1、本题答案为C。7用波长为的单色光垂直照射到空气劈尖上,观察等厚干涉条纹。当劈尖角增大时,观察到的干涉条纹的间距将( B )A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定本题答案为B。8. 在牛顿环装置中,将平凸透镜慢慢地向上平移,由反射光形成的牛顿环将 ( )A. 向外扩张,环心呈明暗交替变化B. 向外扩张,条纹间隔变大C. 向中心收缩,环心呈明暗交替变化D. 无向中心收缩,条纹间隔变小9用波长为的单色平行光垂直照射牛顿环装置,观察从空气膜上下两表面反射的光形成的牛顿环。第四级暗纹对应的空气膜厚度为( B )A. 4 B. 2 C. 4.5 D. 2.25暗条纹条件: k=4,n=1,所以
2、。10在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n的透明薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长,则薄膜的厚度是( D )A. /2 B. /(2n) C. /n D. /(2(n-1)本题答案为D。二. 填空题1光强均为I0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 。2在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距 ,若使单色光波长减小,则干涉条纹间距 。,所以 d增大,减小;减小,也减小。3如图,在双缝干涉中若把一厚度为e ,折射率为n的薄云母片,覆盖在S1缝上,中央明纹将向 移动。覆盖云母片后,两束相干光到达原中央明纹o处的光程差为 。因为
3、n1,光从S1、S2传播到屏幕上相遇时光程差为零的点在o点上方,所以中央明纹将向上移动。光程差为4在双缝干涉实验中,中央明条纹的光强度为I0,若遮住一条缝,则原中央明条纹处的光强度变为 。中央明条纹的光强度为I0,遮住一条缝,则原中央明条纹处的光强度I,I=5如图所示,在双缝干涉实验中,SS1=SS2,用波长为的光照射双缝S1和S2,通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹,已知P点处为第三级明条纹,则S1和S2到P点的光程差为 ;若将整个装置放于某种透明液体中,P点为第四级明条纹,则该液体的折射率n = 。 k=3 所以在透明液体中 ,所以6如图所示,当单色光垂直入射薄膜时,经上下两表面反射的两束光
4、发生干涉。当n1n2n3时,其光程差为 ;当n1=n3n2 n3 ),观察反射光干涉,劈尖顶角处为 条纹,从劈尖膜尖顶算起,第2条明条纹中心所对应的厚度为 。n1n3 所以上、下表面的反射光都没有半波损失,故劈尖顶角处光程差为零,为明条纹;第2条明条纹即第一级明条纹8单色光垂直照射在劈尖上,产生等厚干涉条纹,为了使条纹的间距变小,可采用的方法是:使劈尖角 ,或改用波长较 的光源。,要使l变小,使劈尖角增大,或用波长较小的光源。9某一牛顿环装置都是用折射率为1.52的玻璃制成的,若把它从空气中搬入水中,用同一单色光做实验,则干涉条纹的间距 ,其中心是 斑。n变大,干涉条纹间距变密。其中心是暗斑。
5、10用迈克耳孙干涉仪测反射镜的位移,若入射光波波长=628.9nm,当移动活动反射镜时,干涉条纹移动了2048条,反射镜移动的距离为 。=0.644mm。三. 计算题1在双缝干涉实验中,双缝与屏间的距离D=1.2m,双缝间距d =0.45mm,若测得屏上干涉条纹间距为1.5mm,求光源发出的单色光的波长。根据公式x = k D / d 相邻条纹间距x = D / d 则 = dx / D= 562.5 nm2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。由双缝干涉公式x = k D /d 得:x = D /d = 0.05 cm3在图示的双缝
6、干涉实验中,若用折射率为n1=1.4的薄玻璃片覆盖缝S1,用同样厚度但折射率为n2=1.7的玻璃片覆盖缝S2,将使屏上原中央明条纹所在处O变为第五级明条纹,设单色光波长=480.0nm,求玻璃片厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片)。双缝未覆盖玻璃片之前,两束光到达中央明条纹所在处o点的光程差r2 - r1 = 0双缝未覆盖玻璃片之后,o点变为第五级明纹,因此两束光到达o点后的光程差n2d+(r2 -d) -n1d+(r1-d)= 5因此(n2 - n1 ) d = 5d = 5/ (n2 - n1 )=548010-9/(1.7-1.4)=810-6 m4在杨氏双缝实验中,两缝之间的距离d=0.
7、5mm,缝到屏的距离为D=25cm,若先后用波长为400nm和600nm两种单色光入射,求:(1)两种单色光产生的干涉条纹间距各是多少?(2)两种单色光的干涉条纹第一次重叠处距屏中心距离为多少?各是第几级条纹?如图所示,屏上p点处,从两缝射出的光程差为 = x d / D明纹条件 = k屏上明纹位置 x = D k/ d(1) 两明条纹的间距x = D/d x1 = D1/d = 0.2mm x2 = D2/d = 0.3mm(2) 在两种单色光的干涉条纹重叠处,有 x1=x2 即k11 = k22 k1/k2 =2/1=3/2 第一次重叠k1=3, k2 =2 x1 = x2 = 0.6mm
8、故两种单色光的干涉条纹第一次重叠处距屏中心距离为0.6mm,波长为400nm的是第3级条纹,波长为600nm的是第2级条纹。5如图,用白光垂直照射厚度e = 400nm的薄膜,若薄膜折射率n2 =1.4,且n1n2n3,则反射光中哪些波长的可见光得到加强?由于n1 n2 n3 从上下表面反射的光均无半波损失。反射光得到加强的条件是2 n2e = k= 2.8400/ kk = 1时,= 1120 nmk = 2时,= 560 nmk = 3时,= 373.3nm可见光范围400nm760nm,所以反射光中可见光得到加强的是560nm。6. 一片玻璃(n=1.5)表面附有一层油膜(n=1.32)
9、,今用一波长连续可调的单色光束垂直照射油面。当波长为485nm时,反射光干涉相消。当波长增为679nm时,反射光再次干涉相消。求油膜的厚度。由于在油膜上,下表面反射时都有相位跃变,所以反射光干涉相消的条件是2ne =(2k+1)/2。于是有2ne =(2k+1)1/2=(2k-1)2/2由此解出,进一步得到油膜的厚度7在折射率n=1.52的镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的MgF2增透膜。如果此膜适用于波长=550nm的光,膜的厚度应是多少?透射光干涉加强的条件是2ne+/2=k,k =1,2,故最薄需要e=99.6nm。8用波长为1的单色光照射空气劈尖,从反射光干涉条纹中观察到劈尖装置的
10、A点处为暗条纹,若连续改变入射光波长,直到波长变为2(21)时,A点再次变为暗条纹,求A点处的空气薄膜厚度。设A点处空气薄膜厚度为e,则有:2e +1/ 2=(2k+1)/2即:2e = k1 。因此改变波长后有:2e = (k-1) 2。 所以:k 1= k2 -2k =2/(2-1)e = k1/ 2=12/2(2-1)9如图,利用空气劈尖测细丝直径,观察到30条条纹,30条明纹间的距离为4.295mm,已知单色光的波长=589.3nm,L =28.8810-3m,求细丝直径d。 相邻条纹间的厚度差为/2,30条明条纹厚度差为30/2=8.8410-6m,劈尖角 =8 .8410-6 /
11、4.29510-3 = 2.05810-3 radd = L = 5.9410-5 m10用波长=500nm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)构成的空气劈尖上,劈尖角 =210-4rad,如果劈尖内充满折射率为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。设第五个明纹处膜厚为e,有:2ne+/2 =5又因e = L,得:2nL = 9/2L= 9/(4n)充满液体前,n0=1,L0= 9/(4)充满液体前后第五个明纹移动的距离 L= L0 - L =9 (1 -1/n) /(4)= 1.61mm11用单色光观察牛顿环,测得某一明环直径为3.00mm,它外面第5个明环的直径为4.60mm,平凸透镜的曲率半径为1.03m,求此单色光的波长。由和可解得12. 在牛顿环实验中,当透镜和玻璃之间充以某种液体时,第十个亮环的直径由1.4010-2m变为1.2710-2m。试求这种液体的折射率。牛顿环亮环的直径为:设这种液体的折射率为n,则光波的波长变为:13折射率为n,厚度为d的薄玻璃片放在迈克耳孙干涉仪的一臂上,问两光路光程差的改变量是多少?由于光来回通过玻片两次,所以光程差的改变量为2(n-1)d。
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