大学物理 练习6 光的干涉
光的干涉试题及答案
光的干涉试题及答案一、选择题1. 光的干涉现象是指：A. 光波的叠加B. 光波的衍射C. 光波的反射D. 光波的折射答案：A2. 以下哪个条件是产生光的干涉的必要条件？A. 光波的频率相同B. 光波的振幅相同C. 光波的传播方向相同D. 光波的相位差恒定答案：D3. 杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与以下哪个因素无关？A. 双缝间的距离B. 光的波长C. 屏幕与双缝的距离D. 观察者与屏幕的距离答案：D二、填空题1. 在光的干涉中，当两列波的相位差为0时，光强增强，这种现象称为________。
答案：相长干涉2. 光的干涉条纹的间距可以通过公式________计算得出。
答案：Δx = (λL) / d三、简答题1. 请简述光的干涉现象是如何产生的？答案：光的干涉现象是由两列或多列光波在空间某点相遇时，由于光波的相位差，导致光强在某些区域增强，在另一些区域减弱，从而形成明暗相间的干涉条纹。
2. 光的干涉实验中，如何改变干涉条纹的间距？答案：可以通过改变光源的波长、改变双缝间的距离或者改变屏幕与双缝之间的距离来改变干涉条纹的间距。
四、计算题1. 已知杨氏双缝干涉实验中，双缝间的距离d=0.5mm，屏幕与双缝之间的距离L=1.5m，光的波长λ=600nm，求干涉条纹的间距。
答案：Δx = (λL) / d = (600×10^-9 m × 1.5m) / (0.5×10^-3 m) = 1.8×10^-4 m2. 如果在上述实验中，将双缝间的距离增加到1.0mm，求新的干涉条纹间距。
答案：Δx = (λL) / d = (600×10^-9 m × 1.5m) / (1.0×10^-3 m) = 9.0×10^-4 m。
高考物理光的干涉题
高考物理光的干涉题光的干涉是光学中常见的现象，也是光的波动性质的重要体现。
干涉现象在日常生活和实际应用中有着广泛的应用，特别是在光学仪器设计和光学测量中。
光的干涉可分为两种类型：构成干涉的两束光线可以是来自同一光源的相干光，也可以是来自不同光源的相干光。
其中，同一光源产生的干涉称为自相干干涉，不同光源产生的干涉称为异相干干涉。
自相干干涉是由于光经过不同路径传播而产生的相位差导致的。
当两束来自同一光源的相干光经过不同路径传播，使得其中一束光经过的路径比另一束光长（或短）时，两束光相遇时将产生干涉现象。
自相干干涉的典型实验是杨氏双缝干涉实验。
在杨氏双缝干涉实验中，光通过一狭缝后，形成了一组光的波前，再经过两个相距很近的狭缝，形成了两组波阵面。
这两组波阵面在屏幕上相遇，根据波的叠加原理，我们可以观察到明暗条纹的干涉图案。
这是由于两束光的波阵面相遇时具有相位差，导致光的干涉。
光的干涉还可以通过使用干涉仪来观察和研究。
一种常见的干涉仪是迈克尔逊干涉仪，由美国物理学家迈克尔逊发明。
迈克尔逊干涉仪由一个光源、半反射镜、和两个镜子组成。
其中，半反射镜使得光线一部分透过，并且一部分反射。
反射回来的光线经过镜子反射后再次经过半反射镜。
当两束光线重新相遇时，形成干涉图案。
通过调节其中一个镜子的位置，可以观察到明暗条纹的变化，研究光的干涉特性。
另一种干涉现象是薄膜干涉。
当光通过一个厚度相对较小的薄膜时，光的波长与薄膜的厚度相比可以忽略不计，因此，光线垂直入射和出射时，通过薄膜的两束光线之间会产生干涉现象。
这种干涉现象可以用来解释例如油膜彩虹的现象。
光的干涉原理在实际应用中有广泛的应用。
例如，干涉仪可以用于测量物体的形状、薄膜的厚度等参数，还可以用于光学仪器中的测试和校准。
此外，通过利用干涉现象，还可以实现光的分波器、干涉滤波器、干涉光栅等各种光学元件的设计和制造。
总之，光的干涉是光学中的重要现象，通过对干涉原理的研究和应用，我们可以更好地理解光的波动性质，并且可以实现各种各样的光学器件和应用。
大学物理实验：光的干涉
4.11光的干涉—－牛顿环要观察到光的干涉图象，如何获得相干光就成了重要的问题，利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠起来。
由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光，所以它们将满足相干条件而成为相干光。
获得相干光方法有两种。
一种叫分波阵面法，另一种叫分振幅法。
牛顿环是一种用分振幅方法实现的等厚干涉现象，最早为牛顿所发现，所以叫牛顿环。
在科学研究和工业技术上有着广泛的应用，如测量光波的波长，精确地测量长度、厚度和角度，检验试件表面的光洁度，研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。
【实验目的】1. 通过实验加深对等厚干涉的理解。
2. 学会使用读数显微镜并通过牛顿环测量透镜的曲率半径。
3. 学会使用读数显微镜测距。
4. 学会用图解法和逐差法处理数据。
【实验仪器】读数显微镜，牛顿环仪，钠光灯。
【实验原理】牛顿环仪是由曲率半径较大的平凸透镜L 和磨光的平玻璃板P 叠和装在金属框架F 中构成，如图4-11-1所示。
框架边上有三个螺旋H用来调节L 和P 之间的接触，以改变干涉条纹的形状和位置。
调节H 螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
1114--图如图4-11-2所示平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单色光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。
从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环（如图4-11-3所示），称为牛顿环。
由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此它属于等厚干涉。
••• •• 由图4-11-2可见，如设透镜的曲率半径为Ｒ，与接触点Ｏ相距为ｒ处空气层的厚度为ｄ，其几何关系式为：222)(r d R R +-=2222r d Rd R ++-=由于Ｒ>>ｄ，可以略去d 2得Rr d 22= (4-11-1)•• 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从而带来λ/2的附加光程差，所以总光程差为•• 22λ+=∆d (4-11-2)产生暗环的条件是： • ∆=(2ｋ＋１)2λ(4-11-3) 其中ｋ＝0，1，2，3，...为干涉暗条纹的级数。
华南理工大学大学物理 课后习题光的干涉,习题六
姓名 班级 序号光的干涉1． 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，设屏到双缝的距离D =2.0m ，用波长λ=500nm 的单色光垂直入射，若双缝间距d 以0.2mm ⋅s -1的速率对称地增大（但仍满足d << D ），则在屏上距中心点x =5cm 处，每秒钟扫过的干涉亮纹的条数为多少?2. 在双缝干涉实验中，波长λ＝550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a ＝2×10-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离D ＝2 m ．求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2) 用一厚度为e ＝6.6×10-6 m 、折射率为n ＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)3．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e ，而且n 1 > n 2 > n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ]（A ）24/n e πλ； （B ）22/n e πλ；（C ）24/n e ππλ+； （D ）24/n e ππλ-+4. 借助于玻璃表面上所涂的折射率为n =1.38的MgF 2透明簿膜，可以减少折射率为1.60的玻璃表面的反射。
若波长为500nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小的反射，试问此透明薄膜的厚度至少为多少nm? [ ]（A ）5； （B ）30； （C ）90.6； （D ）250； （E ）1050。
5. 白光垂直照射在空气中厚度为0.40μm 的玻璃片上。
玻璃的折射率为1.50。
试问在可见光范围内（λ=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？6．玻璃表面附有一层厚度均匀的液体薄膜，垂直入射的连续光谱（波长范围在可见光及其附近）从薄膜反射。
观察到可见光区波长为600nm 的红光有一干涉相消，而波长为375nm 的近紫外光有一干涉极大。
大学物理光的干涉测试题附答案及知识点总结
第12章习题精选试题中相关常数：1gm = 10-6m , 1nm =10-9m ，可见光范围(400nm~760nm)1、在真空中波长为人的单色光，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3n ，则此路径AB 的光程为：(A )1.5九.(B ) 1.5九/n . (C ) 1.5n 九.(D ) 3 .[] 2、在相同的时间内，一束波长为九的单色光在空气中与在玻璃中：(A )传播路程相等，走过光程相等.(B )传播路程相等，走过光程不相等. (C )传播路程不相等，走过光程相等.(D )传播路程不相等，走过光程不相等. 3、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方 的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1 < n 2 < n /若用波长为人的单 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①与②(B ) 2ne +九/2. (D ) 2n e 一九 /(2n ). 22[]4、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是:(A )使屏靠近双缝. (B )使两缝的间距变小. (C )把两个缝的宽度稍微调窄. (D )改用波长较小的单色光源. 5、在双缝干涉实验中，入射光的波长为九，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中 光程比相同厚度的空气的光程大2.5九，则屏上原来的明纹处：(A )仍为明条纹. (B )变为暗条纹.(C )既非明纹也非暗纹.(D )无法确定是明纹，还是暗纹.[]6、如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当平凸透镜 । [单色光 …垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹：J，空气(A )向右平移. (B )向中心收缩. j 一(C )向外扩张.(D )向左平移.[]7、在牛顿环实验装置中，曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃板在中心恰好接触，它们之 间充满折射率为n 的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为人,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径q 的表达式为:的光程差是：(A ) 2ne .(C ) 2n 2e 十 九.(A) r = k k 九R . k ____________(C ) r =、k )R .k(B) r =、；'k 九R /n . k _ (D ) r k = kk 1 /(nR ). n 38、用波长为人的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e折射率为1.5的透明薄膜，两束反射光的光程差3=.9、单色平行光垂直入射到双缝上.观察屏上P点到两缝的距离分别为〃和厂.设双缝和屏之间充满折射率为n的介质，则P点处光线的光程差为10、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，欲使屏上的干涉条纹间距变大，可采用的方法是：（1）.（2）.11、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.12、在双缝干涉实验中，若两缝的间距为所用光波波长的N倍，观察屏到双缝的距离为D，则屏上相邻明纹的间距为.九13、用波长为人的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环.若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触至移动到两者距离为d的过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于 ____________ .14、图。
大学物理练习6光的干涉
大学物理练习6光的干涉(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--班级______________学号____________姓名________________练习六 光的干涉一、选择题1.在折射率n=的厚玻璃中，有一层平行玻璃表面的厚度为mm d 3105.0-⨯=的空气隙，今以波长λ=400nm 的平行单色光垂直照射厚玻璃表面，如图所示，则从玻璃右侧向玻璃看去，视场中将呈现（ ）A 、亮影；B 、暗影；C 、明暗相间的条纹；D 、均匀明亮。
2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 （ ）（A ）使屏靠近双缝； （B ）使两缝的间距变小；（C ）把两个缝的宽度稍微调窄； （D ）改用波长较小的单色光源。
3.在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 距离相等，则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处，现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则 （ ）（A ）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变； （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （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，且条纹间距不变。
4.璃的过程中，可以观察到这些环状干涉条纹 （ ）（A ）向右平移； （B ）向中心收缩； （C ）向外扩张； （D ）向左平移。
5.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的位相差为（ ）（A ）λπ/42e n ； （B ）λπ/22e n ；（C ）λππ/42e n +； （D ）λππ/42e n +-。
6.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示，单色光垂直照射，可看到等厚干涉条纹，如果将两个圆柱之间的距离L 拉大，则L 范围内的干涉条纹（ ）（A ）数目增加，间距不变； （B ）数目增加，间距变小； （C ）数目不变，间距变大； （D ）数目减小，间距变大。
第6章 光的干涉
解 (1)
x14 d 3D 500nm
(2)
D x 30 mm d
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例2 在杨氏双缝装置中，若在下缝后放一折射率为n，厚为l 的 透明介质薄片，如图所示． 求 （1）求两相干光到达屏上任一点P的光程差；
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例3 用折射率 n=1.58 的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一 条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹 的位置上。如果入射光波长为550 nm
求 此云母片的厚度是多少？
解 设云母片厚度为 d。无云母片时，零级亮纹在屏上 P点，
到达 P 点的两束光的光程差为零。加上云母片后，到达 P 点的两光束的光程差为
装置－光程差公式－明暗条纹条件－条纹特点－条纹变化－应用
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1. 劈尖
• 装置： 两光学平板玻璃一端接触， 另一端垫一薄纸或细丝 1 2 3 n
单色、平行光垂直入射 i 0
• 明暗条纹条件
2ne
2
2ne
2
2k
2 k 0、、 1 2 (2k 1) 暗 2 温州大学《大学物理学》教程
将 r2 r1
k 0,1,2,
d x 代入上式，可求得加介质片后第k级明纹 D 的位置 x 为 D D xk k (n 1)l d d
未加介质片时
D xk k d D l d
xk (n 1) xk xk
整个干涉图样向下平移，条纹间距不变
物理光学练习题干涉衍射与偏振
物理光学练习题干涉衍射与偏振物理光学练习题：干涉、衍射与偏振干涉、衍射以及偏振是光学中重要的现象和理论概念。
它们揭示了光的波动性质以及光与物质相互作用的规律。
本文将利用练习题的形式，探讨干涉、衍射与偏振的基本原理，并解答相应的问题。
答案将与问题紧密结合，以便更好地理解这些光学现象。
1. 干涉问题一：两束具有相同波长的单色光，它们的相位差为π，干涉时形成何种干涉？答案一：当两束光的相位差为π（或2πn，其中n为整数），它们之间将形成完全相消的干涉，即消干涉。
问题二：两束光的相位差为π/2，它们的干涉条纹呈现怎样的形态？答案二：两束光的相位差为π/2，它们之间形成的干涉是等厚线（等倾斜线）干涉，干涉条纹呈现交替明暗的斜纹状。
2. 衍射问题三：一束单色光通过一狭缝后，光的传播方向会发生什么变化？答案三：当光通过狭缝时，光的传播方向将发生弯曲，这一现象称为衍射。
问题四：单缝衍射光斑的宽度与狭缝宽度之间有什么关系？答案四：单缝衍射光斑的宽度与狭缝宽度成反比关系，狭缝越窄，光斑越宽。
3. 偏振问题五：什么是偏振光？答案五：偏振光是指只在一个特定平面上振动的光，振动方向垂直于传播方向。
它们的波动特性与普通光有所区别。
问题六：线偏振光与自然光之间有何区别？答案六：线偏振光的电场矢量在振动过程中只沿一个特定方向上振动，而自然光的电场矢量则在所有可能的方向上都有振动。
通过这些练习题，我们深入了解了干涉、衍射与偏振的基本原理。
这些现象和理论不仅在光学领域有重要应用，还在其他科学和技术领域有广泛的应用。
进一步研究和理解光学现象对于我们探索自然规律，推动科学技术前进具有重大意义。
（字数：408字）。
大学物理光的干涉作业
平玻璃工件空气劈尖第17章第一部分光的干涉学号：_________姓名：___________班级：_______成绩：__________一、选择题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。
2.如图所示，用波长600=λnm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P 处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为：【】(A)5.0×10-4cm (B)6.0×10-4cm (C)7.0×10-4cm(D)8.0×10-4cm3.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜厚度为e ，而且123n n n <>，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为：【】(A)2112/()n e n πλ；(B)1114/()n e n πλπ+；(C)214/()n e n πλπ+；(D)2114/()n e n πλ4.设如图牛顿环干涉装置的平凸透镜可以在垂直于平玻璃板的方向上移动，当透镜向上平移（离开玻璃板）时，从入射光方向观察到干涉环纹的变化情况是：【】(A)环纹向边缘扩散，环数不变(B)环纹向边缘扩散，环数增加(C)环纹向中心靠拢，环数不变(D)环纹向中心靠拢，环数减少5.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为λ的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分【】(A)凸起，且高度为λ/4(B)凸起，且高度为λ/2P O1S 2S 题2.图eλn 1n 2n 3题3.图题4.图题5.图(C)凹陷，且深度为λ/2(D)凹陷，且深度为λ/46.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是［］(A)λ/2．(B)λ/(2n)．(C)λ/n ．(D)()12-n λ．二、填空题7.光强均为I 0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是_____，可能出现的最小光强是。
(完整版)光的干涉练习题及答案
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。
《大学物理AII》作业 No.05光的干涉(参考答案)
《大学物理AII 》作业 No.05光的干涉班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ****************************本章教学要求****************************1、理解光的相干条件及利用普通光源获得相干光的方法和原理。
2、理解光程及光程差的概念，并掌握其计算方法。
理解什么情况下有半波损失，理解薄透镜不引起附加光程差的意义。
3、掌握杨氏双缝干涉实验的基本装置及其条纹位置、条纹间距的计算。
4、理解薄膜等倾干涉。
5、掌握薄膜等厚干涉实验的基本装置（劈尖、牛顿环），能计算条纹位置、条纹间距，能理解干涉条纹形状与薄膜等厚线形状的关系。
6、理解迈克耳孙干涉仪原理及应用。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1、光的相干条件需满足（频率相同、振动方向相同、相位差恒定）；利用普通光源获得相干光的方法可分为：（分波阵面法）和（分振幅法）。
2、光在折射率为n 的介质中传播几何路程为x ，其相位改变与真空中经过（nx ）的几何路程产生的相位改变相同，该几何路程称为光程或者（等效真空程）；如果两个相干光源的初相分别为21ϕϕ、，利用光程差∆计算相位改变的一般公式为（∆+-=∆λπϕϕϕ212）。
当光从光疏介质向光密介质反射时，反射光有2π的相位突变，相当于光程增加了（2λ）。
3、杨氏双缝实验、（菲涅尔双棱镜）、（菲涅耳双面镜）和（劳埃德镜）都属于分波阵面实验法。
大学物理实验：光的干涉
4.11光的干涉—－牛顿环要观察到光的干涉图象，如何获得相干光就成了重要的问题，利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠起来。
由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光，所以它们将满足相干条件而成为相干光。
获得相干光方法有两种。
一种叫分波阵面法，另一种叫分振幅法。
牛顿环是一种用分振幅方法实现的等厚干涉现象，最早为牛顿所发现，所以叫牛顿环。
在科学研究和工业技术上有着广泛的应用，如测量光波的波长，精确地测量长度、厚度和角度，检验试件表面的光洁度，研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。
【实验目的】1. 通过实验加深对等厚干涉的理解。
2. 学会使用读数显微镜并通过牛顿环测量透镜的曲率半径。
3. 学会使用读数显微镜测距。
4. 学会用图解法和逐差法处理数据。
【实验仪器】读数显微镜，牛顿环仪，钠光灯。
【实验原理】牛顿环仪是由曲率半径较大的平凸透镜L 和磨光的平玻璃板P 叠和装在金属框架F 中构成，如图4-11-1所示。
框架边上有三个螺旋H用来调节L 和P 之间的接触，以改变干涉条纹的形状和位置。
调节H 螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
1114--图如图4-11-2所示平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单色光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。
从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环（如图4-11-3所示），称为牛顿环。
由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此它属于等厚干涉。
••••• 由图4-11-2可见，如设透镜的曲率半径为Ｒ，与接触点Ｏ相距为ｒ处空气层的厚度为ｄ，其几何关系式为：222)(r d R R +-=2222r d Rd R ++-=由于Ｒ>>ｄ，可以略去d 2得 Rr d 22= (4-11-1) •• 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从而带来λ/2的附加光程差，所以总光程差为 •• 22λ+=∆d (4-11-2) 产生暗环的条件是：• ∆=(2ｋ＋１)2λ(4-11-3)其中ｋ＝0，1，2，3，...为干涉暗条纹的级数。
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。
大学物理光学 光的干涉习题
KR rk' n 2
S 例题5．在双缝实验中，单色光源 S0 和两缝 S1 、 2 的距离 分别为 l1和 l2，并且 l1 l2 3，双缝之间的距离为d ， 双缝到屏幕的距离为D ( D>> d).如图，求：1） 零级明 纹到屏幕中内O的距离；2）相邻明纹间的距离。
解：如图所示，零级明纹中心的位置为P0
r1 S1 S2 r2 O P
1．用双缝干涉实验测某液体的折射率n , 光源为单 色光，观察到在空气中的第三级明纹处正好是液体 中的第四级明纹，试求n=?
D 1解：空气中双缝干涉条纹第三级明纹位置: x3 3 d
液体中双缝干涉条纹第四级明纹位置: 由题意
x'4 4
n
D nd
x3 x'4 得： 3 D 4
λ (2k - 1) = 2hn 由此可得反射最小满足: 2 λ 解得 : h = (2k - 1) (k = 1,2,3...) 4n λ = 9.42nm 当k=1时，厚度最小: h min = 4n
例题6.厚度为340nm,折射率为1.33的薄膜,放在日光下。 问: 在视线与薄膜的法线成 60 的地方观察反射光, 该处膜呈什么颜色?
[C]
L
3、如图所示，折射率为n2、厚度为e 的透明介质薄膜的上 方和下方的介质的折射率分别为n1和n3，已知n 1< n 2> n3。 若用波长为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①与②的光程差是 [ B ] 1 1 A). 2n2e B). 2n2e C ). 2n2e D). 2n2e 2 2n2
单色光垂直照射可看到等厚干涉条纹如果将两圆柱之间的距离l拉大则l范围内的干涉条纹厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的介质的折射率分别为n若用波长为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与的光程差是4在迈克尔干涉仪的一支光路中放入一片折射率为n的透明介质薄膜后测出两束光的光程差的改变量为一个波长则薄膜的厚度是发出波长为的光
光的干涉习题答案
光学干涉测量技术
利用光的干涉现象测量长度、角 度、表面粗糙度等物理量，具有 高精度和高灵敏度。
光学干涉滤镜
利用光的干涉现象制作出的滤镜， 可以实现对特定波长的光进行过 滤或增强。
光学干涉仪
利用光的干涉现象测量光学元件 的表面形貌、折射率等参数，广 泛应用于光学研究和制造领域。
02 光的干涉原理
光的波动理论
光的干涉习题答案
目录
• 光的干涉现象 • 光的干涉原理 • 光的干涉实验 • 光的干涉习题解析 • 光的干涉理论的发展
01 光的干涉现象
光的干涉现象定义
1 2
光的干涉现象
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，由 于光波的相互加强或减弱，形成明暗相间的干涉 条纹的现象。
相干光波
频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光波。
题目：一束单色光垂直入射到一对相互平行的狭缝上， 光通过狭缝后形成的光斑可看作是什么图形？
解析：根据光的干涉原理，当单色光垂直入射到一对相 互平行的狭缝上，光通过狭缝后形成的光斑是圆形干涉 图样。
进阶习题解析
题目
如何通过双缝干涉实验验证光的波动性？
答案
通过观察干涉条纹的形状和分布，可以证明光具有波动性 。
光的波动理论。
20世纪初，爱因斯坦提出光的 量子理论，解释了光的干涉现象
的微观机制。
光的干涉理论在现代物理学中的应用
光的干涉理论在光学、 量子力学和凝聚态物 理学等领域有广泛应 用。
在量子力学中，光的 干涉被用于研究量子 纠缠和量子计算等前 沿领域。
在光学中，光的干涉 被用于制造高精度光 学仪器和检测技术。
光的干涉理论的前沿研究
01
目前，光的干涉理论的前沿研究主要集中在量子光 学和量子信息领域。
大学物理光的干涉习题课
2 n 2 e cos k
k max 2n2e 2 1 . 50 1 . 00 10 6 . 328 10
7 5
S
n1
R n2 e f
中心亮斑的干涉级最高，为kmax，其 = 0，有：
47 . 4
d
应取较小的整数，kmax = 47（能看到的最高干涉级为第47级亮斑）． 最外面的亮纹干涉级最低，为kmin，相应的入射角为 im = 45(因R=d), 相应的折射角为m，据折射定律有
2.如图所示，在双缝干涉实验中 SS1= SS2，用波长 为 的光照射双缝 S1和 S2 ，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， 3 则 S1 和 S2 到 P 点的光程差为，若将整个 装置放在某种透明液体中，P 点为第四级明条纹， 则该液体的折射率 n =______。 1.33
ek 1 ek
A B 图 a
2
[ B ] 4. 用波长为1的单色光照射空气劈形膜，从反射光干涉条纹中观察到劈 形膜装置的A点处是暗条纹．若连续改变入射光波长，直到波长变为2 (2＞1)时，A点再次变为暗条纹．求A点的空气薄膜厚度． 解：设Ａ点处空气薄膜的厚度为ｅ，则有
2e 1 2
S1 S S2
r1 r2
P
r2 r1 k , ( k 3 )
n ( r2 r1 ) 4 , 3n 4 n 4 / 3 1 . 33
3. 如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波 长＝500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条 纹如图b所示．有些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．则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm． (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm． (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm． (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm．
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班级______________学号____________姓名________________
练习六 光的干涉
一、选择题
1.在折射率n=的厚玻璃中，有一层平行玻璃表面的厚度为mm d 3105.0-⨯=的空气隙，
今以波长λ=400nm 的平行单色光垂直照射厚玻璃表面，如图所示，则从玻璃右侧向玻
璃看去，视场中将呈现（ ）
A 、亮影；
B 、暗影；
C 、明暗相间的条纹；
D 、均匀明亮。
2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 （ ）
（A ）使屏靠近双缝； （B ）使两缝的间距变小；
（C ）把两个缝的宽度稍微调窄； （D ）改用波长较小的单色光源。
3.在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 距离相等，则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处，
现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则 （ ）
（A ）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变； （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （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，且条纹间距不变。
4.用单色光垂直照射牛顿环装置，设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动，在透镜离开平玻璃的过程中，
可以观察到这些环状干涉条纹 （ ）
（A ）向右平移； （B ）向中心收缩； （C ）向外扩张； （D ）向左平移。
5.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面
反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的
位相差为（ ）
（A ）λπ/42e n ； （B ）λπ/22e n ； （C ）λππ/42e n +； （D ）λππ/42e n +-。
6.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示，单色光垂直照射，可看到
等厚干涉条纹，如果将两个圆柱之间的距离L 拉大，则L 范围内的干涉条纹
（ ）
（A ）数目增加，间距不变； （B ）数目增加，间距变小；
（C ）数目不变，间距变大； （D ）数目减小，间距变大。
二、填空题
1.双缝干涉实验中，若双缝间距由d 变为d '，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则='d d : ；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加λ5.2，则此时屏中心处为第 级 纹。
2.用600=λnm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为_________m 。
3.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为，当用某种单色光照射时，测得第k 个暗纹半径为，第k +10个
暗纹半径为，则所用单色光的波长为___________nm 。
4.在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离
将变 。
5.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角rad 100.14
-⨯=θ，在波长700=λnm 的单色光垂直照射下，测
得干涉相邻明条纹间距l=，此透明材料的折射率n =___________。
三、计算题
1.用很薄的云母片（n =纹的位置上。
如果入射光波长为550nm ，试问此云母片的厚度为多少
S S 3
n e
2.薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长λ=的平面光波正入射到钢片上屏幕距双缝的距离为D=，测得中央明条纹两侧的第五级明纹的距离mm X 0.12=∆ ，求
（1）两缝间的距离；
（2）从任一明条纹（计作0）向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离；
（3）如果使光波斜射到钢片上，条纹间的距离如何改变
3.利用劈尖的等厚干涉条纹可以测得很小的角度。
今在很薄的劈尖玻璃板上，垂直地射入波长为的钠光，相邻暗条纹间距离为，玻璃的折射率为，求此劈尖的夹角。
4.柱面平凹透镜A ，曲率半径为R ，放在平玻璃片B 上，如图所示。
现用波长为λ的平行单色光自上方垂直往下照射，观察A 和B 间空气薄膜的反射光的干涉条纹。
设空气膜的最大厚度λ2=d 。
（1）求明条纹极大位置与凹透镜中心线的距离r ； （2）共能看到多少条明条纹；
（3）若将玻璃片B 向下平移，条纹如何移动。