1 2015级大学物理I选择题-02光学
1．在杨氏双缝实验中，若使双缝间距减小，屏上呈现的干涉条纹间距将变 ，若使双缝到屏的距离减少，屏上的干涉条纹将变 。 [ ]
（A）宽，宽 （B）窄，窄 （C） 宽，窄 （D）窄，宽
2． 在杨氏双缝实验中，为了使观测屏幕上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是：
[ ]
(A) 使屏幕靠近双缝； (B) 使两缝的间距变小；
(C) 改用波长较小的单色光源； (D) 把两个缝的宽度调宽。
3．在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源S向下移动到示意图中的S位置，则： [ ]
(A) 中央明条纹向下移动，且条纹间距不变；
(B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变；
(C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大；
(D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大。
O S1
S2 S
S
4．在双缝干涉实验中，设缝是水平的，若双缝所在的平面稍微向上平移，其它条件不变，则对于干涉条纹，下列说法正确的是： [ ]
(A) 向下平移，且间距不变；
(B) 向上平移，且间距不变；
(C) 不移动，但间距改变；
(D) 向上平移，且间距改变。
5．在光学仪器的镜片上镀一层增透膜，当白光照射时，我们在透射光中观察到较强烈的绿光，这是因为： [ ]
（A）反射光中绿光干涉相消；
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杨氏双缝干涉的相关问题分析
作者：龚姣丽
来源：《科学与财富》2015年第36期
摘 要：本文总结了杨氏双缝干涉的条纹特点，并重点分析了入射单缝的移动和双缝被薄膜覆盖之后的两种不同情况的计算方法，为学生的学习提供指导和帮助。
关键词：杨氏双缝干涉 光程差
一、引言
杨氏双缝干涉是大学物理课波动光学中干涉理论的一个重要的知识点，其原理是利用输入光波的波阵面上分出两组子波，这两组子波是相干波，在它们重叠的区域中可以观察到干涉现象，这种干涉方式又叫分波阵面法。学生在学习这部分内容的时候，经常会对条纹干涉的特点理解不够透彻，对于稍微复杂一点的光程差的计算常常感到棘手，所以本文着重对于这两个方面进行分析。
二、杨氏双缝干涉实验
图1杨氏双缝干涉实验
由条纹的位置和间距公式可以将条纹干涉的特点总结如下：
（1）当用单色光作为光源时，即λ为一定值，若已知d和D，则根据k级条纹的位置信息可以算出光源的波长λ值。
（2）条纹间距？驻x正比于波长λ和双缝到屏的距离D，反比于双缝间距d，且条纹间距相等，与级次k和光源位置无关。
（3）当用白光作为光源时，每一种波长的光在观察屏上都得到一组杨氏干涉条纹，那么在零级白色中央条纹两边对称地排列着彩色条纹，紫光靠里，红光靠外。
（4）入射的单缝沿x方向移动时，条纹间距不变，而整体移动，若S上移，则干涉条纹会下移，若S下移，则干涉条纹上移。
（5）双缝中某一个缝的后面用介质薄膜覆盖，条纹间距不变，而整体移动，如果在上缝S1后面用薄膜覆盖，则干涉条纹上移，如果在下缝S2后面用薄膜覆盖，则干涉条纹下移。 龙源期刊网
学生在学习过程中必须深刻理解以上的条纹干涉特点，掌握如何利用干涉相长和干涉相消条件来计算杨氏双缝干涉的明暗纹位置，以及如何利用图1所示的几何关系快速找到光程差的计算方式。
大 学 物 理 学 教 案
1
大学物理学
授课章节 第12章 光的干涉
教学目的 1. 掌握产生光的干涉现象的条件；了解获取相干光的方法：分波阵面法和分振幅法；
2. 理解光程、光程差的物理意义，掌握光的干涉加强和减弱的机理；正确判断光在不同媒质界面上反射时有无“半波损失”以及所引起的附加光程差；
3. 掌握杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉和牛顿环等干涉现象的特征，并能根据干涉装置熟练地计算光程差及光程差与干涉条纹之间的变化关系；
4. 熟练半波损失的概念及其对干涉条纹分布规律的影响；了解迈克耳孙干涉仪的构造、工作原理及主要应用。
教学重点、难点 1. 理解半波损失的发生条件；
2. 能具体分析光的干涉条纹的移动；
教学内容 备注
§12.1 光源 光的相干性
一、 光源
1、光矢量
光波是电磁波，它是横波、可用两个互相垂直的振动矢量E和H来表征。E和H都和电磁波的传播方向垂直。在光波中、产生感光作用与生理作用的是电场强度E，因此E称为光矢量，E的振动称为光振动。
2、光源分类：
热光源---用热能激发。如白炽灯。
普通光源 化学能激发--磷发光。
电致发光--电能激发、如稀薄气体通电时的辉光.
冷光源 荧光物质--光源照射时发光、
停止照射时不发光。
光致发光--光能激发
磷光物质--移去光源仍发光
能否用两个独立光源发出的光产生干涉效应呢?
不可能!(事实上,两个人唱歌的声波也不能干涉，否则就听不见优美的和声了。)独立光源发出的光是不相干的，这样的光源称为非相干光源。(此时屏上光强21III，而不是 21III或21III)
)3(计算题单元四 (二) 杨氏双缝实验
二、计算题
1. 在双缝干涉的实验中，用波长nm546的单色光照射，双缝与屏的距离D=300mm，测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹之间的间距为12.2mm，求双缝间的距离。
由在杨氏双缝干涉实验中，亮条纹的位置由kdDx来确定。
用波长nm546的单色光照射，得到两个第五级明条纹之间的间距：10dDx5
双缝间的距离：10xDd5
m10546102.12300d9，m1034.1d4
2. 在一双缝实验中，缝间距为5.0mm，缝离屏1.0m，在屏上可见到两个干涉花样。一个由nm480的光产生，另一个由nm600'的光产生。问在屏上两个不同花样第三级干涉条纹间的距离是多少?
对于nm480的光，第三级条纹的位置：3dDx
对于nm600'的光，第三级条纹的位置：'3dD'x
那么：)'(3dDx'xx，m102.7x5
单元五 双缝干涉（续）劈尖的干涉，牛顿环
2. 在折射率为n=1.68的平板玻璃表面涂一层折射率为n=1.38的MgF2透明薄膜，可以减少玻璃表面的反射光。若有波长nm500的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则MgF2薄膜的最小厚度应是多少?
MgF2透明薄膜上下两个表面反射光在相遇点的光程差：
2en2（上下两个表面的反射光均有半波损失）。
要求反射最小，满足2)1k2(en22
MgF2薄膜的最小厚度：2minn4e
将38.1n2和nm500带入得到：m10058.9e8min
3. 在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1、S2的距离分别为l1、l2，并且,3ll21为入射光的波长，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D，如图，求：
(1) 零级明纹到屏幕中央O点的距离； (2) 相邻明条纹)5(计算题间的距离。
