光的干涉习题(附答案) (1)
- 格式:pdf
- 大小:670.96 KB
- 文档页数:14
λdr y 0=∆第一章 光的干涉●1.波长为nm 500的绿光投射在间距d 为cm 022.0的双缝上,在距离cm 180处的光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为nm 700的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离.解:由条纹间距公式λd r y y y j j 01=-=∆+ 得:cm 328.0818.0146.1cm146.1573.02cm818.0409.02cm573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=∆=⨯===⨯===⨯⨯==∆=⨯⨯==∆--y y y drj y d rj y d r y d r y j λλλλ●2.在杨氏实验装置中,光源波长为nm 640,两狭缝间距为mm 4.0,光屏离狭缝的距离为cm 50.试求:(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离;(2)若p 点离中央亮条纹为mm 1.0,问两束光在p 点的相位差是多少?(3)求p 点的光强度和中央点的强度之比.式: 解:(1)由公得λd r y 0=∆ =cm 100.8104.64.05025--⨯=⨯⨯(2)由课本第20页图1-2的几何关系可知52100.01sin tan 0.040.810cm 50y r r d d dr θθ--≈≈===⨯521522()0.8106.4104r r πππϕλ--∆=-=⨯⨯=⨯(3) 由公式2222121212cos 4cos 2I A A A A A ϕϕ∆=++∆= 得8536.042224cos 18cos 0cos 421cos 2cos42cos 422202212212020=+=+==︒⋅=∆∆==πππϕϕA A A A I I pp●3. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7m.解:未加玻璃片时,1S 、2S 到P 点的光程差,由公式2rϕπλ∆∆=可知为 Δr =215252r r λπλπ-=⨯⨯=现在1S 发出的光束途中插入玻璃片时,P 点的光程差为()210022r r h nh λλϕππ'--+=∆=⨯=⎡⎤⎣⎦所以玻璃片的厚度为421510610cm 10.5r r h n λλ--====⨯-4. 波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度.解:6050050010 1.250.2r y d λ-∆==⨯⨯=mm122I I = 22122A A =12A A =()()122122/0.94270.941/A A V A A ∴===≈+5. 波长为700nm 的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为20cm ,棱到光屏间的距离L 为180cm,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为1mm ,求双镜平面之间的夹角θ。
第十七章 光的干涉一. 选择题 1.在真空中波长为的单色光,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3,则路径AB 的长度为:( D ) A.B.C. 3D./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S2盖住,并在S1、S2连线的垂直平分选择题3图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S1直接入射到屏幕E 上和从出发S1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,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./4 B./ (4n ) C./2 D. / (2n )6.在折射率为n=的玻璃表面上涂以折射率n =的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为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. B. C. D. 解:增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。
光的干涉(参考答案)一、选择题1. 【答案】AB【解析】A .肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚,因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形,A 正确;B .薄膜干涉是等厚干涉,其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹,B 正确;C .形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点,形成到破裂的过程上面越来越薄,下面越来越厚,因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化,条纹宽度和间距发生变化,C 错误;D .将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90︒,由于重力,表面张力和粘滞力等的作用,肥皂膜的形状和厚度会重新分布,因此并不会跟着旋转90°;D 错误。
2. 【答案】D【解析】从薄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 ,即光程差为薄膜厚度的2倍,当光程差△x =nλ时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为12λ,在图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,则薄膜层的厚度之间变小,因条纹宽度逐渐变宽,则厚度不是均匀变小。
选项D 正确。
3. 【答案】D【解析】【分析】本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
【详解】由双缝干涉条纹间距的公式Lx d λ∆=可知,当两种色光通过同一双缝干涉装置时,波长越长条纹间距越宽,由屏上亮条纹的位置可知12λλ>反射光经过三棱镜后分成两束色光,由图可知M 光的折射角大,又由折射定律可知,入射角相同时,折射率越大的色光折射角越大,由于12λλ>则12n n <所以N 是波长为λ1的光出射位置,故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
4. 【答案】C【解析】解:因为路程差即(膜的厚度的两倍)是半波长的偶数倍,振动加强,为亮条纹,路程差是半波长的奇数倍,振动减弱,为暗条纹。
所以人从同侧看,可看到亮条纹时,同一高度膜的厚度相同,则彩色条纹水平排列,因竖直放置的肥皂薄膜受到重力的作用,下面厚,上面簿,形状视如凹透镜,因此,在薄膜上不同的地方,来自前后两个面的反射光所走的路程差不同,导致上疏下密,故C 正确,ABD 错误。
光的干涉 衍射试题(含答案)(1)一、光的干涉 衍射 选择题1.两束平行的单色光a 、b 射向长方形玻璃砖,光从上面入射,恰从下表面重叠射出,如图所示,比较两束单色光,则下列说法正确的是______________.A .玻璃对a 光的折射率比对b 光的小B .在玻璃中,a 光的传播速度比b 光的大C .在玻璃砖的下表面上,a 光可能发生全反射D .a 、b 光的波长均大于紫外线的波长,在真空中的速度均等于紫外线的传播速度 E.a 光与b 光可能发生干涉2.如图所示,一束激光照射在双缝上,在缝后屏上得到干涉条纹,下列说法中正确的是( )A .增大双缝到光屏的距离,条纹间距变小B .入射光波长不变,光强增大,条纹间距不变C .增大激光器到双缝的距离,条纹间距变大D .若仅将双缝和光屏置于水中,同等条件下条纹间距变大3.如图所示的4种明暗相间的条纹,是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中,哪个图是蓝光形成的干涉图样A .B .C .D .4.如图所示,半径为R 的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为2R ,顶部恰好是一半球体,底部中心有一光源s 向顶部发射一束由a 、b 两种不同频率的光组成的复色光,当光线与竖直方向夹角θ变大时,出射点P 的高度也随之降低,只考虑第一次折射,发现当P 点高度h 降低为122R +时只剩下a 光从顶部射出,下列判断正确的是( )A.在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度B.a光从顶部射出时,无a光反射回透光材料C.此透光材料对b光的折射率为1042D.同一装置用a、b光做双缝干涉实验,b光的干涉条纹较大5.把一个上表面是平面下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方垂直射入,从上往下看凸透镜,可以看到亮暗相间的圆环状条纹()A.圆环状条纹是光经凸透镜上下两个玻璃表面之间反射引起的千涉造成的B.圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C.如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其它条件保持不变,观察到的圆环亮纹间距变大D.如果改用波长更长的单色光照射而其它条件保持不变,观察到的圆环亮纹间距变小6.把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上,让单色光从上方射入如图(甲),这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙).这个现象是牛顿首先发现的,这些同心圆叫做牛顿环,为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环),则应 ( )A.将凸透镜的曲率半径变大B.将凸透镜的曲率半径变小C.改用波长更长的单色光照射D.改用波长更短的单色光照射7.下列说法正确的是 ( )A.电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的B.在杨氏双缝干涉实验中,用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距相等的条纹C.电磁波与声波由空气进入水中时,电磁波波长变短,声波波长变长D.某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黃、绿三盏灯时,看到红灯距水面最远E. 照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理8.如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D,入射方向与边AB的夹角为θ= 30°,经三棱镜折射后分为a、b两束单色光,单色光a偏折到BC边的中点E,单色光b偏折到F点,则下列说法正确的是()A.该棱镜中对单色光a的折射率为3B.在棱镜中传播,a光的传播速度较大C.a光的频率一定大于b光的频率D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大9.下列说法中正确的是()A.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关B.线性变化的电场一定产生恒定的磁场,线性变化的磁场一定产生恒定的电场C.在杨氏双缝实验中,若仅将入射光由红光改为蓝光,则干涉条纹间距变窄D.光纤通信的工作原理是光的反射,光纤通信具有容量大,抗干扰性强等优E.用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏转10.下列说法正确的是A.图甲牛顿环是由两玻璃表面间的空气薄膜的反射光干涉形成的B.图甲中换表面曲率半径更大的凸透镜,中心暗纹半径不变C.图乙属于红光的干涉条纹D.图丙测彩色条纹的成因与图甲相同11.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。
大学物理下册第三版课后答案18光的干涉习题18GG上传18-1.杨氏双缝的间距为0.2mm,距离屏幕为1m,求:(1)若第一级明纹距离为2.5mm,求入射光波长。
(2)若入射光的波长为6000A,求相邻两明纹的间距。
解:(1)由某L某dk,有:,将d0.2mm,L1m,某12.5mm,k1代dkL2.51030.21035.0107m;即波长为:500nm;入,有:1D161073mm。
(2)若入射光的波长为6000A,相邻两明纹的间距:某d0.210318-2.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,发现屏上波长为的干涉条纹移过N条。
计算空气的折射率。
解:(1)当上面的空气被抽去,它的光程减小,所以它将通过增加路程来弥补,条纹向下移动。
(2)当上管中空气完全抽到真空,发现屏上波长为的干涉)N条纹移过N条,可列出:l(n1得:nN1。
l18-3.在图示的光路中,S为光源,透镜L1、L2的焦距都为f,求(1)图中光线SaF与光线SOF的光程差为多少?(2)若光线SbF 路径中有长为l,折射率为n的玻璃,那么该光线与SOF的光程差为多少?。
解:(1)图中光线SaF与光线SOF的几何路程相同,介质相同,透镜不改变光程,所以SaF与光线SOF光程差为0。
(2)若光线SbF路径中有长为l,折射率为n的玻璃,那么光程差为几何路程差与介质折射率差的乘积,即:(n1)l。
18-4.在玻璃板(折射率为 1.50)上有一层油膜(折射率为 1.30)。
已知对于波长为500nm和700nm的垂直入射光都发生反射相消,而这两波长之间没有别的波长光反射相消,求此油膜的厚度。
解:因为油膜(n油1.3)在玻璃(n玻1.5)上,所以不考虑半波损失,由反射相消条件有:2n油e(2k1),k1,,2212ne(2k1)12k1271500nm油2,当时,12k21152ne(2k1)22700nm2油2因为12,所以k1k2,又因为1与2之间不存在'以满足2n油e(2k1)'2式,即不存在k2k'k1的情形,所以k1、k2应为连续整数,可得:k14,k23;油膜的厚度为:e2k114n油16.73107m。
学号 班级 姓名 成绩第十六章 光的干涉(一)一、选择题1、波长mm 4108.4-⨯=λ的单色平行光垂直照射在相距mm a 4.02=的双缝上,缝后m D 1=的幕上出现干涉条纹。
则幕上相邻明纹间距离是[ B ]。
A .0.6mm ;B .1.2 mm ;C .1.8 mm ;D . 2.4 mm 。
2、在杨氏双缝实验中,若用一片透明云母片将双缝装置中上面一条缝挡住,干涉条纹发生的变化是[ C ]。
A .条纹的间距变大;B .明纹宽度减小;C .整个条纹向上移动;D .整个条纹向下移动。
3、双缝干涉实验中,入射光波长为λ,用玻璃薄片遮住其中一条缝,已知薄片中光程比相同厚度的空气大2.5λ,则屏上原0级明纹处[ B ]。
A .仍为明条纹;B .变为暗条纹;C .形成彩色条纹;D .无法确定。
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[ B ]。
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,单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则中央明纹位于图中O 处,现将光源S 向下移动到S ’的位置,则[ B ]。
A .中央明纹向下移动,条纹间距不变;B .中央明纹向上移动,条纹间距不变;C .中央明纹向下移动,条纹间距增大;D .中央明纹向上移动,条纹间距增大。
二、填空题1、某种波长为λ的单色光在折射率为n 的媒质中由A 点传到B 点,相位改变为π,问光程改变了2λ , 光从A 点到B 点的几何路程是 2nλ 。
2、从两相干光源s 1和s 2发出的相干光,在与s 1和s 2等距离d 的P 点相遇。
若s 2位于真空中,s 1位于折射率为n 的介质中,P 点位于界面上,计算s 1和s 2到P 点的光程差 d-nd 。
3、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04I ;最小光强是 0 。
图中数字为各处的折射率图16-23一、选择题【C 】1.(基础训练2)如图16-15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,则两束反射光在相遇点的相位差为(A ) 2πn 2e /(n 1λ1) (B )[4πn 1e / ( n 2λ1)] + π(C ) [4πn 2e / ( n 1λ1)] + π (D )4πn 2e /( n 1λ1) 解答:[C]根据折射率的大小关系n 1 < n 2 > n 3,判断,存在半波损失,因此光程 差2/2λδ+=e n 2,相位差πλπδλπϕ∆+==en 422。
其中λ为光在真空中的波长,换算成介质1n 中的波长即为11λλn =,所以答案选【C 】。
【B 】2.(基础训练6)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,则薄膜的最小厚度为(A ) λ/4 (B ) λ/(4n) (C ) λ/2 (D ) λ/(2n) 解答:[B]干涉加强对应于明纹,又因存在半波损失,所以光程差()()()2/221/4()/4nd k d k n Min d n λλλλ∆=+=⇒=-⇒=【B 】3.(基础训练8)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 ) 静止不动 (E ) 向左平移 解答:[B]中央条纹级次最低,随着平凸镜缓慢上移,中央条纹的级次增大即条纹向中心收缩。
【A 】4.(基础训练9)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。
若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的()。
(A )间隔变小,并向棱边方向平移; (B )间隔变大,并向远离棱边方向平移; (C )间隔不变,向棱边方向平移; (D )间隔变小,并向远离棱边方向平移。
《光的干涉衍射》测试题(含答案)(1)一、光的干涉衍射选择题1.光的干涉现象在技术中有重要应用.例如,在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度.如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层.用单色光从上面照射,在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹.如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),下列说法正确的是()A.这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉B.空气层厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同C.如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D.如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向上凸2.如图所示,一光朿包含两种不间频率的单色光,从空气射向平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。
下列说法正确的是( )A.a光的频率大于b光的频率B.出射光束a、b一定相互平行C.a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角大D.用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距3.下图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面。
入射光线在过此截面的平面内,a、b是两种不同频率的单色光。
下列说法正确的是()A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角C.在水滴中,a光的传播速度大于b光的传播速度D.在水滴中,a光的波长小于b光的波长E.a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距较小4.把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上,让单色光从上方射入如图(甲),这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙).这个现象是牛顿首先发现的,这些同心圆叫做牛顿环,为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环),则应 ( )A.将凸透镜的曲率半径变大B.将凸透镜的曲率半径变小C.改用波长更长的单色光照射D.改用波长更短的单色光照射5.关于红光和紫光的比较,下列说法正确的是()A.红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度B.同一种介质对红光的折射率小于对紫光的折射率C.从玻璃到空气发生全反射时,红光的临界角大于紫光的临界角D.在同一介质中,红光的波长大于紫光的波长E.在同一杨氏双缝干涉装置中,红光的条纹间距小于紫光的条纹间距6.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,则下列说法正确的是()A.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度B.在玻璃中,a光的波长大于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距7.如图所示,一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,两种颜色不同的可见光细光束a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃,光路如图所示,则下列说法正确的是_____________A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C.a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长D.在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光大E.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则b光先发生全反射8.如图所示,上、下表面平行的玻璃砖置于空气中,一束复色光斜射到上表面,穿过玻璃后从下表面射出,分成a、b两束单色光。
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。
第十一章 光的干涉1. 双缝间距为1mm,离观察屏1m,用钠光灯做光源,它发出两种波长的单色光nm 0.5891=λ和nm 6.5892=λ,问两种单色光的第十级亮条纹之间的间距是多少?解:由题知两种波长光的条纹间距分别为961131589105891010D e m d λ---⨯⨯===⨯ 962231589.610589.61010D e m d λ---⨯⨯===⨯ ∴第十级亮纹间距()()65211010589.6589100.610e e m -∆=-=⨯-⨯=⨯2. 在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为50cm,当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时(见图11-17),发现屏上的条纹系统移动了0.5场面,试决定试件厚度。
解:设厚度为h ,则前后光程差为()1n h ∆=- ()1x dn h D∆⋅∴-=230.510100.580.5h --⨯⨯=21.7210h mm -=⨯3. 一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前,在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。
继后抽去气室中的空气,注入某种气体,发现条纹系移动了25个条纹,已知照明光波波长nm 28.656=λ,空气折射率000276.10=n 。
试求注入气室内气体的折射率。
解:设气体折射率为n ,则光程差改变()0n n h ∆=- DPxS 2S 1R 1 R 2hP 0图11-47 习题2 图()02525x d dn n h e D Dλ∆⋅∴-==⋅= 9025656.2810 1.000276 1.0008230.03m n n h λ-⨯⨯=+=+= 4. ** 垂直入射的平面波通过折射率为n 的玻璃板,投射光经投射会聚到焦点上。
玻璃板的厚度沿着C 点且垂直于图面(见图11-18)的直线发生光波波长量级的突变d ,问d 为多少时,焦点光强是玻璃板无突变时光强的一半。
解:无突变时焦点光强为04I ,有突变时为02I ,设',.d D 200'4cos 2xd I I I Dπλ== ()'104xd m m D λ⎛⎫∴∆==+≥ ⎪⎝⎭又()1n d ∆=-114d m n λ⎛⎫∴=+ ⎪-⎝⎭5. 若光波的波长为λ,波长宽度为λ∆,相应的频率和频率宽度记为ν和ν∆,证明λλνν∆=∆,对于nm 8.632=λ的氦氖激光,波长宽度nm 8102-⨯=∆λ,求频率宽度和相干长度。