以n λλ43=,34=n3填空题5图填空题4图5.如图所示,当单色光垂直入射薄膜时,经上下两表面反射的两束光发生干涉。
当n 1<n 2<n 3时,其光程差为 ;当n 1=n 3<n 2时,其光程差为 。
解:3221,n n n n << 所以上、下表面的反射光都有半波损失,附加光程差0'=δ故光程差e n 22=δ。
231n n n <=时,上表面有半波损失,下表面无半波损失,附加光程差2'λδ=,故光程差222λδ+=e n 。
6.用波长为λ的单色光垂直照射如图所示的劈尖膜(n 1>n 2 >n 3 ),观察反射光干涉,劈尖顶角处为 条纹,从劈尖膜尖顶算起,第2条明条纹中心所对应的厚度为 。
解:n 1>n 2 >n 3 所以上、下表面的反射光都没有半波损失,故劈尖顶角处光程差为零,为明条纹;第2条明条纹即第一级明条纹1,22==k k e n λ,所以22n e λ=。
7.单色光垂直照射在劈尖上,产生等厚干涉条纹,为了使条纹的间距变小,可采用的方法是:使劈尖角 ,或改用波长较 的光源。
n 1n 2 n 3填空题6图解:θλsin 2=l ,要使l 变小,使劈尖角增大,或用波长较小的光源。
8.某一牛顿环装置都是用折射率为1.52的玻璃制成的,若把它从空气中搬入水中,用同一单色光做实验,则干涉条纹的间距 ,其中心是 斑。
解:λλλδk R r n e n =+=+=2222水,n R k r λ)(21-=,n 变大,干涉条纹间距变密。
其中心是暗斑。
9.用迈克耳孙干涉仪测反射镜的位移,若入射光波波长λ=628.9nm ,当移动活动反射镜时,干涉条纹移动了2048条,反射镜移动的距离为 。
解:2λN d =∆=0.644mm 。
三. 计算题1.在双缝干涉实验中,若缝间距为所用光波波长的1000倍,观察屏与双缝相距50cm ,求相邻明纹的间距。
解:由双缝干涉公式x = k λ D /d得:∆x =λ D /d = 0.05 cm2.在图示的双缝干涉实验中,若用折射率为n 1=1.4的薄玻璃片覆盖缝S 1,用同样厚度但折射率为n 2=1.7的玻璃片覆盖缝S 2,将使屏上原中央明条纹所在处O 变为第五级明条纹,设单色光波长λ=480.0nm ,求玻璃片厚度d (可认为光线垂直穿过玻璃片)。
解:双缝未覆盖玻璃片之前,两束光到达中央明条纹所在处o 点的光程差 r 2 - r 1 = 0双缝未覆盖玻璃片之后,o 点变为第五级明纹,因此两束光到达o 点后的光程差 [n 2d +(r 2 -d )] -[n 1d +(r 1-d )]= 5λ因此(n 2 - n 1 ) d = 5λd = 5λ/ (n 2 - n 1 )=5⨯480⨯10-9/(1.7-1.4)=8⨯10-6 m3.在杨氏双缝实验中,两缝之间的距离d =0.5mm ,缝到屏的距离为D =25cm ,若先后用波长为400nm 和600nm 两种单色光入射,求:(1)两种单色光产生的干涉条纹间距各是多少?(2)两种单色光的干涉条纹第一次重叠处距屏中心距离为多少?各是第几级条纹?计算题2图解:如图所示,屏上p点处,从两缝射出的光程差为δ= x d / D明纹条件δ = ±kλ屏上明纹位置x = ±D kλ/ d(1) 两明条纹的间距∆x = Dλ/d∆x2 = Dλ2/d = 0.3mm(2)x1=x2即k1λ1 = k2λ2k1/k2 =λ2/λ1=3/2第一次重叠k1=3, k2 =2x1 = x2 = 0.6mm故两种单色光的干涉条纹第一次重叠处距屏中心距离为0.6mm,波长为400nm的是第3级条纹,波长为600nm的是第2级条纹。
4.如图,用白光垂直照射厚度e = 400nm的薄膜,若薄膜折射率n2 =1.4,且n1>n2>n3,则反射光中哪些波长的可见光得到加强?解:由于n 1 > n 2 > n 3从上下表面反射的光均无半波损失。
反射光得到加强的条件是2 n 2e = k λ λ= 2.8⨯400/ kk = 1时,λ= 1120 nmk = 2时,λ= 560 nmk = 3时,λ= 373.3nm 可见光范围400nm~760nm ,所以反射光中可见光得到加强的是560nm 。
5. 一片玻璃(n =1.5)表面附有一层油膜(n =1.32),今用一波长连续可调的单色光束垂直照射油面。
当波长为485nm 时,反射光干涉相消。
当波长增为679nm 时,反射光再次干涉相消。
求油膜的厚度。
解:由于在油膜上,下表面反射时都有相位跃变π,所以反射光干涉相消的条件是2ne =(2k +1)λ/2。
于是有n 32 e计算题4图2ne =(2k +1)λ1/2=(2k -1)λ2/2 由此解出)(21212λλλλ-+=k ,进一步得到油膜的厚度 nm 643485679321248567921212=-⨯⨯⨯=-=)(.)(n e λλλλ 6.在折射率n =1.52的镜头表面涂有一层折射率n 2=1.38的MgF 2增透膜。
如果此膜适用于波长λ=550nm 的光,膜的最小厚度应是多少?解:透射光干涉加强的条件是2ne +λ/2=k λ,k =1,2,…m 10)6.993.199(38.1210550)21(2)21(99--⨯-=⨯⨯⨯-=-=k k n k e λ 故最薄需要e =99.6nm 。
7.用波长为λ1的单色光照射空气劈尖,从反射光干涉条纹中观察到劈尖装置的A 点处为暗条纹,若连续改变入射光波长,直到波长变为λ2(λ2>λ1)时,A 点再次变为暗条纹,求A 点处的空气薄膜厚度。
解:设A 点处空气薄膜厚度为e ,则有:2e +λ1/ 2=(2k +1)λ/2即:2e = k λ1 。
因此改变波长后有:2e = (k -1) λ2。