第十三章 光的干涉13-1 在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2 mm ．在距双缝1 m 远的屏上观察干涉条纹，若入射光是波长为400 nm 至760 nm 的白光，问屏上离零级明纹20 mm 处，哪些波长的光最大限度地加强？(1 nm ＝10-9m)（答案：400 nm ，444.4 nm ，500 nm ，571.4 nm ，666.7 nm ）13-2 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，若3/1212λ=-=-r r P S P S ，求P 点的强度I 与干涉加强时最大强度I max 的比值．（答案：1 / 4）13-3 在双缝干涉实验中，波长λ＝550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a ＝2×10-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离D ＝2 m ．求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2) 用一厚度为e ＝6.6×10-5 m 、折射率为n ＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)（答案：0.11 m ；零级明纹移到原第7级明纹处）13-4 在双缝干涉实验中，双缝与屏间的距离D ＝1.2 m ，双缝间距d ＝0.45 mm ，若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5 mm ，求光源发出的单色光的波长λ．（答案：562.5 nm ）13-5 在双缝干涉实验中，用波长λ＝546.1nm (1 nm=10-9m)的单色光照射，双缝与屏的距离D ＝300 mm ．测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2 mm ，求双缝间的距离．（答案：0.134 mm ）13-6 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n 1＝1.4)覆盖缝S 1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n 2＝1.7)覆盖缝S 2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O 变为第五级明纹．设单色光波长λ＝480 nm(1nm=109m )，求玻璃片的厚度d (可认为光线垂直穿过玻璃片)．（答案：8.0×10-6 m ）13-7 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 ．求相邻明纹的间距．（答案：0.05 cm ）13-8 在双缝干涉实验中，所用单色光的波长为600 nm ，双缝间距为1.2 mm 双缝与屏相距500 mm ，求相邻干涉明条纹的间距．（答案：0.25 mm ）13-9 在双缝干涉实验装置中，幕到双缝的距离D 远大于双缝之间的距离d ．整个双缝S 1S装置放在空气中．对于钠黄光，λ＝589.3 nm(1nm=109m)，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中心处的张角)为0.20°．(1) 对于什么波长的光，这个双缝装置所得相邻两明条纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10％？(2) 假想将此整个装置浸入水中(水的折射率n ＝1.33)，相邻两明条纹的角距离有多大？（答案：648.2 nm ；0.15°）13-10 在观察肥皂水薄膜（n =1.33）的反射光时，某处绿色光（λ = 500 nm ）反射最强，且这时法线和视线间的角度i = 45°，求该处膜的最小厚度．(1 nm = 10-9 m)（答案：111 nm ）13-11 在折射率为1.58的玻璃表面镀一层MgF 2（n = 1.38）透明薄膜作为增透膜．欲使它对波长为λ = 632.8 nm 的单色光在正入射时尽量少反射，则薄膜的厚度最小应是多少？（答案：114.6 nm ）13-12 用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？ (1 nm=10-9 m)（答案：600 nm ，428.6 nm ）13-13 在折射率n ＝1.50的玻璃上，镀上n '＝1.35的透明介质薄膜．入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1＝600 nm 的光波干涉相消，对λ2＝700 nm 的光波干涉相长．且在600 nm 到700 nm 之间没有别的波长是最大限度相消或相长的情形．求所镀介质膜的厚度．(1 nm = 10-9m)（答案：7.78×10-4mm ）13-14 折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角θ 很小)．用波长λ＝600 nm (1 nm =10-9 m)的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹．假如在劈形膜内充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小∆l ＝0.5 mm ，那么劈尖角θ 应是多少？（答案：1.7×10-4 rad ）13-15 用波长为λ＝600 nm (1 nm ＝10-9 m)的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，劈尖角θ＝2×10-4 rad ．改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了∆l ＝1.0 mm ，求劈尖角的改变量∆θ．（答案：4.0×10-4rad ）13-16 用波长λ＝500 nm (1 nm ＝10-9m)的单色光垂直照射在由两块玻璃板(一端刚好接触成为劈棱)构成的空气劈形膜上．劈尖角θ＝2×10-4 rad ．如果劈形膜内充满折射率为n ＝1.40的液体．求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离．（答案：1.61 mm ）13-17 用波长为λ的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，已知劈尖角为θ．如果劈尖角变为θ＇，从劈棱数起的第四条明条纹位移值∆x 是多少？（答案：()()θθθθλ''-4/7）13-18 用波长为λ1的单色光照射空气劈形膜，从反射光干涉条纹中观察到劈形膜装置的A 点处是暗条纹．若连续改变入射光波长，直到波长变为λ2 (λ2＞λ1)时，A 点再次变为暗条纹．求A 点的空气薄膜厚度．（答案：)/(211221λλλλ-=e ）13-19 用波长λ＝500 nm 的平行光垂直照射折射率n ＝1.33的劈形膜，观察反射光的等厚干涉条纹．从劈形膜的棱算起，第5条明纹中心对应的膜厚度是多少？（答案：8.46×10-4 mm ）13-20 两块长度10 cm 的平玻璃片，一端互相接触，另一端用厚度为0.004 mm 的纸片隔开，形成空气劈形膜．以波长为500 nm 的平行光垂直照射，观察反射光的等厚干涉条纹，在全部10 cm 的长度内呈现多少条明纹？(1 nm=10-9m)（答案：16）13-21 用波长为λ1的单色光垂直照射牛顿环装置时，测得中央暗斑外第1和第4暗环半径之差为l 1，而用未知单色光垂直照射时，测得第1和第4暗环半径之差为l 2，求未知单色光的波长λ2．（答案：211222/l l λλ=）13-22 用波长λ＝500 nm 的单色光作牛顿环实验，测得第k 个暗环半径r k ＝4 mm ， 第k +10个暗环半径r k +10 ＝6 mm ，求平凸透镜的凸面的曲率半径R ．（答案：4 m ）13-23 在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为3.00 m ，当用某种单色光照射时，测得第k 个暗环半径为4.24 mm ，第k +10个暗环半径为6.00 mm ．求所用单色光的波长．（答案：601 nm ）13-24 在如图所示的牛顿环装置中，把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率n 1＝1.50)之间的空气(n 2＝1.00)改换成水(2n '＝1.33)，求第k 个暗环半径的相对改变量()k k k r r r /'-． （答案：13.3％）13-25 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm 变成充液后的12.7 cm ，求这种液体的折射率n ．（答案：1.36）13-26 在牛顿环装置的平凸透镜和平玻璃板之间充以折射率n ＝1.33的液体(透镜和平玻璃板的折射率都大于1.33 )． 凸透镜曲率半径为300 cm ，用波长λ＝650 nm (1 nm=10-9 m)的光垂直照射，求第10个暗环的半径(设凸透镜中心刚好与平板接触，中心暗斑不计入环数)．（答案：0.38 cm ）13-27 一平凸透镜放在一平晶上，以波长为λ＝589.3 nm(1nm = 10－9m)的单色光垂直照射于其上，测量反射光的牛顿环．测得从中央数起第k 个暗环的弦长为l k ＝3.00 mm ，第(k ＋5)个暗环的弦长为l k+5＝4.60mm ，如图所示．求平凸透镜的球面的曲率半径R ．（答案：1.03 m ）13-28 利用牛顿环的条纹可以测定平凹透镜的凹球面的曲率半径，方法是将已知半径的平凸透镜的凸球面放置在待测的凹球面上，在两球面间形成空气薄层，如图所示，用波长为λ的平行单色光垂直照射，观察反射光形成的干涉条纹．试证明若中心O 点处刚好接触，则第k 个暗环的半径r k 与凹球面半径R 2，凸面半径R 1(R 1< R 2) 及入射光波长λ的关系为()12212/R R k R R r k -=λ (k =1，2，3，… )13-29 把折射率n = 1.38的透明薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一条光路中，观测到干涉条纹移动了∆N = 7条．若所用单色光的波长是λ = 589.3 nm (1 nm = 10-9m)，求薄膜的厚度．（空气的折射率为1）（答案：5.43×10-3 mm ）13-30 沿光路长度为d = 28 mm 的透明薄壁（厚度可忽略）容器放在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，所用单色光的波长为λ = 589.3 nm (1 nm = 10-9m)．当以氨气注入容器代替容器中的空气时，观测到干涉条纹移动了∆N = 36条．已知空气的折射率n 1 = 1.000276，且氨气的折射率n 2 > n 1，求氨气的折射率（要求计算到小数点后六位）．（答案：1.000655） 豆丁网（DocIn ）是全球优秀的C2C 文档销售与分享社区。
高二物理选修34第十三章：光的干涉制造人：陈合森日期：【学习目的】1、观察光的干预现象，看法干预条纹的特点。
2、能论述干预现象的成因及明暗条纹的位置特点3、知道相关光源的概念和发生干预现象的条件【重点难点】干预现象的成因及明暗条纹的位置特点、发生干预现象的条件教学进程一、杨氏双缝干预实验1.1801年，英国物理学家___________〔1773~1829〕在实验室里成功的观察到了光的干预．2.双缝干预实验〔1〕实验进程：让一束_____________的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，他们的频率、相位和振动方向总是_________的，两个光源收回的光在挡板前面的空间相互叠加发作_______.(2)实验现象:在屏上失掉_________条纹〔3〕实验结论：证明光是一种__________.(4)现象解释：S1、S2相当于两个频率、相位和振动方向相反的波源，当两个光源与屏上某点的距离只差等于半波长的________倍时〔即恰恰等于波长的_______倍时〕，两列光波在这点相互增强，出现_________;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________倍时，两列光波在这点____________,出现暗条纹。
二、光发生干预的条件1.干预条件：两列波的_________同、振动方向相反、相位差恒定2.相关光源：收回的光可以发生干预的两个光源。
三、双缝干预条纹特征一系列平行的明暗相间的等间距条纹；各级明暗纹在中央明纹两侧对称散布。
相邻亮条纹或相邻暗条纹间的距离为_________________各种色光的波长由长到短的顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫频率由低到高的顺序依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫稳固练习：1．平行光照射在双缝上，在屏上失掉干预条纹，当〔〕A．双缝到屏的距离增大时，干预条纹间距也增大．B．双缝间距减小时，干预条纹间距也减小．C．波长变短，坚持光强不变时，那么条纹间距也不变．D．波长不变，光强削弱时，那么条纹间距也不变．2．假设把杨氏双缝干预装置从空气中移到透明液体中做实验，那么条纹宽度〔〕A．增大．B．减小．C．不变．D．缺少条件，无法判别．3．双逢干预实验装置如图3所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到明晰的干预条纹，关于干预条纹的状况，以下表达正确的选项是( )A．假定将像屏向左平移一小段距离，屏上的干预条纹将不会发作变化B．假定将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有明晰的干预条纹C．假定将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有明晰的干预条纹D．假定将像屏向上平移一小段距离，屏上的干预条纹将将不会图3图6 发作变化4、假设把杨氏双缝干预实验，从空气中移动到某种透明的液体中做实验，那么条纹的间距：〔 〕A 、增大B 、减小C 、不变D 、缺少条件，无法判别5.在单色光的双缝干预实验中〔 〕A ．两列光波的波峰和波峰堆叠处出现亮条纹 B. 两列光波的波谷和波谷堆叠处出现亮条纹C ．干预条纹明暗相反，且条纹间距相等，中央条纹为亮条纹D ．从两个狭缝抵达光屏上的路程差等于光的半个波长的整数倍时，出现暗条纹6．如下图是双缝干预实验表示图，屏上某处P 出现明条纹，那么P 处到双缝S1、S2的距离之差是〔 〕A ．光波半波长的奇数倍．B ．光波波长的奇数倍．C ．光波半波长的偶数倍．D ．光波半波长的整数倍．7．以下图是研讨光的双缝干预用的表示图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1和S 2收回的两列波抵达屏上时会发生干预条纹，入射激光的波长为λ，屏上的P 点到两缝S 1和S 2的距离相等，假设把P 处的亮条纹记作第0号亮纹，由P 向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，那么P 1处的亮纹恰恰是10号亮纹.设直线S 1P 1的长度为γ1，S 2P 1的长度为γ2，那么γ2-γ1等于( )A. λ5B. 10λC. 20λD. 40λ8．光的颜色决议于 〔 〕A ．波长．B ．波速．C ．频率．D ．折射率．9．同一束单色光从空气射入水中，那么 〔 〕A ．光的颜色、频率不变，波长、波速都变小．B ．光的频率变小，颜色，波长、波速都不变．C ．光的频率、速度变小，颜色、波长不变．D ．频率、颜色、波长都不变，只要波速变小．10. 在双缝干预实验中，以白光为光源，在屏上观察到黑色干预条纹，假定在双缝中的一缝前放一白色滤光用只能透过红光〕，另一缝前放一绿色滤光片〔只能透过绿光〕，这时：A 、只要白色和绿色的干预条纹，其它颜色的双缝干预条纹消逝．B 、白色和绿色的干预条纹消逝，其它颜色的干预条纹依然存在．C 、任何颜色的干预条纹都不存在，但屏上仍有亮光．D 、屏上无任何亮光．11．如图6，在双缝干预实验中，SS 1=SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差△s=1.5×10-6m ，当S 为λ=0.6μm 的单色光源时，在P 点处将构成 条纹；当S 为λ=0.5μm 的单色光源时，在P 点处将构成条纹。
