光的干涉练习试题及答案解析
第一章光的干涉习题和答案解析
λdr y 0=∆第一章 光的干涉●1.波长为nm 500的绿光投射在间距d 为cm 022.0的双缝上,在距离cm 180处的光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为nm 700的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离.解:由条纹间距公式λd r y y y j j 01=-=∆+ 得:cm 328.0818.0146.1cm146.1573.02cm818.0409.02cm573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=∆=⨯===⨯===⨯⨯==∆=⨯⨯==∆--y y y drj y d rj y d r y d r y j λλλλ●2.在杨氏实验装置中,光源波长为nm 640,两狭缝间距为mm 4.0,光屏离狭缝的距离为cm 50.试求:(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离;(2)若p 点离中央亮条纹为mm 1.0,问两束光在p 点的相位差是多少?(3)求p 点的光强度和中央点的强度之比.式: 解:(1)由公得λd r y 0=∆ =cm 100.8104.64.05025--⨯=⨯⨯(2)由课本第20页图1-2的几何关系可知52100.01sin tan 0.040.810cm 50y r r d d dr θθ--≈≈===⨯521522()0.8106.4104r r πππϕλ--∆=-=⨯⨯=⨯(3) 由公式2222121212cos 4cos 2I A A A A A ϕϕ∆=++∆= 得8536.042224cos 18cos 0cos 421cos 2cos42cos 422202212212020=+=+==︒⋅=∆∆==πππϕϕA A A A I I pp●3. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7m.解:未加玻璃片时,1S 、2S 到P 点的光程差,由公式2rϕπλ∆∆=可知为 Δr =215252r r λπλπ-=⨯⨯=现在1S 发出的光束途中插入玻璃片时,P 点的光程差为()210022r r h nh λλϕππ'--+=∆=⨯=⎡⎤⎣⎦所以玻璃片的厚度为421510610cm 10.5r r h n λλ--====⨯-4. 波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度.解:6050050010 1.250.2r y d λ-∆==⨯⨯=mm122I I = 22122A A =12A A =()()122122/0.94270.941/A A V A A ∴===≈+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。
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。
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。
高二物理光的干涉试题
高二物理光的干涉试题1.某同学用某种单色光做杨氏双缝干涉实验时,发现条纹太密难以测量,可以采用的改善办法是A.增大双缝间距B.增大双缝到屏的距离C.增大双缝到单缝的距离D.改用波长较长的光(如红光)作为入射光【答案】BD【解析】根据条纹间距表达式可知,增大条纹间距,可减小双缝间距d,增大双缝到屏的距离,或者改用波长较长的光(如红光)作为入射光,选项B、D正确,A、C错误。
【考点】杨氏双缝干涉实验。
2.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象,从图象可知()A.B侧波是衍射波B.A侧波速与B侧波速相等C.增大水波波源的频率,衍射现象将更明显D.增大挡板之间的距离,衍射现象将更明显【答案】 B【解析】试题分析: 档板左边是衍射波的波源,故A错误;在同一种介质水中,机械波的波速相等,故B正确;波速不变,增大水波波源的频率,水波的波长将在减小,而挡板间距没变,所以衍射现象将没有原来的明显;故C错;在波长没改变的情况下,可以增大挡板间距,衍射现象将没有原来的明显,故D错。
【考点】波的干涉和衍射现象3.下列说法中正确的是( )A.所有物体都能发射红外线B.光的偏振现象说明光是一种纵波C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光相干性好的特点D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率【答案】A【解析】根据红外线的热效应知,一切物体都能发射红外线,所以A正确;光的偏振现象说明光是一种横波,故B错误;用激光读取光盘上记录的信息是利用激光的平行性好的特点,所以C错误;根据多普勒效应,当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率大于声源发出的频率,所以D错误【考点】光和波4.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2的路程差为2.1×10-6 m.已知某单色光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7m.现用该单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是_______(选填“亮条纹”或“暗条纹”).若将光屏右移,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将_______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”).【答案】暗条纹变宽【解析】真空中的波长,P点与S1、S2的路程差为,所以P点是暗条纹;根据条纹间距,若将光屏右移,则L增大,条纹间距变宽【考点】本题考查双缝干涉5.在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则有().A.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度减小B.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度增大C.干涉条纹消失,光屏上一片黑暗D.干涉条纹消失,但仍有光射到光屏上【答案】D【解析】双缝后分别放置偏振片后,由于两个偏振片的透振方向相互垂直,所以经偏振片后的两束光的振动方向不再相同,不满足干涉条件,但仍有光到达光屏上.6.两个普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为().A.两个灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动情况不同D.电灯发出的光不稳定【答案】C【解析】一般情况下,两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往不同,由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的,故正确选项为C.7.如图所示,登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为ν=8.1×1014 Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是________.(2)这种“增反膜”的厚度至少是多少?(3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是().A.薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同,产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”【答案】(1)两反射光叠加后加强(2)1.23×10-7 m(3)AD【解析】(1)为了减少进入眼睛的紫外线,应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强,从而使透射的紫外线减弱.(2)路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍,即2d=Nλ′(N=1,2…),因此,膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的,紫外线在真空中的波长是λ=≈3.7×10-7 m.在膜中的波长是λ′=≈2.47×10-7 m,故膜的厚度至少是1.23×10-7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性;如果薄膜厚度均匀变化,则干涉条纹一定平行;白光的干涉为彩色条纹,单色光的干涉则为该色光颜色;当膜的厚度为四分之一波长时,两反射光叠加后减弱则会“增透”.故选项D正确.8.下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中,正确的是 ( )A.在光的双缝干涉实验中,将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变宽B.白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹C.著名的泊松亮斑是光的衍射现象D.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性;大量光子表现出波动性,少量光子表现出粒子性【答案】B C D【解析】根据双缝干涉条纹间距表达式,紫光的波长小于绿光,所以将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变窄,A选项错误;白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹,B选项正确;著名的泊松亮斑是光的衍射现象,C选项正确;光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性;大量光子表现出波动性,少量光子表现出粒子性, D 选项正确。
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 。
(参考资料)光的干涉习题(附答案)
光的干涉(附答案)一. 填空题1. 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 4I 0 。
2. 在双峰干涉试验中,用折射率为n 的薄云母片覆盖其中的一条狭缝,这时屏幕上的第7级明纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置,设入射光波长为λ,则云母片的厚度为 7λ/(n -1) 。
3. S 1和S 2是两个波长均为λ的相干波源,相距3λ4,S 1的相位比S 2超前π2。
若两波单独传播时,在过S 1和S 2的直线上各点的强度相同,不随距离变化,且两波的强度都是I 0,那么在S 1、S 2连线上,S 1和S 2的外侧各点,合成波的强度分别是 4 I 0,0 。
3λ44. 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 。
S 1 S 25.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 。
解:通过折射定律,求空气劈形膜上表面的入射角:n空气sin30o=n玻璃sini入,得到sini入=1/3根据劈尖干涉的特点,可以得到相邻明纹中心的高度差Δe:Δe=λ/2(1-2.25/9)0.5得到最终的干涉条纹数目:m=5*10-5*2(1-2.25/9)0.5/6*10-7≈1446.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 6.0×10-4mm 。
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.把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中,两缝间距离为d,双缝到屏的距离为 D(D>>d),所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹间的距离为_________【答案】λD/(nd)【解析】光在水中的波长为:,根据条纹间距的表达式:【考点】双缝干涉;光的折射定律。
2.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为。
下列说法中正确的有A.如果增大单缝到双缝间的距离,将增大B.如果增大双缝之间的距离,将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离,将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,将增大【答案】C【解析】公式中表���双缝到屏的距离,d表示双缝之间的距离。
因此与单缝到双缝间的距离无关,于缝本身的宽度也无关。
本题选C。
3.平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的【答案】AB【解析】从课本上的图片可以看出:A、B选项是正确的,C、D选项是错误的。
衍射图样的中心都是亮斑,衍射图样的亮暗条纹间距是非均匀的。
4.(1)用双缝干涉测光的波长。
实验装置如下图a所示,已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm。
用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。
测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,(如下图b所示),记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的刻度。
①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如下图c所示,则对准第1条时读数x1=-----________mm,对准第4条时读数x2=-----________mm,相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm。
高二物理光的干涉试题答案及解析
高二物理光的干涉试题答案及解析1.下列说法正确的是A.著名的泊松亮斑是光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.在太阳光照射下,水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象【答案】D【解析】著名的泊松亮斑是光的衍射现象,A错误;在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,B错误;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,C错误;在太阳光照射下,水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象,D正确。
【考点】考查了光的干涉与衍射2.两个振动情况完全一样的波源S1和S2相距6m,它们在空间产生的干涉图样如图所示,图中实线表示振动加强的区域,虚线表示振动减弱的区域。
下列说法正确的是()A.两波源的振动频率一定相同B.虚线一定是波谷与波谷相遇处C.两列波的波长都是2mD.两列波的波长都是1m【答案】AC【解析】据题意,如图所示是波的干涉图样,当频率相同的两列波相遇时会发生干涉现象,故选项A正确;虚线表示振动减弱区,这是两列波的波峰和波谷相遇所致,故选项B错误;据可知,当某点到两个波源的距离差为波长整数倍,该点振动加强,如果取该点在其中一个波源上,且从图可以看成有3个波长,则有,故选项C正确而选项D错误。
【考点】本题考查波的干涉。
3.两列频率相同的波发生干涉时,若两列波的波峰在某质点P位置相遇,则有 ( )A.质点P的振动始终加强,P点振幅最大B.质点P的振动始终加强,P点位移始终最大c.质点P的振动有时加强,有时减弱,振幅随时间周期性变化D.质点P的振动有时加强,有时减弱,因为P点的位移随时间作周期性变化【答案】A【解析】两列频率相同的波发生干涉时,会形成稳定的干涉图样,若两列波的波峰在某质点P位置相遇,则在P点两列波的振动情况相同,即同一时刻向相同方向振动,即振动始终加强,所以振幅为两列波的振幅之和,故选项A正确选项CD错误;两列波的位移随时间周期性变化,也有为负值的时候和为零的时候,故选项B错误.【考点】波的干涉.4.如图所示,用单色光A做双缝干涉实验时,P处为第二条暗纹的中点,改用频率较低的单色光B重做实验,若其他条件不变,则().A.第二条暗纹中点仍在P点B.第二条暗纹中点在P点上方C.中央亮纹的宽度变小,亮纹中点仍在O点D.中央亮纹的宽度变大,亮纹中点在O点上方【答案】B【解析】由λ=和Δx=λ可知B正确.不论波长如何变化,中央亮纹的中点仍在O点.5.利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:其中正确的是().A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个双缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距离变窄【答案】ABD【解析】由条纹间距公式Δx=λ,d指双缝间距离,l是双缝到屏的距离,可知:A项中l减小,Δx变小;B项中λ变大,Δx变大;D项中d变大,Δx变小.故A、B、D正确.6.在双缝干涉实验中,中间零级明条纹到双缝的距离相等,那么从第四级明条纹到双缝的距离差是().A.2λB.2.5λC.3λD.4λ【答案】D【解析】由路程差Δs=nλ可知,第四级明条纹到两缝的距离之差为4λ,故选项D正确.7.如图所示,在双缝干涉实验中,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则().A.不再产生干涉条纹B.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置略向下移【答案】D【解析】本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移.8.在杨氏双缝干涉实验装置中,用红光做实验,在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹.若将若将其中一条缝挡住其中一条缝挡住,另一条缝仍然可以通过红光,那么在屏上将看到A.形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹B.形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹,只是间距变窄了C.形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹D.没有条纹,只是一片红光【答案】C【解析】双逢干涉的条纹是明暗相间间距相等的红色条纹,挡住其中一条缝,双缝变单逢,出现的是单逢衍射的图样,单逢衍射的图样为明暗相间的条纹,但是中间的宽而且亮,往两边变得暗而且窄。
《大学物理学》光的干涉练习题马解答
《大学物理学》光的干涉学习材料(解答)一、选择题:11-1.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( D ) (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。
【提示:画出光路,找出'S 到光屏的光路相等位置】11-2.如图所示,折射率为2n ,厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别为1n 和3n ,且12n n <,23n n >,若波长为λ的平行单色光垂直入射在薄膜上,则上下两个表面反射的两束光的光程差为( B )(A )22n e ; (B )22/2n e λ-; (C )22n e λ-; (D )222/2n e λn -。
【提示:上表面反射有半波损失,下表面反射没有半波损失】11-3.两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( C ) (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。
【提示:两个圆柱之间的距离拉大,空气劈尖夹角减小,条纹变疏,但同时距离L 也变大,考虑到两圆柱的高度差不变,所以条纹数目不变】4.用白光光源进行双缝试验,如果用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则:( D )(A )干涉条纹的宽度将发生改变; (B )产生红光和蓝光两套彩色干涉条纹; (C )干涉条纹的亮度将发生改变; (D )不产生干涉条纹。
【提示:不满足干涉条件,红光和蓝光不相干】5.如图所示,用波长600λ=nm 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( B )(A )5.0×10-4cm ; (B )6.0×10-4cm ; (C )7.0×10-4cm ; (D )8.0×10-4cm 。
光的干涉与衍射应用练习题及
光的干涉与衍射应用练习题及解答光的干涉与衍射应用练习题及解答练习题一:1. 孔径为1 mm的单缝衍射实验中,光的波长为600 nm,距离中央亮条纹的位置为2.5 cm,请问中央到第一次暗条纹的距离是多少?解答:根据单缝衍射的暗条纹位置公式d sinθ = mλ,其中d为衍射方向孔径,θ为观察角度,m为暗条纹级次,λ为光的波长。
我们可以将式子转换为θ = mλsinθ/d。
对于中央到第一次暗条纹的距离,即m=1,代入计算得到θ=λ/d=600 nm/1 mm=0.6 rad。
由于角度较小,可以近似取tanθ=θ,所以距离为tan(0.6 rad) * 2.5 cm = 0.010 cm。
2. 一束波长为500 nm的光通过一个缝宽为0.1 mm的单缝,屏幕离缝的距离为2 m。
观察到屏幕上出现了一系列的亮纹,相邻亮纹之间的距离是多少?解答:对于单缝衍射实验,两个连续亮纹间的距离d可以通过公式dλ = mL计算,其中d为亮纹间距,λ为光的波长,m为亮纹级次,L为屏幕离缝的距离。
代入数据可得,d= Lλ/m=2 m* 500 nm / 0.1 mm =10 m。
练习题二:1. 一束波长为600 nm的光通过一块厚度为1 mm的玻璃板,折射系数为1.5,求玻璃板中心位置发生的相位差。
解答:根据折射的相位差公式Δ = 2πnt/λ,其中Δ为相位差,n为折射系数,t为厚度,λ为光的波长。
代入数据可得,Δ = 2π*1.5*1 mm / 600 nm = 15π。
2. 一束波长为400 nm的光通过一块薄膜,膜厚为100 nm,折射系数为1.4,求反射光与透射光的相位差。
解答:对于薄膜的反射与透射,相位差可以通过公式Δ = 2πnt/λ计算,其中Δ为相位差,n为折射系数,t为膜厚,λ为光的波长。
代入数据可得,Δ = 2π*1.4*100 nm / 400 nm = 0.88π。
练习题三:1. 一束波长为600 nm的光衍射通过一块缝宽为0.2 mm的双缝,两缝间距为0.5 mm,观察到屏幕上出现了一系列的亮纹,相邻亮纹之间的距离是多少?解答:双缝衍射实验中,两个连续亮纹间的距离d可以通过公式dλ = mL / D 计算,其中d为亮纹间距,λ为光的波长,m为亮纹级次,L 为屏幕到缝的距离,D为两缝间距。
高中物理第十三章3光的干涉练习(含解析)新人教版选修3_4
3.光的干涉基础巩固1能产生干涉现象的两束光是()A.频率相同、振幅相同的两束光B.频率相同、相位差恒定的两束光C.两只完全相同的灯泡发出的光D.同一光源的两个发光部分发出的光答案:B2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的()A.频率不同B.强度不同C.振动方向不同D.传播速度不同答案:A3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点到双缝的距离之差r2-r1应为()AC答案:D4在单色光的双缝干涉实验中()A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时,出现亮条纹D.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时,出现暗条纹解析:两列光的波峰与波峰相遇和波谷与波谷相遇都是亮条纹。
从空间中一点到两光源的光程差等于波长的整数倍,该点出现亮条纹;若为半波长的奇数倍,则为暗条纹。
答案:BC5从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,因为()A.手电筒发出的光不是单色光B.干涉图样太小,看不清楚C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源解析:从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,是因为两个光源是非相干光源,和其他原因无关,故正确答案为D。
答案:D6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.用红光照射狭缝S1,用紫光照射狭缝S2,屏上将出现干涉条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生解析:在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源,故选项A错误,选项B正确。
红光和紫光的频率不同,不能产生干涉条纹,故选项C错误。
两列光波只要相遇就会叠加,满足相干条件就能发生干涉,所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉,用光屏接收只是为了肉眼观察的方便,故选项D错误。
《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。
光的干涉练习题及答案
光的干涉练习题及答案三、分析题1、在双缝干涉实验中,在下列情况下,干涉条纹将如何变化?试说明理由。
(1) 入射光由红光换为紫光;(2) 屏与双缝的间距D 不断增大;(3) 在下面一条缝后放一块云母片。
【答案】:双缝干涉条纹相邻明条纹(或暗条纹)的间距为 λdD x =∆ (2分) (1) 红光变紫光波长λ减小,其他条件不变时,条纹变窄(或密或向屏中央集中)(3分)(2) D 不断增大时,x ∆增大,条纹变稀(或变宽)(3分)(3) 在下面一条缝后放一块云母片,通过它的光线的光程增大(2分),干涉条纹向下平移(2分)。
2、杨氏双缝干涉实验条件作如下变化,干涉条纹将如何变化?试说明理由。
(1)加大双缝间距d ;(2)把整套装置浸入水中;(3)在两缝后分别放红色和绿色的滤光片。
【答案】:根据:条纹宽度λdD x =∆(2分) (1)d 变大,其他条件不变,则x ∆变小,所以条纹变窄(或密或向屏中央集中)(2分)。
d 增大到一定程度,条纹过于细密而无法分辨,拥挤在一起成为一条明亮带。
(2分)(2)装置没入水中后的条纹宽度为λdD n x 1=∆,因为1>n (2分) 所以x ∆变小,条纹变窄(或密或向屏中央集中)。
(2分)(3)使通过两缝的光频率不同,不满足相干条件(2分),干涉条纹消失(2分)。
3、如图所示,A ,B 两块平板玻璃构成空气劈尖,分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变化?(1) A 沿垂直于B 的方向向上平移[见图(a)];(2) A 绕棱边逆时针转动[见图(b)]。
【答案】:相邻明纹或暗纹介质膜厚度差n d 2λ=∆(2分),相邻明纹或暗纹间距θλn l 2=(2分)。
(1)上表面A 向上平移时,棱边明暗交替变化,相同厚度的空气薄模向棱边处移动,条纹间距不变。
(4分)(2) A 绕棱边逆时针转动时,棱边明暗不变,各级条纹向棱边方向移动,条纹变密。
(4分)4、在玻璃(5.1=n )上镀上25.1=n 的介质薄膜,波长 nm 500=λ的光从空气中垂直照射到此薄膜上,要使其为高反膜和增透膜求膜的厚度。
光的干涉 练习题有答案
高二物理选修3-4 13.3光的干涉针对训练1.两盏普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为()A.两盏灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动情况不同D.电灯发出的光不稳定2.2009年11月21日凌晨2时30分,黑龙江新兴煤矿发生瓦斯爆炸事故,造成10名矿工遇难。
煤矿中的瓦斯危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪,其原理如图所示:在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度。
如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体()A.一定含瓦斯B.一定不含瓦斯C.不一定含瓦斯 D.无法判断3.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,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间距不同B.各色光的速度不同,造成条纹的间距不同C.各色光的强度不同,造成条纹的间距不同D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同4.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=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.单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹B.单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹C.单色光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现暗条纹D.单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹5.如图(甲)所示为双缝干涉实验的装置示意图,(乙)图为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央条纹,(丙)图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹,则以下说法正确的是()A .(丙)图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B .(丙)图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C .(丙)图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D .(丙)图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短6.如图3所示,在双缝干涉实验中,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( )A .不再产生干涉条纹B .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置不变C .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向上移D .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向下移图37.双逢干涉实验装置如图4所示,双缝间的距离为d ,双缝到像屏的距离为L ,调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹,关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A .若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰B .若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹C .若将双逢间距离d 减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D .若将双缝间距离d 减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大8.某同学自己动手利用如图所示器材,观察光的干涉现象.其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏.当他用一束阳光照射到A 上时,屏C 上并没有出现干涉条纹.他移走B 后,C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是( )A .单缝S 太窄B .单缝S 太宽C .S 到S 1和S 2距离不等D .太阳光不能做光源9.激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理。
4.3光的干涉(解析版)
4.3光的干涉同步练习一、单选题1.(2021·全国·高三课时练习)如图所示,a、b为两束不同频率的单色光,以o45的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面,直线OO'与玻璃砖上下表面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o90),则a光在下表面先发生全反射D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距宽【答案】D【详解】A.各种光在真空中的速度相同,故A错误;B.根据题图,入射角相同,a光的折射角较大,所以玻璃砖对a光的折射率较小,由光在介质中的光速c vn =得,a光在介质中的传播速度较大,故B错误;C.玻璃砖上下表面平行,a、b光在玻璃砖下表面均不会发生全反射现象,故C错误;D.根据公式Δlxd λ=可知,由于a光的波长大于b光波长,对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距宽,故D正确。
故选D。
2.(2021·全国·高三课时练习)如图所示,a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜,经三棱镜折射后沿同一方向射出,下列关于a光和b光的说法正确的是()A.在真空中,a光传播速度较大B.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率。
C.a光和b光从玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角较小D.在同样的双缝干涉条件下,用a光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大【答案】D【详解】A.在真空中,各种光的传播速度均相同(光速c),A错误;B.由题图可以看出b光偏折程度较大,则b光的折射率较大,B错误;C.光从玻璃射向空气时,由临界角公式1 sin Cn=可知,b光的临界角较小,C错误;D.因a光折射率较小,频率较低,由cf λ=可知波长较长,根据Δlxd λ=可知,在同样的双缝干涉条件下,用a光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大,D正确。
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,)
(完整版)光的干涉练习题及答案
(完整版)光的干涉练习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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:( )是明的,圆环是等距离的; 是明的,圆环是不等距离的;是暗的,圆环是等距离的; 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(都是用折射率为的玻璃制成的)由空气搬入折射率为的水中,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。
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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。
【答案】:B 9、如图所示,平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全部浸入n =1.60的液体中,凸透镜可沿O O '移动,用波长=500 nm (1nm=10-9m) 的单色光垂直入射.从上向下观察,看到中心是一个暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是( )A.156.3 nm ;B.148.8 nm ;C.78.1 nm ;D.74.4 nm 。
【答案】:C10、两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的 ( )A.间隔变小,并向棱边方向平移;B.间隔变大,并向远离棱边方向平移;C.间隔不变,向棱边方向平移。
【答案】:A二、简答题1、漂浮在水上的油膜在阳光下的为什么呈现色彩?改变角度颜色会发生变化吗?为什么?【答案】:答:漂浮在水上的油膜在阳光照射下形成薄膜干涉,光程差)2(0sin 222122λδ或--=i n n d (1分),不同方向入射的光线,入射角不同,光程差不同(1分);不同波长的光各自形成一套干涉条纹,彼此错开,形成薄层色,因此在阳光下呈现彩色。
(2分)3、简述扩展光源照到平行薄膜上形成干涉花样的特点和随薄膜厚度变化的规律。
【答案】:答:扩展光源照到平行薄膜上形成干涉花样属于等倾干涉,(1分)其形状为:一系列明暗相间的同心圆环,(1分)内疏外密中央阶次最高;(1分)当平行膜的厚度增加时中央不断涌出条纹,当平行膜的厚度减小时,中央条纹不断淹没。
(1分)4、:简述牛顿环形成的干涉花样,反射光和透射光的干涉花样有何区别?【答案】:答:干涉花样的特点:牛顿环是由于光的等厚干涉形成的,形状为一系列明暗相间的同心圆环,内疏外密中央阶次最低。
(2分)若在反射花样中由于附加光程差的存在中心为暗条纹,则在透射花样中由于不存在附加光程差中心为亮条纹,(1分)反射光与透射光的光强之和为入射光强,反射花样与透射花样互补。
(1分)n=1.68 n=1.60 n=1.58 O ' Oλ三、分析题1、在双缝干涉实验中,在下列情况下,干涉条纹将如何变化?试说明理由。
(1) 入射光由红光换为紫光;(2) 屏与双缝的间距D 不断增大;(3) 在下面一条缝后放一块云母片。
【答案】:双缝干涉条纹相邻明条纹(或暗条纹)的间距为 λd D x =∆ (2分) (1) 红光变紫光波长λ减小,其他条件不变时,条纹变窄(或密或向屏中央集中)(3分)(2) D 不断增大时,x ∆增大,条纹变稀(或变宽)(3分)(3) 在下面一条缝后放一块云母片,通过它的光线的光程增大(2分),干涉条纹向下平移(2分)。
2、杨氏双缝干涉实验条件作如下变化,干涉条纹将如何变化?试说明理由。
(1)加大双缝间距d ;(2)把整套装置浸入水中;(3)在两缝后分别放红色和绿色的滤光片。
【答案】:根据:条纹宽度λdD x =∆(2分) (1)d 变大,其他条件不变,则x ∆变小,所以条纹变窄(或密或向屏中央集中)(2分)。
d 增大到一定程度,条纹过于细密而无法分辨,拥挤在一起成为一条明亮带。
(2分)(2)装置没入水中后的条纹宽度为λdD n x 1=∆,因为1>n (2分) 所以x ∆变小,条纹变窄(或密或向屏中央集中)。
(2分)(3)使通过两缝的光频率不同,不满足相干条件(2分),干涉条纹消失(2分)。
3、如图所示,A ,B 两块平板玻璃构成空气劈尖,分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变化?(1) A 沿垂直于B 的方向向上平移[见图(a)];(2) A 绕棱边逆时针转动[见图(b)]。
【答案】:相邻明纹或暗纹介质膜厚度差n d 2λ=∆(2分),相邻明纹或暗纹间距θλn l 2=(2分)。
(1)上表面A 向上平移时,棱边明暗交替变化,相同厚度的空气薄模向棱边处移动,条纹间距不变。
(4分)(2) A 绕棱边逆时针转动时,棱边明暗不变,各级条纹向棱边方向移动,条纹变密。
(4分)4、在玻璃(5.1=n )上镀上25.1=n 的介质薄膜,波长 nm 500=λ的光从空气中垂直照射到此薄膜上,要使其为高反膜和增透膜求膜的厚度。
【答案】:解:设薄膜厚度为h ,则两束反射光的光程差为:2cos 2i nh =δ(2分)当λδj i nh ==2cos 2时,反射光光强最大, 此时薄膜为高反膜:(3分)==2cos 2i n j h λ5.2105272m j n j -⨯=λ m j h 7102-⨯=(2分) 当λδ)21(cos 22+==j i nh 时,反射光光强最小,此时薄膜为增透膜(3分)=+=2cos 2)21(i n j h λ5105)12(2)21(72m j n j -⨯+=+λ m j h 710)12(-⨯+=(2分) 5、利用迈克尔逊干涉仪测量光波波长的实验中:(1)画出实验的光路图。
(2)试分析当两反射镜垂直和近似垂直时干涉花样的特点,以及当其中一个反射镜移动时花样的变化规律。
【答案】:解:(1)光路图(2分)(2)干涉花样的特点:两反射镜垂直时,相当于扩展光源照到平行薄膜上形成干涉花样属于等倾干涉。
(1分)其形状为:一系列明暗相间的同心圆环,内疏外密中央阶次最高。
(2分)若其中一个反射镜移动,当平行膜的厚度增加时中央不断涌出条纹,当平行膜的厚度减小时,中央条纹不断淹没。
(2分)两反射镜近似垂直时,相当于扩展光源照到劈尖薄膜上形成干涉花样属于等厚干涉。
(1分)光经过膜形成的干涉花样为:明暗相间的直条纹,条纹等间距,光强分布均匀。
(2分)若其中一个反射镜移动,棱边明暗交替变化,相同厚度的空气薄模向棱边处移动,条纹间距不变。
(2分)四、证明题1、如图为利用劈尖干涉检测微小变化示意图。
(1)工件表面纹路是凹的还是凸的?(2)证明凹纹深度2λ⋅=b a H 。
【答案】:(1)P 点Q 点在j 级条纹上,P 点对应空气膜厚度与Q 点对应厚度同,因此P 点对应的纹路是凹的。
(2分)(2)21λ=-+j j h h (2分)b b h 2sin λθ=∆= 又a H =θsin (2分) 2,2λλb a H a H b =∴=(2分) 五、计算题1、杨氏双缝实验中缝间距cm d 02.0=、距光屏m 2,当nm 500=λ的光入射到双缝上时,求二级亮条纹的宽度和位置。
【答案】:解:由亮条纹的位置公式: λd D jy = (2分) 可得 cm m m m m d D y 101.010*******742==⨯⨯⨯⨯==--λ(2分) 条纹宽度为 λd D y =∆cm m m mm 5.0005.010*******==⨯⨯⨯=--(3分) 2、杨氏双缝实验中以波长nm 600=λ的单色光入射到双缝上时,在距离双缝cm 50的光屏上 测得条纹宽度为mm 3.0求:双缝的间距。
【答案】:解:杨氏双缝实验条纹的宽度 λd D y =∆=mm 3.0(3分) mm m m mm y D d 1001.01061035.074==⨯⨯⨯=∆=--λ(4分) 3、在洛埃镜实验中,nm 500=λ的绿光源S 在反射镜左方40cm 处,与镜面垂直距离为1mm ,镜长40cm ,在镜右方40cm 处垂直放置观察屏。
求:(1)画光路图,求干涉条纹间隔;(2)一共最多能观察到多少条明纹。
【答案】:解:(1)mm r mm d 1200 ,20==(1分)mm d r y 3.010********=⨯⨯==∆-λ(2分) 804012=y ,mm y 22=;(1分)408011=y , mm y 5.01= (1分) 明纹间隔数:53.05.0212=-=∆-y y y (1分) 最多明纹数:6条 (1分) 4、杨氏双缝实验中以波长nm 600=λ的单色光入射到双缝上时,在距离双缝cm 50的光屏上测得条纹宽度为mm 3.0求:1)双缝的宽度;2)若在一缝后放置厚度为mm 3108.4-⨯的平板式薄介质膜发现新的中央亮条纹恰好落到原来第4级亮条纹处,求介质的折射率。
【答案】:杨氏双缝实验条纹的间距λd D y =∆=mm 3.0 (1分) mm m m mm y D d 1001.01061035.074==⨯⨯⨯=∆=--λ(2分) 加入玻璃板后光程差变化了)1(-=∆n d δ 由题意可知=-=∆)1(n d δλ4 (2分)5.11108.410641467=+⨯⨯⨯=+=--mm d n λ (2分) 5、如图在双缝干涉实验中,mm d 5.0=,cm D 50=用波长nm 480=λ的光垂直照射。