408-分波阵面干涉
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分振幅干涉和分波面干涉
分振幅干涉和分波面干涉是光学干涉现象的两种主要类型,它们在光学实验和技术中有不同的应用。
以下是对这两种干涉的简要解释:
1.分振幅干涉(Amplitude Division Interference):
•原理:分振幅干涉是通过分割入射光波的振幅,使其沿不同光程传播,然后重新合成,产生干涉现象。
这通常涉
及将光波分成两个或多个振幅不同的部分。
•应用:分振幅干涉常用于Michelson干涉仪等设备中,用于测量光学元件的表面形状、厚度差异等。
2.分波面干涉(Wavefront Division Interference):
•原理:分波面干涉是通过分割入射光波的波面,使其沿不同光程传播,然后重新合成,产生干涉现象。
这涉及光
波的相位差异,而不是振幅。
•应用:分波面干涉广泛应用于干涉仪器,例如Twyman-Green干涉仪和Fizeau干涉仪。
它可用于测量光学表面
的平整度、透明膜的厚度、折射率差异等。
这两种干涉现象的共同点是都涉及将光波分成两个或多个部分,然后再合成,通过干涉条纹来测量光学性质。
区别在于分振幅干涉关注振幅差异,而分波面干涉关注波面差异。
在实际应用中,选择使用分振幅干涉还是分波面干涉取决于具体的实验需求和测量目标。
这两种方法都为光学领域提供了强大的工具,用于精密测量和实验研究。
分波前干涉实验的现代应用及原理分波前干涉实验是一种光学实验,它在现代科学研究中有着广泛的应用。
分波前干涉实验通过将光波分成两条或多条不同的路径,然后再将它们重新合并,利用不同路径上的光波相位差来观察干涉现象,从而研究光的性质和光与物质的相互作用。
分波前干涉实验的原理基于光的波动性质。
光是一种电磁波,它可以通过传播的方式将能量传递出去。
当光波遇到障碍物或介质边界时,会发生折射、反射、散射等现象,这些现象都会导致光波的传播路径发生变化。
分波前干涉实验利用光波的干涉现象来研究光的传播路径和相位变化。
在分波前干涉实验中,首先需要将光波分成两条或多条不同的路径。
这可以通过使用光学元件如分光镜、反射镜、透镜等来实现。
分波前干涉实验中常用的元件是分光镜,它可以将入射的光波分成两条不同的路径。
然后,光波在不同的路径上传播,经过一系列的反射、折射、透射等过程,最后再将两条路径上的光波重新合并。
在光波重新合并的过程中,光波的相位差会产生干涉现象。
相位差是指两条光波在某一点的相位差异,它可以由光波的传播路径长度差、折射率差等因素引起。
当两条光波的相位差满足一定条件时,它们将发生干涉现象。
干涉现象可以表现为明暗条纹或彩色条纹的形式,这取决于光波的相位差和干涉条件。
分波前干涉实验在现代科学研究中有着广泛的应用。
首先,它可以用来研究光的波动性质。
通过观察干涉现象,可以确定光波的波长、频率、相速度等特性。
其次,分波前干涉实验可以用来测量光学元件的性能。
例如,通过测量光波的相位差,可以计算出光学元件的折射率、厚度等参数。
此外,分波前干涉实验还可以用来研究光与物质的相互作用。
例如,在光学材料的研究中,可以通过分波前干涉实验来分析光波在材料中的传播和反射特性,从而研究材料的光学性质。
除了光学领域,分波前干涉实验还在其他领域中得到应用。
例如,在粒子物理学中,分波前干涉实验可以用来研究粒子的波动性质和相互作用。
在声学领域,分波前干涉实验可以用来研究声波的传播和干涉现象。
1.重点讲述光的干涉和衍射,使学生掌握判断波的基本特征。
2.分波阵面干涉主要介绍杨氏双缝干涉,洛埃镜干涉可突出相位突变的实验验证。
3.分振幅干涉的教学重点是等厚干涉及其应用。
406光源、光的相干性(选择5判断10)1. 选择题题号:40611001分值:3分难度系数等级:1来自不同光源的两束白光,例如两束手电筒光照射在同一区域内,是不能产生干涉图样的,这是由于(A)白光是由不同波长的光构成的(B)两光源发出不同强度的光(C)两个光源是独立的,不是相干光源(D)不同波长的光速是不同的[ ] 答案:(C)题号:40612002分值:3分难度系数等级:2有三种装置(1)完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光,照射到屏上;(2)同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上;(3)用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上;以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是:(A) 装置(3) (B) 装置(2)(C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)[ ]答案:(A)题号:40611003分值:3分难度系数等级:1对于普通光源,下列说法正确的是:(A)普通光源同一点发出的光是相干光(B)两个独立的普通光源发出的光是相干光(C)利用普通光源可以获得相干光(D)普通光源发出的光频率相等[ ] 答案:(C)题号:40614004分值:3分难度系数等级:4在双缝干涉实验中,用单色自然光在屏上形成干涉条纹。
若在两缝后放一个偏振片,则(A)干涉条纹间距不变,且明纹亮度加强(B)干涉条纹间距不变,但明纹亮度减弱(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹[ ] 答案:(B)题号:40611005分值:3分难度系数等级:1杨氏双缝干涉实验是:(A) 分波阵面法双光束干涉(B) 分振幅法双光束干涉(C) 分波阵面法多光束干涉(D) 分振幅法多光束干涉[ ] 答案:(A)判断102. 判断题:题号:40621001分值:2分难度系数等级:1光波振动的量是电场强度E和磁场强度H,起光作用的主要是电场强度。
408分波阵面干涉1,一束波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹,那么对应于第一级暗纹的光程差为:(A)2λ(B)1/2λ(C)λ(D)λ/4[ ] 2,用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是(A)相邻干涉条纹之间的距离相等(B)中央明条纹最宽,两边明条纹宽度变窄(C)屏与缝之间的距离减小,则屏上条纹宽度变窄(D)在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距[ ] 3,在杨氏双缝干涉实验中,正确的叙述是:(A) 增大双缝间距,干涉条纹间距也随之增大(B) 增大缝到观察屏之间的距离,干涉条纹间距增大(C) 频率较大的可见光产生的干涉条纹间距较大(D) 将整个实验装置放入水中,干涉条纹间距变大[ ] 4,用单色光垂直照射杨氏双缝时,下列说法正确的是:(A) 减小缝屏距离,干涉条纹间距不变(B) 减小双缝间距,干涉条纹间距变小(C) 减小入射光强度, 则条纹间距不变(D) 减小入射波长, 则条纹间距不变[ ] 5,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) 把两个缝的宽度稍微调窄(C) 使两缝的间距变小(D) 改用波长较小的单色光源[ ] 6,双缝干涉实验中,入射光波长为λ,用玻璃纸遮住其中一缝,若玻璃纸中光程比相5.2,则屏上原0级明纹中心处同厚度的空气大λ(A)仍为明纹中心(B)变为暗纹中心(C)不是最明,也不是最暗(D)无法确定[ ] 7,用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在上侧缝上,此时中央明纹的位置将:(A )向上平移且条纹间距不变 (B )向下平移,且条纹间距不变 (C )不移动,但条纹间距改变 (D )向上平移,且间距改变[ ]8,在双缝干涉实验中,设缝是水平的,若双缝所在的平板稍微向上平移(如图),其他条件不变,则屏上的干涉条纹: (A )向下平移,且条纹间距不变 (B )向上平移,且条纹间距不变 (C )不移动,但条纹间距改变 (D )向上平移,且间距改变[ ]9,杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(k 为自然数,λ为光波波长) ①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹 ②在距双缝的路程差为k λ的点形成亮条纹③在距双缝的路程差为k2λ的点形成亮条纹 ④在距双缝的路程差为(k+21)λ的点形成暗条纹(A )①② (B )②③ (C )③④ (D )②④[ ]10,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 )8.0×10-4cm[ ]11,在双缝干涉实验中,先后用红光和紫光在相同条件下照射同一双缝,则在屏上出现的干涉条纹中,这两种色光的两明条纹间的距离和两暗纹间距离相比较: (A) 红光都比紫光大 (B) 紫光都比红光大 (C) 红光两明纹间距离比紫光大,两暗纹间距离比紫光小 (D) 紫光两明纹间距离比红光大,两暗纹间距离比红光小[ ]SS12,在双缝干涉中,屏幕E上的P点处是明条纹,若将缝s2 Array盖住,并在s1 s2 连线的垂直平分面处放一反射镜M,如图所示,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[ ] 13,用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上,此时中央明纹的位置将:(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移,且条纹间距不变(C)不移动,但条纹间距改变(D)向上平移,且间距改变[ ] 2. 判断题:1,在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是使两缝的间距变小。
408分波阵面干涉
1,一束波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏幕上形成明、暗相间的干涉条纹,那么对应于第一级暗纹的光程差为:
(A)2λ(B)1/2λ(C)λ(D)λ/4
[ ] 2,用单色光做双缝干涉实验,下述说法中正确的是
(A)相邻干涉条纹之间的距离相等
(B)中央明条纹最宽,两边明条纹宽度变窄
(C)屏与缝之间的距离减小,则屏上条纹宽度变窄
(D)在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
[ ] 3,在杨氏双缝干涉实验中,正确的叙述是:
(A) 增大双缝间距,干涉条纹间距也随之增大
(B) 增大缝到观察屏之间的距离,干涉条纹间距增大
(C) 频率较大的可见光产生的干涉条纹间距较大
(D) 将整个实验装置放入水中,干涉条纹间距变大
[ ] 4,用单色光垂直照射杨氏双缝时,下列说法正确的是:
(A) 减小缝屏距离,干涉条纹间距不变
(B) 减小双缝间距,干涉条纹间距变小
(C) 减小入射光强度, 则条纹间距不变
(D) 减小入射波长, 则条纹间距不变
[ ] 5,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) 把两个缝的宽度稍微调窄
(C) 使两缝的间距变小(D) 改用波长较小的单色光源
[ ] 6,双缝干涉实验中,入射光波长为λ,用玻璃纸遮住其中一缝,若玻璃纸中光程比相
5.2,则屏上原0级明纹中心处
同厚度的空气大λ
(A)仍为明纹中心(B)变为暗纹中心
(C)不是最明,也不是最暗(D)无法确定
[ ] 7,用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在上侧缝上,此时中央明纹的位置将:
(A )向上平移且条纹间距不变 (B )向下平移,且条纹间距不变 (C )不移动,但条纹间距改变 (D )向上平移,且间距改变
[ ]
8,在双缝干涉实验中,设缝是水平的,若双缝所在的平板稍微向上平移(如图),其他条件不变,则屏上的干涉条纹: (A )向下平移,且条纹间距不变 (B )向上平移,且条纹间距不变 (C )不移动,但条纹间距改变 (D )向上平移,且间距改变
[ ]
9,杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(k 为自然数,λ为光波波长) ①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹 ②在距双缝的路程差为k λ的点形成亮条纹
③在距双缝的路程差为k
2λ
的点形成亮条纹 ④在距双缝的路程差为(k+2
1
)λ的点形成暗条纹
(A )①② (B )②③ (C )③④ (D )②④
[ ]
10,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 )5.0×10-4
cm (B )6.0×10-4
cm (C )7.0×10-4
cm (D )8.0×10-4
cm
[ ]
11,在双缝干涉实验中,先后用红光和紫光在相同条件下照射同一双缝,则在屏上出现的干涉条纹中,这两种色光的两明条纹间的距离和两暗纹间距离相比较: (A) 红光都比紫光大 (B) 紫光都比红光大 (C) 红光两明纹间距离比紫光大,两暗纹间距离比紫光小 (D) 紫光两明纹间距离比红光大,两暗纹间距离比红光小
[ ]
S
S
12,在双缝干涉中,屏幕E上的P点处是明条纹,若将缝s2 Array盖住,并在s1 s2 连线的垂直平分面处放一反射镜M,如图所示,
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
[ ] 13,用单色光做杨氏双缝实验,如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上,此时中央明纹的位置将:
(A)向上平移且条纹间距不变(B)向下平移,且条纹间距不变
(C)不移动,但条纹间距改变(D)向上平移,且间距改变
[ ] 2. 判断题:
1,在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是使两缝的间距变小。
2,若将在双缝干涉实验放在水中进行,和空气中相比,相邻条纹间距将减小。
3,用单色光垂直照射杨氏双缝时,减小缝屏距离,则条纹间距不变。
4,用单色光垂直照射杨氏双缝时,减小入射光强度,则条纹间距不变。
5,在双缝干涉实验中,若在下方缝后加一很薄的云母片,中央明条纹将向上移动。
6,在双缝干涉实验中,频率大的可见光产生的干涉条纹间距较大。
7,在双缝干涉实验中, 两条缝的宽度原来是相等的, 若其中一缝的宽度略变窄, 则干涉条纹间距不变。
3. 填空题
1,一束真空中波长为λ的光线,投射到一双缝上,在屏幕上形成明、暗相间的干涉条
纹,那么对应于第一级明纹的光程差为。
2,在双缝干涉实验中,用白光照射时,明纹会出现彩色条纹,明纹内侧呈 色。
3,用白光进行双缝实验时,如果用纯红色滤光片和纯蓝色滤光片分别盖住两缝,则 产生干涉条纹。
(填能或不能)
4,用单色光垂直照射杨氏双缝时,减小双缝间距,则条纹间距 。
(填变大、变小或不变)
5,如图 s 1、、s 2为双缝, s 是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、和s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹向 移动。
(填上、下)
6,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(O s 1=O s 2),两束相干光的位相差为 。
7,s 1、、s 2为双缝,s 是单色缝光源,若s 不动,而在上缝s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动。
(填上、下)
8,在如图的洛埃镜干涉装置中,若光源s 离屏的距离为D , s 离平面镜的垂直距离为a (a 很小)。
设入射光波长为λ,则相邻条纹中心间的距离为 。
9,在洛埃镜干涉装置中,平面镜与屏交界处的干涉条纹应为 条纹。
(填明、暗) 10,若在杨氏双缝其中一缝后加一透明媒质薄片,使原光线光程增加λ5.2,则此时屏中心处将变为 纹。
(填明或暗)
11,在双缝干涉实验中,已知屏与双缝间距m 1=D ,双缝间距离m m 2=d ,设入射光波长nm 0.480=λ,如果用折射率分别是40.1和70.1的两块厚度均为m 1000.86-⨯的薄玻璃片覆盖在两缝上,则干涉条纹将向折射率 的方向移动。
(填大或小)
12,在双缝干涉实验中若使两缝之间距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 。
(填变大、变小或不变)
13,在双缝干涉实验中若使单色光波长减小,则屏幕上干涉条纹间距 。
(填变大、变小或不变)
14,在双缝干涉实验中若使两缝之间距离增大一倍, 光的波长减小一半, 其它条件不变, 则相邻两暗纹间的距离将是原来的 。
15,若将双缝干涉实验从空气移入水面之下进行,则干涉条纹间的距离将 。
(填变大、变小或不变)
16,薄钢片上有两条紧靠着的平行细缝,用双缝干涉方法来测量两缝间距。
如果用波长
nm 1.546=λm)10nm 1(9-=的单色光照射,双缝与屏的距离mm 300=D 。
测得中央明条
纹两侧的两个第五级明条纹的间距为m m 2.12。
则两缝间距离为 mm 。
4. 计算题
1,在杨氏双缝干涉实验中,用波长λ=589.3 nm 的纳灯作光源,屏幕距双缝的距离d’=800 nm ,问:(1)当双缝间距1mm 时,两相邻明条纹中心间距是多少?(2)假设双缝间距10 mm ,两相邻明条纹中心间距又是多少?
2,在双缝干涉实验中,用波长λ=546.1nm 的单色光照射,屏幕距双缝的距离d’=300 mm ,测得中央明纹两恻的两个第五级明纹的间距为12.2mm, 求两缝间的距离。
3,在双缝干涉实验中,两缝间的距离0.30mm ,用单色光垂直照射双缝, 屏与缝之间的距离为1.20m ,测得中央明纹两恻的两个第五级暗纹的间距为22.78mm, 求所用光的波长。
4,用有两个波长成分的光束做杨氏干涉实验,其中一种波长为λ1=550nm ,已知两缝间距为0.600mm,观察屏与缝之间的距离为1.20m ,屏上λ1的第6级明纹中心与未知波长的光的第5级明纹中心重合,求:
(1)屏上λ1的第3级明纹中心的位置; (2)未知光的波长。
5,单色光照射到相距为0.2mm 的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m ,求:(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5mm ,求单色光的波长;(2)若入射光的波长为600nm ,求相邻两明纹间的距离。
6,图示为用双缝干涉来测定空气折射率n 的装置。
实验前,在长度为l 的两个相同密封玻璃管内都充以一大气压的空气。
现将上管中的空气逐渐抽去,(1)则光屏上的干涉条纹将向什么方向移动;(2)当上管中空气完全抽到真空,发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。
计算空气的折射率.
7,用很薄的云母片(n =1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上,这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上。
如果入射光波长为550nm ,试问此云母片的厚度为多少?
8,一双缝装置的一条缝被折射率为1.40的薄玻璃片遮盖,另一条缝被折射率为1.70的薄玻璃片遮盖。
在玻璃片插入后,屏上原来的中央极大点现在被原来的第五级条纹所占据(设波长为480nm ,且两玻璃薄片等厚)求玻璃片的厚度t 。
9,洛埃镜干涉如图所示光源波长m 7
102.7-⨯=λ, 试求镜的右边缘到第一条明纹的距离。
cm 20cm 30mm
2。