大学物理学 习题七 光的干涉
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练习九光的干涉一、填空题1.真空中波长为500nm 绿光在折射率为1.5的介质中从A 点传播到B 点时,相位改变了5π,则光 从A 点传到B 点经过的实际路程为 833.3 nm 。
2.在双缝干涉实验中,若缝间距为所用光波波长的1000倍,观察屏与双缝相距50cm .则相邻明纹的间距为 0.05 cm 。
3.在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜,以增强某一波长λ的透射光能 量。
假设光线垂直入射,则介质膜的最小厚度应为4nλ4.如图,在双缝干涉实验中,若把一厚度为e 、折射率为n 的薄云母片覆盖在S 1缝上,中央明条纹将向______上____移动;覆盖云母片后,两束相干光至原中央明纹O 处的光程差为_______(1)n e -___________.5.双缝干涉实验中,若在其中一缝后加一透明媒质薄片,使原光线光程增加2.5λ,则此时屏中心处为第___2________级_____暗______纹。
6.一束白光垂直照射厚度为0.4μm 的玻璃片,玻璃的折射率为1.50,在反射光中看见光的波长 是____480nm_______。
8.在垂直照射的劈尖干涉实验中,当劈尖的夹角变大时,干涉条纹将向 劈尖棱 方向移动,相邻条纹间的距离将变 小 。
9.波长为480nm 的平行光垂直照射到宽为0.40mm 的单缝上,单缝后面的凸透镜焦距为60cm ,当单缝两边缘点A 、B 射向P 点的两条光线在P 点的相位差为π时,P 点离中央明纹中心的距离等于___0.36mm_____。
10.在单缝夫琅和费衍射中,若单缝两边缘点A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为1.5λ,则A 、B 间可分为_____3____个半波带,P 点处为____明_____(填明或暗)条纹。
若光程差为2λ,则A 、B 间可分为____4_____个半波带,P 点处为_____暗____(填明或暗)条纹。
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。
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,其他条件不变,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 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分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S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1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π,因此原来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是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑,也可能是暗斑D. 无法确定解:反射光和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 选择题3图解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
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,其他条件不变,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 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分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S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1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π,因此原来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是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑,也可能是暗斑D. 无法确定 解:反射光和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选择题3图解:增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。
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,其他条件不变,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 处是明条纹。
若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分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S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1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π,因此原来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是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B )A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑,也可能是暗斑D. 无法确定解:反射光和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选择题3图解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
平玻璃工件空气劈尖第17章第一部分光的干涉学号:_________姓名:___________班级:_______成绩:__________一、选择题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。
2.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)8.0×10-4cm3.如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜厚度为e ,而且123n n n <>,λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的位相差为:【】(A)2112/()n e n πλ;(B)1114/()n e n πλπ+;(C)214/()n e n πλπ+;(D)2114/()n e n πλ4.设如图牛顿环干涉装置的平凸透镜可以在垂直于平玻璃板的方向上移动,当透镜向上平移(离开玻璃板)时,从入射光方向观察到干涉环纹的变化情况是:【】(A)环纹向边缘扩散,环数不变(B)环纹向边缘扩散,环数增加(C)环纹向中心靠拢,环数不变(D)环纹向中心靠拢,环数减少5.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为λ的单色平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如图所示,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与条纹弯曲处对应的部分【】(A)凸起,且高度为λ/4(B)凸起,且高度为λ/2P O1S 2S 题2.图eλn 1n 2n 3题3.图题4.图题5.图(C)凹陷,且深度为λ/2(D)凹陷,且深度为λ/46.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长,则薄膜的厚度是[](A)λ/2.(B)λ/(2n).(C)λ/n .(D)()12-n λ.二、填空题7.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_____,可能出现的最小光强是。
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。
一、选择题
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.
2.两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地向上平移,则干涉条纹[ ]
(A) 向棱边方向平移,条纹间隔变小. (B) 向棱边方向平移,条纹间隔变大. (C) 向棱边方向平移,条纹间隔不变. (D) 向远离棱边的方向平移,条纹间隔不变. (E) 向远离棱边的方向平移,条纹间隔变小.
3. 如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且 n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为
(A) 2π n 2e / (n 1λ1). (B)[4πn 1e / (n 2λ1)] +π.
(C) [4π n 2e / (n 1λ1) ]+ π. (D) 4π n 2e / (n 1 λ1). [ ]
4.如图a 所示,一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖,用波长λ=500 nm (1 nm=10-9
m)的单色光垂直照射.看到的反射光的干涉条纹如图b 所示.有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切.则工件的上表面缺陷是[ ]
(A) 不平处为凸起纹,最大高度为500 nm . (B) 不平处为凸起纹,最大高度为250 nm . (C) 不平处为凹槽,最大深度为500 nm .
(D) 不平处为凹槽,最大深度为250 nm .
5.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是[ ] (A) λ/ 2. (B)
λ/ (2n ). (C) λ/ n . (D)
()
12-n λ
.
6.在玻璃(折射率n 2=1.60)表面镀一层MgF 2 (折射率n 3=1.38)薄膜作为增透膜.为了使波长为500 nm(1nm=109
m)的光从空气(n 1=
1.00)正入射时尽可能少反射,MgF 2薄膜的最少厚度应是
(A) 78.1 nm (B) ) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm (E) 250nm [ ]
n 1
3λ1
图b
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
(E) 0 [ ]
8.在双缝干涉实验中,屏幕E 上的P 点处是明条纹.若将缝S 2盖住,并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面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.
二、填空题
1.一平凸透镜,凸面朝下放在一平玻璃板上.透镜刚好与玻璃板接触.波长分别为λ1=600 nm 和λ2=500 nm 的两种单色光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环.从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为______nm .
2.一个平凸透镜的顶点和一平板玻璃接触,用单色光垂直照射,观察反射光形成的牛顿环,测得中央暗斑外第k 个暗环半径为r 1.现将透镜和玻璃板之间的空气换成某种液体(其折射率小于玻璃的折射率),第k 个暗环的半径变为r 2,由此可知该液体的折射率为____________________.
3.如图,在双缝干涉实验中,若把一厚度为e 、折射率为n 的薄云母片覆盖在S 1缝上,中央明条纹将向__________移动;覆盖云母片后,两束相干光至原中央明纹O 处的光程差为__________________.
4.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到两者距离为d 的移动过程中,移过视场中某固定观察点的条纹数目等于_______________.
S
5.所示,在双缝干涉实验中SS 1=SS 2,用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2,通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹.已知P 点处为第三级明条纹.若将整个装置放于某种透明液体中,P 点为第四级明条纹,则该液体的折射率n =____________.
6.在双缝干涉实验中,所用光波波长λ=5×10–4 mm ,双缝与屏间的距离D =300 mm ,双缝间距为d =0.3 mm ,则中央明条纹两侧的两个第三级明条纹之间的距离为_____mm .
7.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 =________.
三、计算题
1. 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λ为550nm ,试问此云母片的厚度为多少?
2. 在双缝干涉实验装置中,屏幕到双缝的距离D 远大于双缝之间的距离d ,对于钠黄光(589.3nm λ=)产生的干涉条纹,相邻两明条纹的角距离(即相邻两明条纹对双缝处的张角)为0.20︒。
(1)对于什么波长的光,这个双缝装置所得相邻两条纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大10%? (2)假想将此装置浸入水中(水的折射率 1.33n =),用钠黄光垂直照射时,相邻两明条纹的角距离有多大?
P
E
图
b
图a
3.如图所示,用白光垂直照射折射率2 1.4n =的薄膜。
(1)若薄膜的厚度为350nm ,且1223, n n n n ><,问在反射光中哪些波长的可见光得到加强?(2)若薄膜厚度为400nm ,且123n n n >>,则在反射光中又有哪些波长的可见光得到加强?
4.玻璃表面附有一层厚度均匀的液体薄膜,垂直入射的连续光谱(波长范围在可见光及其附近)从薄膜反射。
观察到可见光区波长为600nm 的红光有一干涉相消,而波长为375nm 的近紫外光有一干涉极大。
设薄膜的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.50,求薄膜的厚度。
5.在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中,当用已知波长为589.3nm 的钠黄光垂直照射时,测得第一和第四暗环的距离为31410m -∆=⨯;而当用未知单色光垂直照射时,测得第一和第四暗环的距离为32 3.85
10m -∆=⨯,求未知单色光的波长。
3。