光学第一章习题及答案解析

物理与机电工程学院 2011级 应用物理班

姓名:罗勇 学号:20114052016

第一章 习题

一、填空题:

1001.光的相干条件为 两波频率相等 、相位差始终不变与 传播方向不相互垂直。 1015、迈克尔逊干涉仪的反射镜M 2移动0、25mm 时,瞧到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为_500nm 。

1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于折射率与__路程_的乘积 。

1089、 振幅分别为A 1与A 2的两相干光同时传播到p 点,两振动的相位差为ΔΦ。则p 点的

光强I ＝2212122cos A A A A ϕ++∆

1090、 强度分别为1I 与2I 的两相干光波迭加后的最大光强max I =12+I I 。

1091、 强度分别为I 1与I 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =。12I I -

1092、 振幅分别为A 1与A 2的两相干光波迭加后的最大光强max I =12122A A A A ++。 1093、 振幅分别为A 1与A 2的两相干光波迭加后的最小光强min I =12122A A A A +-。 1094、 两束相干光叠加时,光程差为λ/2时,相位差∆Φ=π。

1095、 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件就是光程差为半波长的()2j+1倍,相位差为π的()2j+1倍。

1096、 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件就是光程差为波长的2j 倍,相位差为π的2j 倍。

1097、 两相干光的振幅分别为A 1与A 2,则干涉条纹的可见度v=1221221A A A A ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭

。 1098、 两相干光的强度分别为I 1与I 2,则干涉条纹的可见度v=12

12I I I I -+。

1099、两相干光的振幅分别为A 1与A 2,当它们的振幅都增大一倍时,干涉条纹的可见度为不变。

1100、 两相干光的强度分别为I 1与I 2,当它们的强度都增大一倍时,干涉条纹的可见度 不变。

1101、 振幅比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=45

。 1102、 光强比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=13。

1103、 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上任意一点p 到屏中心p 点的距离为y,则从双缝所发光波到达p 点的光程差

为 1104、 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p 到屏中心p 0点的距离为y,则从双缝所发光波到达p 点的相位差为

2πλ 1105、 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p 到对称轴与光屏的交点p 0的距离为y,设通过每个缝的光强就是I 0,则屏上任一点的光强

I=()01cos I V ϕ+∆。 1106、 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,入射光的强度为I 0,波长为λ,则观察屏上相邻明条纹的距离为D d

λ。 1107、 波长为600nm 的红光透射于间距为0、02cm 的双缝上,在距离1m 处的光屏上形成干涉条纹,则相邻明条纹的间距为__3_mm 。

1108、 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上干涉条纹的间距为Δy 。现将缝距减小一半,则干涉条纹的间距为2y ∆。

1109、 在杨氏双缝干涉实验中,用一薄云母片盖住实验装置的上缝,则屏上的干涉条纹要向_上移_____移动,干涉条纹的间距不变_____。

1110、 在杨氏双缝干涉实验中,得到干涉条纹的的间距为Δy,现将该装置移入水中,(n=3/4),则此时干涉条纹的焦距为3y 4

∆。 1111、 用波长为500 nm 的单色光照射杨氏双缝,入用折射率为1、5的透明薄片覆盖下缝,

发现原来第五条移至中央零级处,则该透明片的厚度为___4510cm

-⨯____________。

1112、 增透膜就是用氟化镁(n=1、38)镀在玻璃表面形成的,当波长为λ的单色光从空气垂直入射到增透膜表面就是,膜的最小厚度为_5.52

λ

____________。

1113、 在玻璃(n 0=1、50)表面镀一层MgF 2(n=1、38)薄膜,以增加对波长为λ的光的反射,膜的最小厚度为______2.76

λ

________。

1114、 在玻璃(n=1、50)表面上镀一层ZnS(n 0=2、35),以增加对波长为λ的光的反射,这样的膜称之为高反膜,其最小厚度为9.40

λ

。

1115、 单色光垂直照射由两块平板玻璃构成的空气劈,当把下面一块平板玻璃缓慢向下平移时,则干涉条纹___下移_______,明暗条纹间隔____不变_______。

1116、 波长为λ的单色光垂直照射劈角为α的劈形膜,用波长为的单色光垂直照射,则在干涉膜面上干涉条纹的间距为___2tan λ

α

_____________。

1117、 空气中折射率为n,劈角为α的劈形膜,用波长为λ的单色光垂直折射,则在干涉膜面上干涉条纹的间距为____2tan n λ

α

________。

1118、 由平板玻璃与平凸透镜构成的牛顿环仪,置于空气中,用单色光垂直入射,在反射方向观察,环心就是__暗的_________,在透射方向观察,环心就是_____亮的_____。

1119、 通常牛顿环仪就是用平凸透镜与平板玻璃接触而成,若平凸透镜的球面改为

______圆锥_______面,则可观察到等距同心圆环。

1120、在牛顿环中,将该装置下面的平板玻璃慢慢向下移动,则干涉条纹向环心缩小___________。

1121、牛顿环就是一组内疏外密的,明暗相间的同心圆环,暗环半径与_其干涉级的二分之一次方__________成正比。

1122、用波长为λ的单色光产生牛顿环干涉图样,现将该装置从空气移入水中(折射率为

n),则对应同一级干涉条纹的半径将就是原条纹半径的____1

n_________倍。

1123、当牛顿环装置中的平凸透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,原来第10个亮环的直径由1、4 cm变为1、27 cm,则这种液体的折射率为______1、10___________。

1124、在迈克尔逊干涉仪中,当观察到圆环形干涉条纹时,这就是属于___等倾_________干涉。

1125、在迈克尔逊干涉仪实验中,当M1与M2垂直时,可观察到一组明暗相间的同心圆环状干涉条纹,环心级次_最高_______,环缘级次_最低_______。

1126、观察迈克尔逊干涉仪的等倾圆环形条纹,当等效空气薄膜的厚度增大时,圆环形条纹____沿法线放向外扩大_________________。

1127、在调整迈克尔逊干涉仪的过程中,在视场中发现有条纹不断陷入,这说明等效空气膜的厚度在_______变小___________。

1128、调整好迈克尔逊干涉仪,使M1与M2严格垂直的条件下,干涉条纹将就是一组同心圆环。当移动动镜使等效薄膜厚度连续增大,则视场中观察到干涉条纹从中心__涌出_______,条纹间距___变大____________。

1129、调整好迈克尔逊干涉仪,使M1与M2严格垂直的条件下,干涉条纹将就是一组同心圆环。当移动动镜使等效薄膜厚度连续减小,则视场中观察到干涉条纹从中心__缩进_______,条纹间距___变小___________。

1130、用波长为600nm的光观察迈克尔逊干涉仪的干涉条纹,移动动镜使视场中移过100个条纹,则动镜移动的距离为__0、03mm_________。

1131、在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明介质片,放入后两光路的程差改变____2(n-1)d___________。

1132、迈克尔逊干涉仪的一臂重插有一折射率为n,厚度为h的透明膜片,现将膜片取走,为了能观察到与膜片取走前完全相同级次的干涉条纹,平面镜移动的距离为___2h(n-1)__________。

二、选择题:

2007.将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n的介质中,其条纹间隔就是空气中的(C)

(C)1

n

倍(D)n倍

2013.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M1移动0、1mm时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为( A )

(A)500nm。(B)498、7nm。(C)250nm。(D)三个数据都不对。

2015.用单色光观察牛顿环,测得某一亮环直径为3mm,在它外边第5个亮环直径为4、6mm,用平凸透镜的凸面曲率半径为1、0m,则此单色光的波长为( B )

(A)590、3 nm (B)608nm (C)760nm (D)三个数据都不对

2024.以波长为650nm的红光做双缝干涉实验,已知狭缝相距10-4m,从屏幕上测量到相邻两条纹的间距为1cm,则狭缝到屏幕之间的距离为多少m？( B )

(A)2 (B)1、5 (C)1、8 (D)3、2

2025.玻璃盘中的液体绕中心轴以匀角速度旋转,液体的折射率为4/3,若以波长600nm的单色