物理光学-3光的干涉(2)
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1 双缝干涉
1. 在做双缝干涉实验时,发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处,则b处可能是( )
A.亮纹 B.暗纹
C.既有可能是暗纹也有可能是亮纹 D.以上各种情况均有可能
2. 用绿光做双缝干涉实验,观察到一组干涉条纹,在以下条件下,条纹如何变化:
(1)加大缝与光屏间距离_________;
(2)将绿光改为红光________;
(3)将整个装置放入水中_______;
(4)用遮光板挡住其中一条缝_______.
3. 激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是( )
(A)激光是纵波
(B)频率相同的激光在不同介质中的波长相同
(C)两束频率不同的激光能产生干涉现象
(D)利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
4. 用红光和紫光做光学实验时,下列说法正确的是( )
A.用同一装置做单缝衍射实验时,紫光的中央亮纹要宽些
B.用同一装置做双缝干涉实验时,紫光两相邻亮纹的中央间距要大些
C.红光与紫光均以30°的入射角射向平行玻璃砖时,出射光线中紫光的侧移距离要大些
D.在水面下同一深度放置红、紫两个点光源,紫光能射出水面的面积较大
5. 用红光做杨氏双缝干涉实验时,在屏上能观察到明暗相间且间隔相等的红色干涉条纹.现若用一张不透明的纸将其中的一个狭缝挡住,则在屏上可以观察到( )
A.一片红光
B.和狭缝宽度柑当的一条红色亮线
C.明暗相间但间隔不等的红色条纹
D.仍是原来形状的红色条纹,但其中的亮条纹比原来稍暗些
6. 有同学在重复杨氏双缝干涉实验中,用白光照射双缝前的单缝时,在光屏上呈现出彩色条纹.现在这位同学又进行了如下的探究,仍用白光照射双缝前的单缝,然后在双缝处用一个蓝色玻璃片挡住其中的一缝,用一个红色玻璃片挡住另一缝后( )
光的干涉
一、选择题
1.用两个红灯泡照射白墙,在墙上看到的是 ( ).
A.明暗相间的条纹 B.彩色条纹
C.一片红光 D.晃动的条纹
解析 两灯泡不是相干光源故现象为C.
答案 C
2.在单色光的双缝干涉实验中 ( ).
A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹
B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹
C.从两个狭缝到达屏上某处的路程差是光波长的整数倍时,出现亮条纹
D.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时,出现暗条纹
解析 两列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮条纹.从空间中一点到两光源的路程差等于波长的整数倍,该点出现亮条纹;若为半波长的奇数倍,则为暗条纹.
答案 BC
3. 如图13-3、4-12所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波谷,在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点.如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么( ).
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对
解析 在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的,该点的振幅是两列波的振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某时刻它可以位于平衡位置(如图中C点).所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,则该点始终在平衡位置.对光波而言,该点是完全暗的.
答案 A
4. 在双缝干涉实验装置中(如图13-3、4-13所示),双缝距离为d,图13-3、4-12
图13-3、4-13 双缝到像屏的距离为l,调整实验装置,使得屏上可以见到清晰的干涉条纹,关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( ).
A.若将屏向左平移一小段距离,屏上干涉条纹将变得不清楚
物理光学中的干涉现象
在物理学中,干涉是指两个或多个相同或不同的波在空间重合时相互影响的现象。物理光学中的干涉现象是指光波在空间中重合时相互影响产生的现象。光的波动性是物理光学中的基础,干涉现象的产生与这一性质密切相关。
一、基本原理
所谓干涉,是指光波在空间中相遇时发生的相互作用。当光波单色、同向、同相干时,它们在某些点上或某些区域内相加会产生干涉。干涉现象的基本原理可以通过双缝干涉实验加以说明。
双缝干涉实验通常采用的是一束单色光通过两个互相平行、与光波传播方向垂直的狭缝后,形成干涉条纹的现象。在特定位置,两个狭缝出射的光波重迭,产生干涉现象。
二、干涉现象的表现形式
物理光学中的干涉现象主要表现为干涉条纹、牛顿环、等厚干涉等形式。在实际应用中,干涉现象被广泛应用于电视机、摄影、激光等领域。
1、干涉条纹
干涉条纹是光波通过两个狭缝产生干涉现象的表现形式之一。双缝干涉实验可以明显观察到干涉条纹的现象。在干涉条纹区域,光的强度和颜色随着空间位置的变化而发生变化,呈现出一定的规律性。
2、牛顿环
牛顿环是光波在透明介质表面重迭产生干涉的现象。在牛顿环实验中,一块透明的平凸透镜与一块玻璃片组成一对具有透明的、光学质量相同的半球体,使双方接触,形成一个随半球体的半径二次变化,由圆环组成的形状。
3、等厚干涉
等厚干涉是指等厚度的介质体对光线的透射和反射引起的干涉现象。当光线沿着光线图中任意一条路径从空气经过等厚度介质区域,再退回空气中时,在两条路程上的光波相遇会出现干涉现象,反射的光波与透射的光波之间也会出现干涉现象。
三、应用领域
干涉现象在实际应用中有着广泛的应用。实际中,光学干涉现象被应用于电视机等彩色显示器,晶体振荡器,高质量光学元件的制造等众多领域。
1、电视机彩色显示器
彩色显示器采用了光学干涉原理,利用三个不同颜色的像素点光波的不同光程差,结合干涉现象将不同颜色的光波混合,实现画面的精美和清晰。
1 当前测试题类型: 单选
1. 两束强度均为I0的光波在空间相遇,两束光为相干光并发生干涉现象。在光束重叠区域内,用光强度探测器测量光强度的大小,所测量的光强最大值是
A:I0
B:2I0
C:3I0
D:4I0
2. 在杨氏双缝干涉实验中,两条缝的宽度原来是相等的。在保证双缝间距不变的前提下,现将其中一缝的宽度稍变宽,则
A:干涉条纹的间距变窄,且原极小处的强度不再为零;
B:干涉条纹的间距变宽,且原极小处的强度不再为零;
C:干涉条纹的间距不变,且原极小处的强度不再为零;
D:不再发生干涉现象
3. 在双缝干涉实验中,为使屏幕上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是
A:使两缝的间距变小,屏与双缝间距离变小,入射光波长变小;
B:使两缝的间距变小,屏与双缝间距离变大,入射光波长变大;
C:使两缝的间距变大,屏与双缝间距离变大,入射光波长变大;
D:使两缝的间距变大,屏与双缝间距离变小,入射光波长变小。 2 4. 如图所示,用单色平行光垂直照射3中透明材料构成的牛顿环装置,观察反射光形成的干涉条纹,则在接触点处形成的圆斑为
A:全明
B:右半部明,左半部暗
C:全暗
D:右半部暗,左半部明
5. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n、厚度为d的透明薄片,此时这条光路的光程改变了
A:2(n-1)d
B:2nd
C:2(n-1)d+λ/2
D:nd
6. 根据惠更斯-菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强决定于波阵面上所有面元发出的子波各自传到P点的_____
A:振动振幅之和
B:相干叠加 3 C:振动振幅之和的平方
D:光强之和
7. 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沿某路径传到B,若A、B两点的相位差为3π,则此路径AB的光程差为_____
A:1.5λ
B:1.5nλ