优选第二十二章光的干涉
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迈克尔逊干涉仪实验报告优选实验目的:
本实验旨在通过迈克尔逊干涉仪观察干涉现象,了解光的干涉原理,掌握干涉条纹的观察方法,并验证光的波动性质。
实验仪器与原理:
本实验使用迈克尔逊干涉仪,该仪器由半透镜、分束镜、反射镜等部件组成。
当一束光入射到半透镜上时,一部分光被反射,一部分光透过,形成两束光。
其中一束光经过分束镜反射后再次经过半透镜,与另一束光相遇产生干涉现象。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光在屏幕上形成清晰的干涉条纹。
2. 观察干涉条纹的变化,记录下不同位置的干涉条纹图像。
3. 测量干涉条纹的条纹间距,计算出光的波长。
实验结果与分析:
通过实验观察,我们成功在屏幕上观察到清晰的干涉条纹,并
记录下了不同位置的干涉条纹图像。
通过测量干涉条纹的条纹间距,我们计算出了光的波长,验证了光的波动性质。
实验结论:
本实验通过迈克尔逊干涉仪观察干涉现象,验证了光的波动性质。
通过实验,我们对光的干涉原理有了更深入的了解,并掌握了
干涉条纹的观察方法。
改进与展望:
在今后的实验中,可以尝试使用不同波长的光源进行实验,观
察干涉条纹的变化,进一步探索光的波动性质。
同时,可以尝试利
用迈克尔逊干涉仪进行其他相关实验,拓展实验的应用范围。
自查情况:
本报告经过仔细自查,确保了实验过程、结果和结论的准确性和完整性。
在今后的实验中,将继续严格执行实验操作规程,提高实验数据的可靠性和准确性。
第四章 光3 光的干涉1.双缝干涉实验的部分实验装置如图所示,调整实验装置使得光屏上可以看到清晰的干涉条纹,关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A .若将光屏向右平移一小段距离,屏上的干涉条纹不再清晰B .若将光屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化C .若将光屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹D .若将光屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将发生变化2.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r 2-r 1应为( )A .c 2fB .3c 2fC .3c fD .5c 2f3.在双缝干涉实验中,光屏上P 点到双缝S 1、S 2的距离之差r 1=0.75 μm ,光屏上Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差为r 2=1.5 μm.如果用频率为f =6.0×1014 Hz 的黄光照射双缝,光在真空中的传播速度c =3×108 m/s ,则( )A .P 点出现亮条纹,Q 点出现暗条纹B .Q 点出现亮条纹,P 点出现暗条纹C .两点均出现暗条纹D .两点均出现亮条纹4.如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长的实验示意图.图中,单缝到双缝的距离为L 1,双缝到墙壁的距离为L 2,双缝间距为d ,墙壁上的干涉图样及尺寸如图,则该单色光的波长为( )A .dx L 1B .dx L 2C .dx 12L 2D .xL 212d5.(2023年高州期末)某同学用单色光做双缝干涉实验时,观察到条纹如图甲所示,改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是( )A .增大了单色光的波长B .减小了双缝之间的距离C .减小了光源到单缝的距离D .减小了双缝到光屏之间的距离6.如图所示为双缝干涉实验装置的示意图,S 为单缝,S 1、S 2为双缝,P 为光屏.用单色光从左侧照射单缝S 时,可在光屏P 上观察到干涉条纹.下列说法正确的是( )A .减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离减小B .增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离增大C .若换作波长更长的单色光照射,干涉条纹间的距离减小D .若换作白光照射,光屏上不出现条纹7.用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所观察到的干涉条纹为( )A B C D8.(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜.图甲中,让单色光从上方射入,这时从上方看可以看到明暗相间的条纹,下列说法正确的是()A.图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,条纹变疏B.图甲中将样板微微平行上移,条纹疏密不变C.在图甲中如果看到的条纹如图乙所示,说明被检平面在此处是凹陷D.图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的,那是增透了这种颜色的光的缘故9.如图所示,竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜,从膜左侧面水平射入红光,在左侧面观察到干涉条纹,则下列说法正确的是()A.干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的B.干涉条纹是红黑相间的竖直条纹C.入射光如果换成紫光,相邻亮条纹间距变大D.薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置相同10.瓦斯在隧道施工、煤矿采掘中危害极大,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11.(2024年长沙明德中学校考)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率.方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就可以计算出该矿泉水的折射率.则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)( )A .x 1=x 2B .x 1<x 2C .该矿泉水的折射率为x 1x 2D .该矿泉水的折射率为x 2x 112.在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz ,两光源S 1、S 2的振动情况恰好相反,光屏上的P 点到S 1与到S 2的路程差为3×10-6 m ,如图所示,光在真空中的传播速度c =3×108 m/s ,则:(1)P 点是亮条纹还是暗条纹?(2)设O 为到S 1、S 2路程相等的点,则P 、O 间还有几条亮条纹,几条暗条纹?(不包括O 、P 两处的条纹)13.一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时,在距离双缝为1.0 m 处的光屏上,测得1至5条亮条纹间的距离为7.6 mm.已知所用的双缝间距离为0.25 mm.(1)求这种单色光的波长;(2)若用这种单色光照射到增透膜上,已知增透膜对这种光的折射率为1.3,则这种光在增透膜中的波长是多少?增透膜的厚度至少应取多少?。
高中物理选择性必修一第四章光第三节光的干涉课后习题答案1.光的干涉现象对认识光的本性有什么意义?解析:干涉现象是一切波所具有的特性,所以光的干涉现象说明了光是一种波.2.两列光干涉时光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系?解析:光屏上的点到两个光源的距离差ΔX=(2n+1)λ2(n=0,1,2,3......)时,出现暗条纹;光屏上的点到两个光源的距离差ΔX=nλ(n=0,1,2,3......)时,出现亮条纹。
3.在杨氏双缝干涉实验中,光屏上某点p到双缝S1和S2 的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014Hz的黄光照射双缝,试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。
解析:根据题中的信息可得:λ=vf =3×1086×1014=12×10-6m ,所以ΔX12λ=3,即路程差是半波长的整数倍,所以P点是暗条纹。
4.劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。
将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光从上方入射后,从上往下看到的干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现若在如图所示装置中抽去一张纸片,则当光入射到劈形空气薄膜后,从上往下可以观察到干涉条纹发生了怎样的变化?解析:从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为△x=2d即光程差为空气层厚度的2倍,当光程差△x=2d=nλ时λ,显然此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差12抽去一张纸片后空气层的倾角变小,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,故干涉条纹变疏。
解析二:由薄膜干涉的原理和特点可知,干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的,某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定,且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的,而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度,即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的.当抽去一纸片后,劈形空气膜的劈尖角-上、下表面所夹的角变小,相同的厚度差对应的水平间距离变大,所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大,即条纹变疏。