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(完整版)光的干涉练习题及答案.doc

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光的干涉练习题 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】：A 2、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. 2(n 1)h ； B. 2nh； C. nh ； D. (n

1) h 。

【答案】：A

3、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】：B

4、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】：B 5、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】：B 6、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】：C 7、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】：C 8、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 O 处。现将光源 S 向下移动到 S 位置，则（ ） A . 中央明条纹也向下移动， 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。

第 1 页 共 8 页 光的干涉练习题 【答案】：B 9、如图所示，平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全部浸入 n＝ 1.60 的液体O中，凸透镜可沿

9 n=1.68 OO 移动，用波长 ＝500 nm (1nm=10 m) 的单色光垂直入射．从上向下观察，看到中心 n=1.60

是一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是（ ）

n=1.58

A . 156.3 nm； B. 148.8 nm； C. 78.1 nm； D. 74.4 nm。 O

【答案】：C

10、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。【答案】：A

二、简答题 1、漂浮在水上的油膜在阳光下的为什么呈现色彩？改变角度颜色会发生变化吗？为什么？ 【 答 案 】： 答 ： 漂 浮 在 水 上 的 油 膜 在 阳 光 照 射 下 形 成 薄 膜 干 涉 ， 光 程 差

2d n2

2 n12 sin 2 i 0(或 ) （1

分），不同方向入射的光线，入射角不同，光程差不同（1

2

分）；不同波长的光各自形成一套干涉条纹， 彼此错开，形成薄层色，因此在阳光下呈现彩色。

（2 分） 3、简述扩展光源照到平行薄膜上形成干涉花样的特点和随薄膜厚度变化的规律。 【答案】：答：扩展光源照到平行薄膜上形成干涉花样属于等倾干涉， （ 1 分）其形状为：一 系列明暗相间的同心圆环， （1 分）内疏外密中央阶次最高；（1 分）当平行膜的厚度增加时中 央不断涌出条纹，当平行膜的厚度减小时，中央条纹不断淹没。 （ 1 分） 4、：简述牛顿环形成的干涉花样，反射光和透射光的干涉花样有何区别？ 【答案】：答：干涉花样的特点：牛顿环是由于光的等厚干涉形成的，形状为一系列明暗相间 的同心圆环，内疏外密中央阶次最低。 （2 分）若在反射花样中由于附加光程差的存在中心为 暗条纹，则在透射花样中由于不存在附加光程差中心为亮条纹， （1 分）反射光与透射光的光 强之和为入射光强，反射花样与透射花样互补。 （1 分）

第 2 页 共 8 页 光的干涉练习题 三、分析题 1、在双缝干涉实验中，在下列情况下，干涉条纹将如何变化？试说明理由。 (1) 入射光由红

光换为紫光； (2) 屏与双缝的间距 D 不断增大； (3) 在下面一条缝后放一块云母片。

【答案】：双缝干涉条纹相邻明条纹 ( 或暗条纹 ) 的间距为 x D （ 2 分）

d

(1) 红光变紫光波长λ减小，其他条件不变时，条纹变窄（或密或向屏中央集中）（3 分） (2) D 不断增大时， x 增大，条纹变稀（或变宽）（ 3 分）

(3) 在下面一条缝后放一块云母片，通过它的光线的光程增大（ 2 分），干涉条纹向下平移（2 分）。

2、杨氏双缝干涉实验条件作如下变化，干涉条纹将如何变化？试说明理由。（ 1）加大双缝

间距 d；（ 2）把整套装置浸入水中；（ 3）在两缝后分别放红色和绿色的滤光片。

【答案】：根据：条纹宽度 x

D 分） （2

d

（1）d 变大，其他条件不变，则 x 变小，所以条纹变窄（或密或向屏中央集中）（ 2 分）。

d 增大到一定程度，条纹过于细密而无法分辨，拥挤在一起成为一条明亮带。（

2 分）

（2）装置没入水中后的条纹宽度为 1 D ，因为 n 1 （ 2 分） x

n d

所以 x 变小，条纹变窄（或密或向屏中央集中）。（ 2 分） (3) 使通过两缝的光频率不同，不满足相干条件 (2 分），干涉条纹消失（ 2 分）。 3、如图所示， A，B 两块平板玻璃构成空气劈尖，分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变 化?(1) A 沿垂直于 B 的方向向上平移［见图 (a) ］； (2) A 绕棱边逆时针转动［见图 (b) ］。

【答案】：相邻明纹或暗纹介质膜厚度差 d （ 2 分），相邻明纹或暗纹间距 l （ 2 2n 2n

第 3 页 共 8 页 光的干涉练习题 分）。(1) 上表面 A 向上平移时，棱边明暗交替变化，相同厚度的空气薄模向棱边处移动，条 纹间距不变。（ 4 分） (2) A 绕棱边逆时针转动时，棱边明暗不变，各级条纹向棱边方向移动，条纹变密。（4 分） 4、在玻璃（ n 1.5 ）上镀上 n 1.25 的介质薄膜，波长 500nm 的光从空气中垂直照射到 此薄膜上，要使其为高反膜和增透膜求膜的厚度。 【答案】：解：设薄膜厚度为 h ，则两束反射光的光程差为： 2nh cosi2 （2 分） 当2 nh cosi 2 j 时，反射光光强最大， 此时薄膜为高反膜：（ 3 分） h j j j 5 10 7 m h 2 j 10 7 m （ 2 分） 2n cosi2 2n2 2.5

当 2nh cosi 2 ( j 1) 时，反射光光强最小，此时薄膜为增透膜（ 3 分） 2

( j 1 ) ( j 1) 10 7 m h 2 2 5 1) 10 7 m （2 分） 2n cos i2 2n2 (2 j 1) 5 h (2 j

5、利用迈克尔逊干涉仪测量光波波长的实验中： （1）画出实验的光路图。（ 2）试分析当两反

射镜垂直和近似垂直时干涉花样的特点，以及当其中一个反射镜移动时花样的变化规律。 【答案】：解：（ 1）光路图（ 2 分） （2）干涉花样的特点： 两反射镜垂直时， 相当于扩展光源照到平行薄膜上形成干涉 花样属于等倾干涉。（1 分）其形状为：一系列明暗相间的同心圆环， 内疏外密中央阶次最高。 （2 分）若其中一个反射镜移动，当平行膜的厚度增加时中央不断涌出条纹，当平行膜的厚 度减小时，中央条纹不断淹没。 （ 2 分） 两反射镜近似垂直时，相当于扩展光源照到劈尖薄膜上形成干涉花样属于等厚干涉。 （ 1 分）光经过膜形成的干涉花样为：明暗相间的直条纹，条纹等间距，光强分布均匀。 （ 2 分） 若其中一个反射镜移动，棱边明暗交替变化，相同厚度的空气薄模向棱边处移动，条纹间距 不变。（ 2 分） 四、证明题

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第一章光的干涉习题和答案解析

第一章光的干涉习题和答案解析

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。

光的干涉 衍射试题(含答案)(1)

光的干涉 衍射试题(含答案)(1)

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。

第12章(1) 光的干涉答案

第12章(1) 光的干涉答案

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。

高三物理光的干涉试题答案及解析

高三物理光的干涉试题答案及解析

高三物理光的干涉试题答案及解析1.把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中，两缝间距离为d，双缝到屏的距离为 D（D＞＞d），所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹间的距离为_________【答案】λD/（nd）【解析】光在水中的波长为：，根据条纹间距的表达式：【考点】双缝干涉；光的折射定律。

2.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为。

下列说法中正确的有A．如果增大单缝到双缝间的距离，将增大B．如果增大双缝之间的距离，将增大C．如果增大双缝到光屏之间的距离，将增大D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，将增大【答案】C【解析】公式中表���双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。

因此与单缝到双缝间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。

本题选C。

3.平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有A．在衍射图样的中心都是亮斑B．泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C．小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑D．小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的【答案】AB【解析】从课本上的图片可以看出：A、B选项是正确的，C、D选项是错误的。

衍射图样的中心都是亮斑，衍射图样的亮暗条纹间距是非均匀的。

4.（1）用双缝干涉测光的波长。

实验装置如下图a所示，已知单缝与双缝的距离L1=60mm，双缝与屏的距离L2=700mm，单缝宽d1=0.10mm，双缝间距d2=0.25mm。

用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。

测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，（如下图b所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。

①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如下图c所示，则对准第1条时读数x1=-----________mm，对准第4条时读数x2=-----________mm，相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm。