光的干涉习题答案

大学物理标准练习——波动光学-1-学号班级姓名成绩第十六章光的干涉（一）一、选择题1、波长mm4108.4的单色平行光垂直照射在相距mma4.02的双缝上，缝后mD1的幕上出现干涉条纹。则幕上相邻明纹间距离是[B]。A．0.6mm；B．1.2mm；C．1.8mm；D．2.4mm。2、在杨氏双缝实验中，若用一片透明云母片将双缝装置中上面一条缝挡住，干涉条纹发生的变化是[C]。A.条纹的间距变大；B.明纹宽度减小；C.整个条纹向上移动；D.整个条纹向下移动。3、双缝干涉实验中，入射光波长为，用玻璃薄片遮住其中一条缝，已知薄片中光程比相同厚度的空气大2.5，则屏上原0级明纹处[B]。A．仍为明条纹；B．变为暗条纹；C．形成彩色条纹；D．无法确定。4、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[B]。A．使屏靠近双缝；B．使两缝的间距变小；C．把两个缝的宽度稍微调窄；D．改用波长较小的单色光源。5、在双缝干涉实验中，单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则中央明纹位于图中O处，现将光源S向下移动到S’的位置，则[B]。A．中央明纹向下移动，条纹间距不变；B．中央明纹向上移动，条纹间距不变；C．中央明纹向下移动，条纹间距增大；D．中央明纹向上移动，条纹间距增大。二、填空题1、某种波长为的单色光在折射率为n的媒质中由A点传到B点，相位改变为π，问光程改变了2，光从A点到B点的几何路程是2n。2、从两相干光源s1和s2发出的相干光，在与s1和s2等距离d的P点相遇。若s2位于真空中，s1位于折射率为n的介质中，P点位于界面上，计算s1和s2到P点的光程差d-nd。3、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04I；最小光强是0。大学物理标准练习——波动光学-2-4、在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一偏振片，则条纹间距不变；明纹的亮度变小。（填“变大”、“变小”或“不变”）三、计算题1.用很薄的云母片（n=1.58）覆盖在双缝试验中的一条缝上，这时屏幕上的零级明纹移到原来的第七级明纹的位置上。如果入射光波长为550nm，求此云母片的厚度为多少?解：加云母片后光程增加，t为厚度17nt9677550106.61011.581tmn2、杨氏双缝干涉实验中，设两缝间的距离d=0.02cm,屏与缝之间距离D=100cm，试求：（1）以波长为5890×10-10m的单色光照射，第10级明条纹离开中央明条纹的距离；（2）第8级干涉明条纹的宽度；（3）以白色光照射时，屏幕上出现彩色干涉条纹，求第3级光谱的宽度；（4）若把此双缝实验装置放到水中进行，则屏幕上干涉条纹如何变化?（5）在S1光路中放上厚为l=2.0cm，折射率为n的很薄的透明云母片，观察到屏幕上条纹移过20条，则云母片折射率为多少?（空气折射率n1=1.000276）解：（1）10100105890102.9450.02dxDkxkcmDd（2）101005890102.9450.02Dxmmd（3）3Dxd3红红33Dxd紫紫33Dxxxd3红紫红紫103100376004000105.4100.02m（4）21nrrkr1sxdr2sD图16-1大学物理标准练习——波动光学-3-21    ddnrrnnxxDD水水水水水气气  xnx水水气1n水  xx水气远离中心cvcn水水cffv水水气  xxDxd水气间距变小（5）120lnn1011220205890100.0005891.0002761.000865210nlnnlm大学物理标准练习——波动光学-4-学号班级姓名成绩第十六章光的干涉（二）一、选择题1、一平板玻璃（n=1.60）上有一油滴（n=1.35）展开成曲率半径很大的球冠，如图16-2所示。设球冠最高处为1μm。当用波长=540nm的单色光垂直照射时，在油膜上方观察到的干涉条纹是[D]。A.边缘为明纹，中央为暗斑；B.边缘为暗纹，中央为亮斑；C.边缘为暗纹，中央为暗斑；D.边缘为明纹，中央为亮斑2.在图16-3中的干涉装置中，相邻的干涉条纹的间距记为Δx，从棱边到金属丝之间的干涉条纹总数为N，若把金属丝向劈尖方向移动到某一位置，则[A]。A．Δx减小，N不变；B．Δx增大，N增大；C．Δx减小，N减小；D．Δx增大，N减小。二、填空题1、在玻璃片（n1=1.50）上镀对λ=5400的光增透的膜（n2=1.35），其最小厚度为0.1um或01000A。2、如图16-4中的劈尖，以波长为λ的单色光垂直入射，则在劈尖厚度为e处，反射方向的两相干光的光程差应为2.52e，从劈尖棱边算起，第三条明纹中心离棱的水平距离为。三、计算题1、油膜附着在玻璃板上，白光垂直照射在油膜上。已知油膜厚度为5000Å，空气折射率n1=1.0，油膜折射率n2=1.3，玻璃折射率n3=1.5(白光4000Å—7600Å)。求反射光中哪些波长的光干涉最强。解:05000eA0042221.350001.310neAAk0040007600AA油玻璃图16-2空气θn1=1.25n2=1.15图16-4玻璃件金属丝玻璃片图16-3大学物理标准练习——波动光学-5-0401.3104000AAk1k013000A2k06500A3k04333A4k03250A06500A和04333A最亮2、用如图16-5的空气劈尖的干涉法测细丝直径，今观测垂直入射光形成的相干反射光的干涉条纹，测得相邻明纹间距为2.0×10-3m，已知L=10.0×10-2m，λ=5900Å，求细丝直径d。解：0i21n22ek相邻明纹2eeldL1025359001010101.47510222.010edLLmllLdθ图16-5大学物理标准练习——波动光学-6-学号班级姓名成绩第十六章光的干涉（三）一、选择题1、在单色光照射下，观察牛顿环装置，如图16-6所示，如果沿垂直于平板方向，向上略微移动平凸透镜，则观察到牛顿环的变化为[D]。A.环变密；B.环变疏；C.环疏密程度不变，仅发现牛顿环向中心收缩；D.环疏密程度不变，仅发现牛顿环向边缘扩展。2、在迈克尔逊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，则该光路的光程改变了[A]。A．2(n-1)d；B．2nd；C．2(n-1)d+/2；D．nd。二、填空题1、如图16-7所示，在一半径很大的凹球面玻璃上有一层很薄的油。今用波长为6×10-7m的单色光垂直照射，在整个油层表面上观察干涉条纹，中央为亮斑，周围还有12个亮环，则凹球面中央处的油层厚度d=62.410m；级次最高的干涉条纹在边缘处。(已知n油=1.2，n玻=1.5)三、简述题1、如果将双缝干涉实验放到水中进行，干涉条纹会如何变化？为什么？2、自然光照射到水面油膜上会出现彩色的条纹，请问其原理是什么？当从不同角度观察时，油膜的颜色会改变吗？为什么？3、吹肥皂泡时，在阳光下能看到肥皂泡上有绚丽的彩色条纹，请简述其原理。随着肥皂泡越吹越大，彩色条纹越来越宽，在肥皂泡将要破灭时，彩色条纹全部消失了，为什么？4、日常生活中常见的窗玻璃也是位于空气中的膜，为什么在通常的日光照射下，我们看不到窗玻璃的干涉现象？5、请简述波的相干条件和半波损失现象。四、计算题1、如果把迈克尔逊干涉仪中的反射镜M1移动0.233mm，则条纹移动792条，求所用光波长。2dn0.233dmm792n0220.2335883792dAn2、一平面凸透镜，其凸面的曲率半径为120cm，以凸面朝下放置在平玻璃上，并以波图16-6图16-7d大学物理标准练习——波动光学-7-长650nm的红光垂直照射，求反射光干涉图样中的第三条明环的直径。解：120Rcm650nm22ek3k153224e22reR52Re24rR=625265010120104=44.4210m