东华理工大学物理练习试卷答案光的干涉
光的干涉练习试题及答案解析
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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。
光的干涉试题及答案
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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。
东华理工大学 物理练习试卷答案 光的衍射
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中央明条纹的宽度 x 2 ftg 0 2 f 5 103 m 5mm
a
若单缝装置浸入水中,中央明条纹的半角宽度
5 107 3 0 3 . 76 10 rad 3 na 1.33 0.1 10
17.用橙黄色的平行光垂直照射到宽度a=0.60mm的单缝上,在缝后 放置一个焦距f=40.0cm的凸透镜,则在屏幕上形成衍射条纹,若 在屏上离中央明条纹中心为1.40mm处的P点为一明条纹。试求: (1)入射光的波长;(2)P点的条纹级数;(3)从P点看,对 该光波而言,狭缝处的波阵面可分为几个半波带(橙黄色光的波 长约为5×103 Å~6×103 Å)。 解:(1)设入射光波长为,离屏中心x=1.4mm处为明条纹,则 由单缝衍射明条纹条件,x应满足
6.波长 = 5000 Å的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上, 单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍 射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗 条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为 [ B ] (A) 2m ; (B) 1m ; (C) 0.5m ; (D) 0.2m ; (E) 0.1m . 7.波长为5000Å的单色光垂直入射到光栅常数为1.010-4cm的平 面衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角为 [ B ] (A) 60 ; (B) 30 ; (C) 45 ; (D) 75. 8.波长为5500Å的单色光垂直入射到光栅常数为2.010-4cm的平 面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为 [ B ] (A) 2 ; (B) 3 ; (C) 4 ; (D) 5.
解 (1) 由光栅方程 在sin=0.20处,有 0.2d =2 (2)由第四级缺级,有
光的干涉参考答案
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光的干涉参考解答一 选择题1.如图示,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 3,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是 (A )2n 2e (B )2n 2e -2λ (C )2n 2e -λ (D )2n 2e -22n λ[A ][参考解]:两束光都是在从光疏介质到光密介质的分界面上反射,都有半波损失存在,其光程差应为δ=(2n 2e +2λ)-2λ= 2n 2e 。
2.如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2,路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过一块厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径光的光程差等于 (A )(r 2+ n 2t 2)-(r 1+ n 1t 1)(B )[r 2+ (n 2-1)t 2] -[r 1+ (n 1-1)t 1] (C )(r 2-n 2t 2)-(r 1-n 1t 1) (D )n 2t 2-n 1t 1[ B ]3.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上,当平凸透镜垂直向上缓缓平移而离开平面玻璃板时,可以观察到环状干涉条纹 (A )向右移动 (B )向中心收缩 (C )向外扩张 (D )静止不动[ B ][参考解]:由牛顿环的干涉条件(k 级明纹)λλk ne k =+22 ⇒ nk e k 2)21(λ-= 可知。
4.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 沿某路径传到B ,若A 、B 两点的相位差是3π,则此路径AB 的光程差是 (A )1.5λ (B )1.5n λ (C )3λ (D )1.5λ/n[ A ][参考解]:由相位差和光程差的关系λδπϕ2=∆可得。
3S 1PS 空气二 填空题1.如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ,在图中的屏中央O 处(S 1O=S 2O ),两束相干光的相位差为λθπsin 2d 。
大学物理光的干涉测试题附答案及知识点总结
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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。
东华理工大学物理(上)
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l
l2
2 sin
2n
l 1 l 2 1 11 / n ) ] · / ( 2Δl) =1.7×10-4 rad λ
13.波长λ= 650 nm的红光垂直照射到劈形液膜上,膜 的折射率n = 1.33,液面两侧是同一种媒质.观察反 射光的干涉条纹. (1) 离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜 厚度是多少? (2) 若相邻的明条纹间距L= 6 mm,上述第一条明纹 中心到劈形膜棱边的距离x是多少? 解: (1) 2n ek+ λ / 2 = k λ (明纹中心) 现 k = 1, ek = e1 膜厚度 e1 = λ / 4n = 1.22×10-4 mm (2) x = L/ 2 = 3 mm
二、填空题 8.若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2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 极大所在处的两束光的光程差δ =(n1-n2)e或(n2-n1)e均 可.
9.用λ =600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向 外数第4个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度 为 1.2 mm.(1 nm=10-9 m)
1
n2 n3
e
4.在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm=10-9 m),双 缝间距为2 mm,双缝与屏的间距为300 cm.在屏上形成的干涉图 样的明条纹间距为 (A) 0.45 mm. (B) 0.9 mm. (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm. [ B ]
5.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之间的距离是 (A) λ D / (nd) (B) n λ D/d. (C) λ d / (nD). (D) λ D / (2nd). [ A ] 6.由两块玻璃片(n1=1.75)所形成的空气劈形膜,其一端厚度 为零,另一端厚度为0.002 cm.现用波长为700 nm (1nm = 10 9 m)的单色平行光,沿入射角为30°角的方向射在 膜的上表面,则形成的干涉条纹数为 (A) 27. (B) 40. (C) 56. (D) 100. [ A ] 7.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. [ C ]
光的干涉习题(附答案) (1)
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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
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 。
答: 根据几何光学作图法可知点光源 S 发出的光束经过上半个透镜 L1 和下 半个透镜 L2 分别折射后所形成的两光束, 可形成类似于双峰干涉的两个同相 位相干光源 S1 和 S2。由透镜成像公式
1 u
+ v = f 和 u=2f
1
1
可以得到 v=2f
又因 SS1 和 SS2 分别通过上下两个半透镜的中心(物和像的连线通过透镜中 心) ,可得: s1 s2 :h=(u+v):u=2:1 ̅̅̅̅̅ 所以两模拟光源的间距̅̅̅̅̅ s1 s2 =2h,且 S1S2 平面与屏的距离为 8f,根据类似双峰 干涉的计算可知 P 点的光强: 1 2 I=2A2 1 (1+cos∆∅)=4I1 cos ( ∆∅) 2 其中相位差 ∆∅= 置坐标 得到: 当 x=0 时,I0=4I1 I=4I1 cos2 4λf I=I0 cos2 4λf
东华理工大学物理练习试卷答案光的干涉
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∵ I∝A2
∴ II I m=ax A2 / 4 A2 =1 / 4
15.折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角θ 很小).用波长 λ=600 nm (1 nm =10-9 m)的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹.假如在劈形膜内 充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小 =0.5 mm,则 劈尖角θ应是多少? 解:空气劈形膜时,间距
光垂直入射时,产生等厚干. 涉条纹.如果滚柱之间的距离L
变小,则在L范围内干涉条纹的
(A)数目减少,间距变大.
(B)数目不变,间距变小.
(C)数目增加,间距变小.
(D)数目减少,间距不变.
L
[B]
二、填空题
9.在双缝干涉实验中,双缝间距为d,双缝到屏的距离为D (D>>d),测得中央零级明纹与第五级明之间的距离为x,
r2 = 2Re – e2
R
略去e2,则
r
e
暗环: 2ne+ λ/2 =( 2k+1)λ/2
k 2e= n
r Rk
n
(k=0,1,2,…) k=10 r=0.38 cm
S1
P
S
S2 E
11、一束波长为 λ =600 nm (1 nm=10-9 m)的平行单色光垂直 入射到折射率为n=1.33的透明薄膜上,该薄膜是放在空气中 的.要使反射光得到最大限度的加强,薄膜最小厚度应为
______1_1_3_____nm.
12、波长为λ的平行单色光,垂直照射到劈形膜上,劈尖角为 λ ,劈形膜的折射率为n,第三条暗纹与第六条暗之间的距离
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λ ,
则反射光形成的干涉条纹中暗环半径rk的表达式为
物理第7章试题及答案解析
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物理第7章试题及答案解析一、选择题(每题3分,共30分)1. 光的干涉现象是指两个或多个光波在空间相遇时,由于相位差的存在,导致光强分布出现增强或减弱的现象。
以下关于光的干涉现象的描述,哪个是错误的?A. 光的干涉现象是波动性的体现B. 干涉条纹是等光程差的直线C. 干涉条纹的间距与波长成正比D. 干涉条纹的间距与光源的强度无关答案:D解析:干涉条纹的间距与光源的强度无关,它只与波长和干涉装置的几何结构有关。
2. 单缝衍射实验中,中央亮条纹的宽度与下列哪个因素有关?A. 单缝的宽度B. 光的波长C. 观察屏与单缝的距离D. 以上所有因素答案:D解析:中央亮条纹的宽度与单缝的宽度、光的波长以及观察屏与单缝的距离都有关系。
3. 双缝干涉实验中,若将其中一个缝遮挡,观察到的现象是:A. 干涉条纹消失,出现衍射条纹B. 干涉条纹消失,出现单缝衍射条纹C. 干涉条纹不变D. 干涉条纹变为原来的两倍答案:B解析:当双缝干涉实验中的一个缝被遮挡时,干涉条纹会消失,取而代之的是单缝衍射条纹。
4. 光的偏振现象表明光是横波,以下关于偏振现象的描述,哪个是正确的?A. 偏振光的振动方向与传播方向垂直B. 偏振光的振动方向与传播方向平行C. 偏振光的振动方向与传播方向成45度角D. 偏振光的振动方向可以是任意方向答案:A解析:偏振光的振动方向与传播方向垂直,这是光作为横波的一个特征。
5. 以下哪种现象不是光的衍射现象?A. 小孔成像B. 单缝衍射C. 双缝干涉D. 光栅衍射答案:C解析:双缝干涉是光的干涉现象,而不是衍射现象。
6. 光的全反射现象是指光从光密介质射向光疏介质时,当入射角大于临界角时,光将完全反射回光密介质中。
以下关于全反射现象的描述,哪个是错误的?A. 全反射现象只发生在光从光密介质射向光疏介质时B. 全反射现象与光的波长无关C. 全反射现象与入射角有关D. 全反射现象与介质的折射率有关答案:B解析:全反射现象与光的波长有关,不同波长的光有不同的临界角。
东华理工大学 物理练习试卷答案 光的偏振
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1
2
二、填空题 6.使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1、P2和P3。相 邻偏振片的偏振化方向成450角。则透过三块偏振片的光强I为 I0/8 . 7.如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质 的交界面上,发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光,那 么折射角r的值为 π/2 - arctan n2/n. 1
14. (1)试求光在装满水的容器底部反射时的布儒斯特角。容器 用冕牌玻璃制成,折射率为1.50,水的折射率为1.333。 (2)今测得某釉质的起偏角i0=58 °,试求该釉质的折射率。 解:(1)由布儒斯特定律可得
n2 1.50 i0 arctg arctg 48 n1 1.333
(2)
0 1 I0 I 5 I0 得 I 4I0 1 I0 2I0 I I 2
11.一束自然光垂直穿过两个叠放在一起的偏振片,若透射光强 I 为 原入射光强I的1/4,则两偏振片的偏振化方向之间的夹角是多少? 解:设通过第一个偏振片后的光强为I0
1 I0 I 2
4.两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。 当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生变化为[ B ] (A)光强单调增加; (B)光强先增加,后有减小至零; (C)光强先增加,后减小,再增加; (D)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零.
5.一束自然光自空气射向 一块平板玻璃(如图),设入射角等于 布儒斯特角i0 ,则在界面2的反射光[ B ] (A)是自然光; (B)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面; (C)是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面; (D)是部分偏振光.
16
证明:自然光通过P1后成为强度为 I0/2的线偏振光。设在t时刻, P1 与 P2的夹角为ωt, P2 与P3的夹角为 (90 °- ωt) 。由马吕斯定律可得
大学物理 8章作业 and answers
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第八章 波 动 光 学(一) 光的干涉一. 选择题1. 波长为λ的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,如图所示,若薄膜的厚度为e,且,则两束反射光的光程差为(A)(B)(C) (D)2. 如图示,波长为λ的单色光,垂直入射到双缝,若P 点是在中央明纹上方第二次出现的明纹,则光程差为(A) 0 (B) λ (C) 3λ /2 (D) 2 λNote: P 点是在中央明纹上方第二次出现的明纹,所以k=2 3. 在双缝干涉实验中,屏幕上的P 点处是明条纹,若将缝盖住,并在连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ,如图示,则此时(A) P 点处仍为明条纹 (B) P 点处为暗条纹(C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹 (D) 无干涉条纹Note:注意出现了半波损失4. 双缝干涉中,若使屏上干涉条纹间距变大,可以采取 (A) 使屏更靠近双缝 (B) 使两缝间距变小(C) 把两个缝的宽度稍稍调窄 (D) 用波长更短的单色光入射Note:干涉条纹间距Ddλ=5. 波长为λ的单色光垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,薄膜放在空气中,要使反射光干涉加强,薄膜厚度至少为(A) λ /2 (B) λ /2n (C) λ /4 (D) λ /4n Note: 2nd+λ /2=k λ (k=1,2,3,,,)6. 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,若上面的平玻璃慢慢向上平移,则干涉条纹(A) 向棱边方向平移,条纹间距变小 (B) 向棱边方向平移,条纹间距变大 (C) 向棱边方向平移,条纹间距不变 (D) 向远离棱边方向平移,条纹间距不变 (E) 向远离棱边方向平移,条纹间距变小 Note: 牢记如下规律:1. 厚度增大,角度不变则条纹向着劈尖处(也就是棱边)平移,条纹间距不变;2. 厚度减小,角度不变则条纹向远离劈尖处(也就是棱边)平移,条纹间距不变;3. 角度增大,条纹向着劈尖处(也就是棱边)平移,同时条纹间距变小;4. 角度减小,条纹向远离着劈尖处(也就是棱边)平移,同时条纹间距变大,详见PPT 第八章,page 677. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射,再反射光中看到干涉条纹,则在接触点处形成的圆斑为(A) 全明 (B) 全暗(C) 右半边明,左半边暗 (D) 右半边暗,左半边明8. 在迈克耳逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n 的透明薄膜后,观察到条纹移动6条,则薄膜的厚度是(A) 3λ (B) 3λ /n()2sin 2l n n λλθθ∆=≈间距(C) 3λ /(n -1) (D) 6λ /nNote: 2d(n-1)=6λ 二. 填空题9. 有两种获得相干光的基本方法,它们是__________________和___________________.( 分波面法 ;分振幅法 )10. 两同相位相干点光源、,发出波长为λ的光,A 是它们连线中垂线上的一点,在与A 间插入厚度为e 折射率为n 的薄玻璃片,两光源发出的光到达A 点时光程差为______________,相位差为____________________.;11. 杨氏双缝干涉实验中,双缝间距为d ,屏距双缝的间距为D (D >>d ),测得中央明条纹与第三级明条纹间距为x ,则入射光的波长为_____________________.Note 相邻干涉条纹间距 ,中央明条纹与第三级明条纹间距x =12. 一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1mm ,若将整个装置放入水中,干涉条纹的间距变为______ 3/4 ___________mm .(设水的折射率为4/3)13. 波长为λ的单色光垂直照射到两块平玻璃片构成的劈尖上,测得相邻明条纹间距为l ,若将劈尖夹角增大至原来的2倍,间距变为__________________.Note:14. 用λ=600nm 的平行单色光垂直照射空气牛顿环装置时,第四级暗环对应的空气膜厚度为______1.2 ________µm .Note:2d+λ /2=(2k+1)λ /2,这里k=0,1,2,3,4,,,第四级暗环k=4,所以d=2λ=1200nm三. 计算题15. 在双缝干涉实验中,两个缝分别用和的厚度相同的薄玻璃片遮着,在观察屏上原来的中央明纹处,现在为第5级明纹.若入射光的波长为nm 600,求玻璃片的厚度.解: 放上玻璃后原中央明纹处的光程为D d λ=3Ddλ()2sin 2l n n λλθθ∆=≈间距对应第5级明纹16. 取白光波长范围400nm ~760nm ,用白光入射到mm 25.0 d 的双缝,距缝50cm 处放置屏幕,问观察到第一级明纹彩色带有多宽?解: 取白光波长范围400nm ~760nm ,对于波长的光波,第一级干涉明纹中心的位置为波长和的光波,第一级明纹间距为17. 一薄玻璃片,厚度为μm 4.0,折射率为1.50,用白光垂直照射,问在可见光范围内,哪些波长的光在反射中加强?哪些波长的光在透射中加强? 解:从玻璃片两表面反射的光的光程差光在反射中加强有可解得在可见光范围内,只有,相应波长为透射光的光程差光在透射中加强有可解得在可见光范围内,有和,相应波长为18. 波长为680nm 的平行光垂直地照射到12cm 长的两块玻璃片上,两玻璃片一边相互接触,另一边被厚0.048mm 的纸片隔开. 试问在这12cm 内呈现多少条明条纹? 解:两玻璃片之间是一空气劈尖,相邻明纹间距为l设玻璃片长为L 、纸片厚度为d则呈现明纹条数为(二) 光的衍射、偏振一. 选择题1. 光的衍射现象可以用(A) 波传播的独立性原理解释(B) 惠更斯原理解释(C) 惠更斯-菲涅耳原理解释(D) 半波带法解释2. 在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射到宽为a =4 λ的单缝上,对应衍射角为30o的方向,单缝处波面可分成的半波带数目为(A) 2个 (B) 4个(C) 6个 (D) 8个3. 单缝衍射中,若屏上P点满足,则该点为(A) 第二级暗纹(B) 第三级暗纹(C) 第二级明纹(D) 第三级明纹Note: 2k+1=74. 利用波动光学试验可测细丝的直径,通常采用下述实验的哪种(A) 牛顿环 (B) 劈尖干涉(C) 劈尖干涉和杨氏双缝干涉 (D) 单缝衍射或衍射光栅5. 某元素的特征光谱中含有波长和的谱线,在光栅光谱中两种谱线有重叠现象,重叠处谱线的级次是(A) 2、3、4、5…(B) 2、5、8、11…(C) 2、4、6、8…(D) 3、6、9、12…Note:光栅方程:λkθd±= sink1/k2必须正比于λ2/λ1即k1=(5/3)k2, 同时要求k1,k2都为整数,所以6. 波长的单色光垂直入射于光栅常数的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2 (B) 3(C) 4 (D) 5Note:光栅方程:λkθd±= sin,令衍射角等于90度,得到最大k值为d/λ,注意k必须取整数。
大学物理第12章光的干涉测试题(附答案及知识点总结)培训讲学
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大学物理第12章光的干涉测试题(附答案及知识点总结)第12章 习题精选试题中相关常数:m 10μm 16-=,m 10nm 19-=,可见光范围(400nm~760nm ) 1、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π3,则此路径AB 的光程为:(A )λ5.1. (B )n /5.1λ. (C )λn 5.1. (D )λ3.[ ]2、在相同的时间内,一束波长为λ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2n 、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1n 和3n ,已知321n n n <<.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①与②的光程差是:(A )e n 22. (B )2/22λ+e n .(C )λ+e n 22. (D ))2/(222n e n λ-.[ ]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.[ ]35、在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,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λ5.2,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:(A )向右平移. (B )向中心收缩. (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λ,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径k r 的表达式为:(A )R k r λ=k . (B )n R k r /k λ=. (C )R kn r λ=k . (D ))/(k nR k r λ=.[ ]8、用波长为λ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=δ_______________.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1r 和2r .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___________.S S 110、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_______________.13、用波长为λ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a 为一块光学平板玻璃与一个加工过的平面一端接触,构成的空气劈尖,用波长为λ的单色光垂直照射.看到反射光干涉条纹(实线为暗条纹)如图b 所示.则干涉条纹上A 点处所对应的空气薄膜厚度为=e _________________.15、用波长为λ的单色光垂直照射如图示的劈形膜(321n n n >>),观察反射光干涉.从劈形膜尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度=e _______________________.图b图an 1n 2 n 316、波长为λ的平行单色光垂直照射到劈形膜上,若劈尖角为θ以弧度计),劈形膜的折射率为n ,则反射光形成的干涉条纹中,相邻明条纹的间距为__________________.17、波长为λ的平行单色光垂直照射到折射率为n 的劈形膜上,相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是____________________.18、在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离m 2.1=D ,双缝间距mm 45.0=d ,若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5mm ,求光源发出的单色光的波长λ.19、在杨氏双缝干涉实验中,用波长nm 1.546=λ的单色光照射,双缝与屏的距离mm 300=D .测得中央明条纹两侧的两个第5级明条纹的间距为12.2mm ,求双缝间的距离.20、在双缝干涉实验中,波长nm 550=λ的单色平行光垂直入射到缝间距m 1024-⨯=a 的双缝上,屏到双缝的距离m 2=D .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m 106.65-⨯=e 、折射率为58.1=n 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?21、用白光垂直照射置于空气中的厚度为μm 50.0的玻璃片.玻璃片的折射率为50.1=n .在可见光范围内哪些波长的反射光有最大限度的增强?22、波长nm 650=λ的红光垂直照射到劈形液膜上,膜的折射率33.1=n ,液面两侧是同一种介质.观察反射光的干涉条纹.(1)离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少? (2)若相邻的明条纹间距mm 6=l ,上述第1条明纹中心到劈形膜棱边距离x 是多少?23、用波长为nm 600=λ的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜,劈尖角rad 1024-⨯=θ.改变劈尖角,相邻两明条纹间距缩小了mm 0.1=∆l ,求劈尖角的改变量θ∆.24、曲率半径为R 的平凸透镜和平板玻璃之间形成空气薄层,如图所示.波长为λ的平行单色光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环.设平凸透镜与平板玻璃在中心O 点恰好接触.求:(1)从中心向外数第k 个明环所对应的空气薄膜的厚度k e .(2)第k 个明环的半径用k r (用R 、波长λ和正整数k 表示,R 远大于上一问的k e .)25、图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的R OλO 1曲率半径是cm 400=R .用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30cm .(1)求入射光的波长.(2)设图中cm 00.1=OA ,求半径为OA 范围内可观察到的明环数目.26、用波长nm 500=λ的单色光作牛顿环实验,测得第k 个暗环半径mm 4k =r ,第10+k 个暗环半径mm 610k =+r ,求平凸透镜的凸面的曲率半径R .总体要求:理解产生相干光的三个条件和获得相干光的两种方法.了解分波阵面法和分振幅法干涉的典型实验;掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系;掌握杨氏双缝干涉条纹及薄膜干涉条纹(尤其是劈尖和牛顿环)的分布规律,利用相关公式计算条纹分布.第12章 参考答案1、A2、C3、A4、B5、B6、B7、B8、23λ+e 或23λ-e 9、)(12r r n -10、(1)使两缝间距变小;(2)使屏与双缝之间的距离变大. 11、变小;变小 12、N D / 13、λ/2d 14、λ23 15、22n λ 16、θλn 2 17、n2λ18、解:nm 5.562/=∆=D x d λ. 19、解:mm 268.0/=∆==x D d λλ. 20、解:(1)m 11.0/20==∆a D x λ (2)零级明纹移到原第7级明纹处.21、解:nm 600=λ和nm 6.428=λ. 22、解:(1)λλk ne k =+2/2(明纹中心)现1=k ,1e e k =,则膜厚度mm 1022.1)4/(41-⨯==n e λ. (2)mm 32/==l x23、解:rad 100.442-⨯=-=∆θθθ.24、解:(1)第k 个明环,λλk e k =+212 4/)12(λ-=k e k .(2)λλk R r k =+21)2/(22,2/)12(λR k r k -= ,...2,1=k .25、解:(1)()cm 10512252×Rk r -=-=λ (或500 nm ).(2)λR r k 2212=-,对于cm 00.1=r ,5.505.02=+=λR r k .故在OA 范围内可观察到的明环数目为50个.26、解:()()m 410/2210=-=+λk k r r R .第12章 光的干涉一、基本内容1.单色光单色光是指具有单一频率的光波,单色光不是单种颜色的光.可见光的波长是(380~760)nm .虽然绝对单一频率的单色光不易得到,但可以通过各种方法获取谱线宽度很小的单色光.例如激光就可看作谱线宽度很小的单色光.2.相干光只有两列光波的振动频率相同、振动相位差恒定、振动方向相同时才会发生干涉加强或减弱的现象,满足上述三个条件的两束光称为相干光,相应的光源称为相干光源.3.半波损失光由光疏介质(即折射率相对小的介质)射到光密介质发生反射时,反射光的相位较入射光的相位发生π的突变,这一变化导致了反射光的光程在反射过程中增加了半个波长,通常称为“半波损失”.4.光程和光程差 (1)光程光波的频率v 是单色光的本质属性,与在何种介质中传播没有关系,而传播速度则与介质有关.在折射率为n 的介质中光速是真空中光速的n /1,由光速v u n n λ=可知,在折射率为n 的介质中,光波的波长n λ也是真空中波长的n /1.这样光在不同介质中经历同样的波数,但经历的几何路程却不同.所以有必要把光在折射率n 的介质中通过的几何路程折算到真空中所能传播的长度,只有这样才便于比较两束经过不同介质的光相位的变化.所以把光在折射率为n 的介质中通过的几何的路程r 乘以折射率n 折算成真空中所能传播的长度nr ,称nr 为光程.(2)光程差当采用了光程概念以后就可以把由相位差决定的干涉加强、减弱等情况用光程差来表示,为计算带来方便.即相位差π2λδϕ=∆(λ为真空中波长,δ为光程差),亦即λδϕπ2=∆.二、基本规律光程差(含半波损失)是半波长偶数倍时干涉加强,干涉相长,明条纹中心;是半波长奇数倍时,干涉相消,暗条纹中心.1.杨氏双缝干涉结果(分波阵面干涉),只讨论同一介质中传播:等间隔明暗相间条纹.光程差:Dx d=δ dD kx λ±=k ),2,1,0( =k 明条纹位置(k x —k 级干涉条纹位置,D —屏距,d —缝距)2)12(k λd D k x -±= ),2,1( =k 暗条纹位置 条纹中心间距:λdD x =∆ 2.薄膜干涉结果(分振幅干涉)薄膜干涉基础公式相同,考虑从1n 入射到2n (21n n <),i 为入射角,d —薄膜厚度,此时要考虑“半波损失”,故反射加强(上表面亮纹位置)为λλδk i n n d =+-=2sin 222122 ),2,1( =k反射减弱(上表面暗纹位置)为(注意此处k 可以取0,厚度为0处是暗纹)2)12(2sin 222122λλδ+=+-=k i n n d ),2,1,0( =k注意,一定要先分析反射光是否存在“半波损失”的情况,不能死搬硬套,一般介质折射率中间大两边小或中间小两边大都有半波损失,而三种介质折射率大小顺序排列无半波损失.薄膜干涉光程差是入射角和厚度的函数.等倾干涉:对于上两式,如果薄膜厚度不变,而光线倾角(入射角i )变化,入射角i 相同的位置光线光程差相同,条纹花样相同,叫做等倾干涉.精品资料仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢11 等厚干涉:对于上两式,所有光线以同一入射角i 入射,而薄膜厚度变化,则厚度相同的位置光线光程差相同,条纹干涉花样相同,叫做等厚干涉.对空气劈尖(上玻璃板下表面和下玻璃板上表面两束光反射)两侧介质相同,由于存在“半波损失”,所以上两式适用于在空气劈尖的上表面干涉.一般取垂直入射,0=i ,则在劈尖上表面干涉,光程差满足λλδk nd =+=22 ),2,1( =k 明条纹2)12(22λλδ+=+=k nd ),2,1,0( =k 暗条纹n 代表劈尖内介质折射率. 劈尖端点处是暗纹,相邻明纹(或暗纹)厚度差n d 2λ=∆,条纹线间距:θλn l 2=∆. 如果两侧介质不同,且满足折射率递增或递减顺序,则无半波损失,光程差满足λδk nd ==2 ),2,1,0( =k 明条纹2)12(2λδ-==k nd ),2,1( =k 暗条纹劈尖劈尖端点处是暗纹,相邻明纹(或暗纹)厚度差和条纹线间距与有半波损失时相同.利用劈尖原理检测零件平整度,上表面放标准板,顶角在左侧,下板凹陷条纹向左弯,凸起向右弯.牛顿环的上表面干涉也是空气劈尖干涉,两侧介质相同,有半波损失,只不过牛顿环的空气厚度测量常转换成距透镜中心距离r 与透镜的曲率半径R 来表示牛顿环的明暗纹.2)12(k λR k r -= ),2,1( =k (明环) λkR r =k ),2,1,0( =k (暗环)。
《大学物理学》光的干涉练习题(马解答)
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《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 =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 )×10-4cm ; (B )×10-4cm ; (C )×10-4cm ; (D )×10-4cm 。
华理工大学大学物理习题之光的干涉习题详解
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还是自己好好做吧!!!哈哈!;习题六一、选择题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 [ ] (A )1条; (B )2条; (C )5条; (D )10条。
答案:D解:缝宽为d 时,双缝至屏上x 处的光程差为dx Dδ=。
所以当d 增大时,光程差改变,引起干涉条纹移动。
若干涉条纹移动N 条,则对应的光程差改变为N δδδλ'∆=-=,依题意,经1s ,光程差的改变量为:()λδN Dxd D x d =-+=2.0 由此可解出N =10。
2.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。
答案:D解:条纹间距与参数d 、D 和λ有关,而与光源的竖直位置无关。
但光源下移时,在原O 点处两光程差不再为0,而且光程差为0处必在O 点上方,即中央明纹向上移动。
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位相差为 [ ](A )24/n e πλ; (B )22/n e πλ; (C )24/n e ππλ+; (D )24/n e ππλ-+。
答案:A解:三层介质折射率连续变化,故上下两光之间无附加程差。
东华大学-物理-大学物理下册-练习册-光学练习解答
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光学练习解答一选择题解: 有附加半波损失, 光程差: 2n2e-λ/2 [ B ]解: 无附加半波损失,∆φ= 2πδ/λ =2π (2n2e) /λ= 4πn2e/λ[A]解: ∵ n 1<n 2>n 3 ∴ 有附加半波损失δ= 2n 2e +λ/ 2 ( λ为真空中的波长) λ= n 1λ1∆φ= 2π·2n 2e/λ + π = 4πn 2e/(n 1λ1) + π [ C ]解:,条纹间距不变,条纹随光源的下移而上移。
[ B ]解: 条纹间距 [ D ]解: 同5题,相邻明纹和暗纹之间距离相等。
[ A ]Dx dλ∆=Dx dλ∆=B 解: 洛埃镜:反射面M有半波损失, P点处明纹变暗纹。
[ D ]无附加半波损失接触点为明斑,否则为暗斑。
Array解: 参见书P148页例12-10的结论 [ B ]解: [ A ]解: δ=λ = 2(n -1)d → d = λ/2(n -1) [ D ]解: 中央明纹宽度: , a 减小,宽度变大。
[ B ] h2a ha b b λ∆==()a 为相邻条纹间距b 为条纹弯曲最大畸变量e2f x aλ∆=解: [ D ]解: asinθ = 3·λ/2→ a = 3λ/2sinθ = 3λ [ D ]解: [ D ]解: 缺级公式: n (a+b)/a = k = 3n →(a+b) = 3a [ B ]解: 正入射时:d sinθ = kλk max = d/λ(θ为衍射角)斜入射时:d ( sinθ±sinϕ)= kλk′max = d( 1+sinϕ)/λk′max>k max(θ为衍射角,ϕ为入射角)[ B ]解: 偏振片不影响干涉条纹间距,但影响条纹亮度。
[ B ]解: I1 = I o/2,I2 = I1cos245o = (I o/2)×1/2 = I o/4 [ B ]解: 从消光状态开始,光强先增大,转到90°时最大,再减小,转到180°时最小。
华东理工大学大学物理作业答案3
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e (2k 1) 4n 2
550 105 .8 (nm ) 4 1.30
2
e m in (k 0)
8、一厚度为 625nm、折射率为 n2=1.40 的煤油膜浮于水 面(水的折射率 n3=1.33) ,一波长为 500nm 的单色光从 空气(n1=1.00)中垂直入射在油膜上(如图所示) ,求: (1)反射光的光程差、相位差,并说明其干涉结果; (2)透射光的光程差、相位差,并说明其干涉结果 解: (1)垂直入射 i =0,有半波损失 光程差 相位差
3
2 10
32 1
0
1
23
根据 m ax
7 2k 1 得 4 2
k 3.5
12、以钠光灯作为光源(λ =589.3nm) ,在迈克耳逊干涉仪的一支光路上,放置一个长 度为 d=140mm 的玻璃容器,当以 NH3 注入容器时,测得干涉条纹移动Δ N=180 条,求 NH3 的折射率。 解:迈克耳逊干涉仪每移过一条条纹光程差改变 2(n 1)d 1 8 0
2 2 解: (1) 2e n 2 2 n1 sin i k
(最小厚度 k=1)
5.0 10 5 2.03 10 5 cm
e m in
2 2 n2 30 0 2 sin
2 1.33 2 (0.5) 2
(2)从法线方向观察 i=0, 2n 2 e min k 可得 k=1 k=2
1 2 (D 2 k 5 D k ) 590 nm 20 R
40
大学物理习题册解答
11、使平行光垂直入射图(a)和(b)所示装置的上表面来观察等厚干涉。试画出反射 光的干涉条纹(只画暗条纹) ,并标出条纹级次。
(完整版)光的干涉练习题及答案
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(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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2ne 4ne300n0m
k1 2k1 2k1 2
k = 1, λ1 = 3000 nm, k = 2, λ2 = 1000 nm, k = 3, λ3 = 600 nm, k = 4, λ4 = 428.6 nm, k = 5, λ5 = 333.3 nm.
(2) 在劈形膜顶点处,透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹?
解:(1)
d = 2e – 0 = 2e
(2) 顶点处e=0 ,∴d=0 ,干涉加强是明条纹.
A
18.用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm的玻璃 片.玻璃片的折射率为1.50.在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强?(1 nm= 10-9 m)
解:空气劈形膜时,间距
l1
2nsin
2
液体劈形膜时,间距 l2 2sin2n
l l 1 l2 1 1 /n /2
∴
(1 1n )(2 l) 1 .7 1 4 0 rad
16、用波长λ =500 nm的单色光作牛顿环实验,测得第k个暗 环半径rk=4 mm, 第k +10个暗环半径rk+10 =6 mm,求平凸 透镜的凸面的曲率半径R.
15.折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个
劈形膜(劈尖角θ 很小).用波长λ=600 厚干涉条纹.假如在劈形
膜内充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内
是空气时的间距缩小 =0.5lmm,那么劈尖角θ应是多
少?
∴ 在可见光范围内,干涉加强的光的波长是 λ =600 nm 和λ =428.6 nm.
谢谢!
解:根据暗环半径公式有 rk kR
rk1 0 k1 0R
由以上两式可得 R r k 2 1 0 r k 2/10 4 m
17、两块平板玻璃,一端接触,另一端用纸片隔开,形成空
气劈形膜.用波长为的单色光垂直照射,观察透射光的干
涉条纹.
(1) 设A点处空气薄膜厚度为e,求发生干涉的两束透射光的光程差;