《光的干涉作業(yè)》ppt課件

1、楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉 21rr axD (21)/ 2kk 明紋明紋暗紋暗紋0,1,2,k 第十五章光的干涉第十五章光的干涉222212sin( )2e nni 1,2,0,1,2,(21)2kkkk 垂直入射時：垂直入射時：i = 021,2,0,1,2,2()2(21)2kkkn ek 222n e 2) 12( kk明紋明紋暗紋暗紋1, 2,k 第十五章光的干涉第十五章光的干涉一選擇題一選擇題1. 當光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時當光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時 反射光有半波損失反射光有半波損失 入射光有半波損失入射光有半波損失 C. 透射光有半波損失透射光有半波損失 D. 入射、反射、透射

2、光均無半波損失入射、反射、透射光均無半波損失2.假設(shè)在一折射率為假設(shè)在一折射率為n1的光學外表鍍一層折射率的光學外表鍍一層折射率n2(n2n1)的增透膜，為使波長為的增透膜，為使波長為l的入射光透的入射光透射最多，其厚度應(yīng)為射最多，其厚度應(yīng)為 22.nkeA 12.nkeB 14)12(.nkeC 24)12(.nkeD 3. 雙縫干涉實驗中，入射光波長為雙縫干涉實驗中，入射光波長為l，用玻璃紙遮住其，用玻璃紙遮住其中一縫，假設(shè)玻璃紙中光程比一樣厚度的空氣大中一縫，假設(shè)玻璃紙中光程比一樣厚度的空氣大2.5l ，那么屏上原那么屏上原0級明紋處級明紋處 仍為明條紋仍為明條紋B.變?yōu)榘禇l紋變?yōu)榘禇l紋

3、 C.非明非暗非明非暗D.無法確定是明紋還是暗紋無法確定是明紋還是暗紋4.兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射，假設(shè)上面的平玻璃以棱邊為軸，逆時針光垂直入射，假設(shè)上面的平玻璃以棱邊為軸，逆時針作微轉(zhuǎn)，那么干涉條紋作微轉(zhuǎn)，那么干涉條紋 間隔變小，并向棱邊方向平移間隔變小，并向棱邊方向平移 B.間隔變大，并向遠離棱邊的方向平移間隔變大，并向遠離棱邊的方向平移 C.間隔不變，并向棱邊方向平移間隔不變，并向棱邊方向平移 D.間隔變小，并向遠離棱邊的方向平移間隔變小，并向遠離棱邊的方向平移5. 用劈尖干涉檢測工件的外表，當波長為用劈尖干涉

4、檢測工件的外表，當波長為l的單色光垂的單色光垂直入射時，察看到干涉條紋如圖。圖中每一條紋彎曲直入射時，察看到干涉條紋如圖。圖中每一條紋彎曲部分的頂點恰與左邊相鄰的直線部分的連線相切。由部分的頂點恰與左邊相鄰的直線部分的連線相切。由圖中可見工件外表圖中可見工件外表 有一凹陷的槽，深化有一凹陷的槽，深化l/4 B.有一凹陷的槽，深化有一凹陷的槽，深化l/2 C.有一凸起的埂，深化有一凸起的埂，深化l/4 D.有一凸起的埂，深化有一凸起的埂，深化l7.在雙縫干涉實驗中，為使屏上的干涉條紋間距變大。在雙縫干涉實驗中，為使屏上的干涉條紋間距變大?？梢圆扇〉姆椒ㄊ强梢圆扇〉姆椒ㄊ?使屏接近雙縫使屏接近雙縫

5、 B.使兩縫的間距變小使兩縫的間距變小 C.把兩縫的寬度略微調(diào)窄把兩縫的寬度略微調(diào)窄 D.改用波長小的單色光源改用波長小的單色光源6.一束白光以一束白光以 的入射角照射安靜的湖水的入射角照射安靜的湖水(水折射率為水折射率為4/3) 外表的一層透明液體外表的一層透明液體(折射率為折射率為 )的薄膜，假設(shè)反射光中的薄膜，假設(shè)反射光中 波長為波長為600nm的光顯得特別亮堂，那么該透明液體薄膜的最的光顯得特別亮堂，那么該透明液體薄膜的最 小厚度為小厚度為102030 100nm B.200nm C. D.600nm301200nm308. 波長為波長為l的單色光垂直照射到折射率為的單色光垂直照射到折

6、射率為n2，厚度為，厚度為e的的薄膜上，膜的上下外表分別是折射率為薄膜上，膜的上下外表分別是折射率為n1和和n3的介質(zhì)，的介質(zhì)，且且n1 n2 n3 ，那么反射光干涉減弱的公式為，那么反射光干涉減弱的公式為 9. 最早驗證光的動搖性的典型實驗是最早驗證光的動搖性的典型實驗是 楊氏雙縫實驗楊氏雙縫實驗 B.單縫衍射單縫衍射 C.勞埃鏡實驗勞埃鏡實驗 D.X射線衍射射線衍射2)12(22.2 kenA 2)12(2.2 kenB kenC 22. kenD 22.210. 在邁克爾遜干涉儀的一條光路中，垂直放入一折射在邁克爾遜干涉儀的一條光路中，垂直放入一折射率為率為n，厚度為，厚度為h的介質(zhì)板，

7、放入后兩光束的光程差改的介質(zhì)板，放入后兩光束的光程差改動量為動量為 hnA)1(2. nhB .nhC2.hnD)1(. 10. 在雙縫安裝中，假設(shè)兩縫分別被厚度相等，折射率在雙縫安裝中，假設(shè)兩縫分別被厚度相等，折射率為為n1=1.4，n2=1.7的兩薄玻璃片覆蓋，那么玻璃片覆蓋的兩薄玻璃片覆蓋，那么玻璃片覆蓋前第前第5級亮條紋恰好挪動到屏幕中央原零級明條紋的位級亮條紋恰好挪動到屏幕中央原零級明條紋的位置，假設(shè)入射光的波長為置，假設(shè)入射光的波長為 ，那么玻璃片的，那么玻璃片的厚度為厚度為m108 . 47 S1S221()5nne65810m0.3e-6A.2 10 m-6B.8 10 m-6

8、C.6 10 m-6D.2 10 m2. 如下圖，在楊氏雙縫實驗中，假設(shè)用紅光做實驗，如下圖，在楊氏雙縫實驗中，假設(shè)用紅光做實驗，那么相鄰干涉條紋間距比用紫光做實驗時相鄰干涉條那么相鄰干涉條紋間距比用紫光做實驗時相鄰干涉條紋間距紋間距_，假設(shè)在光源，假設(shè)在光源S2右側(cè)光路上放置一薄右側(cè)光路上放置一薄玻璃片，那么中央明紋將向玻璃片，那么中央明紋將向_挪動。挪動。二填空題二填空題32 1. 真空中的波長真空中的波長l為的單色光在折射率為為的單色光在折射率為n的媒質(zhì)中由的媒質(zhì)中由A點傳到點傳到B點時，相位改動量為點時，相位改動量為3p，那么光程的改動量為，那么光程的改動量為_，光從，光從A傳到傳到B

9、所走過的幾何路程為所走過的幾何路程為_。n23 大大下下S1S23. 波長為波長為l的平行單色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖的平行單色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率為薄膜的折射率為n，第二條明紋與第五條明紋所對應(yīng)的，第二條明紋與第五條明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差是薄膜厚度之差是_。n23 32 en注注：4. 光強為光強為I0的兩束相關(guān)光相遇而發(fā)生干涉時，在相遇的兩束相關(guān)光相遇而發(fā)生干涉時，在相遇區(qū)域內(nèi)有能夠出現(xiàn)的最大光強是區(qū)域內(nèi)有能夠出現(xiàn)的最大光強是_。 5. 用單色光垂直照射空氣劈尖上，察看反射光的干涉，用單色光垂直照射空氣劈尖上，察看反射光的干涉，那么棱邊處是那么棱邊處是_紋，照射置

10、于空氣中的玻璃劈尖紋，照射置于空氣中的玻璃劈尖時，棱邊處是時，棱邊處是_。 04I暗暗暗暗6. 用波長用波長l為的單色光垂直照射到空氣劈尖上，從反射為的單色光垂直照射到空氣劈尖上，從反射光中察看干涉條紋，距頂點光中察看干涉條紋，距頂點L處是暗條紋，使劈尖角處是暗條紋，使劈尖角q延續(xù)變大，直到該點處再次出現(xiàn)暗條紋為止，劈尖角延續(xù)變大，直到該點處再次出現(xiàn)暗條紋為止，劈尖角的改動量的改動量q是是_。L2 LdLd 2注注L d7. 借助玻璃外表上涂以折射率借助玻璃外表上涂以折射率n=1.38的的MgF2的透明薄的透明薄膜，可以減少折射率為膜，可以減少折射率為n=1.60的玻璃外表的反射，的玻璃外表的

11、反射，假設(shè)用波長為假設(shè)用波長為5000的單色光垂直入射時，為實現(xiàn)最的單色光垂直入射時，為實現(xiàn)最小的反射，此薄膜的厚度至少應(yīng)為小的反射，此薄膜的厚度至少應(yīng)為_。8. 兩塊平板玻璃，一端接觸，另一端用紙片隔開，構(gòu)兩塊平板玻璃，一端接觸，另一端用紙片隔開，構(gòu)成空氣劈尖。用波長為成空氣劈尖。用波長為l的單色光垂直照射，察看透射的單色光垂直照射，察看透射光的干涉條紋。設(shè)光的干涉條紋。設(shè)A點處空氣薄膜的厚度為點處空氣薄膜的厚度為e，那么發(fā)，那么發(fā)生干涉的兩束透射光的光程差為生干涉的兩束透射光的光程差為_，在劈尖頂，在劈尖頂點處，透射光的干涉條紋是點處，透射光的干涉條紋是_紋。紋。9. 在楊氏雙縫實驗中，雙

12、縫間距在楊氏雙縫實驗中，雙縫間距a=0.20mm，縫屏間距，縫屏間距D=1.0m，假設(shè)第二級明條紋離屏中心的間隔為，假設(shè)第二級明條紋離屏中心的間隔為6.0mm，此單色光的波長此單色光的波長_，相鄰兩明條紋間的間隔為，相鄰兩明條紋間的間隔為_。m1005. 98 e2明明600nm3mm10. 在不同的均勻媒質(zhì)中，假設(shè)單色光經(jīng)過的光程相等在不同的均勻媒質(zhì)中，假設(shè)單色光經(jīng)過的光程相等時，其幾何路程時，其幾何路程_同，其所需時間同，其所需時間_同。同。11. 兩光相關(guān)除了滿足干涉的三個必要條件，即頻率一兩光相關(guān)除了滿足干涉的三個必要條件，即頻率一樣、振動方向一樣、相位差恒定之外，還必需滿足兩樣、振動

13、方向一樣、相位差恒定之外，還必需滿足兩個附加條件個附加條件_，_。不不相相兩相關(guān)光的振幅兩相關(guān)光的振幅不可相差太大不可相差太大兩相關(guān)光的光程兩相關(guān)光的光程差不能相差太大差不能相差太大2.雙縫干涉實驗安裝如下圖，雙縫與屏之間的間隔雙縫干涉實驗安裝如下圖，雙縫與屏之間的間隔D=120cm，兩縫之間的間隔，兩縫之間的間隔d=0.50mm，用波長，用波長l=5000的單色光垂直照射雙縫。的單色光垂直照射雙縫。1求原點求原點O零級明條紋所在處上方的第五級明條零級明條紋所在處上方的第五級明條紋的坐標紋的坐標x；2假設(shè)用厚度假設(shè)用厚度 ，折射率，折射率n=1.58的透明的透明薄膜覆蓋在圖中的薄膜覆蓋在圖中的

14、S1縫后面，求上述第五級明條紋的坐標縫后面，求上述第五級明條紋的坐標xmm100 . 12 dDkx mm0 . 6 2lnDxd)1( 5 mm9 .19 x解：解：1三計算題三計算題3. 用波長為用波長為l的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板構(gòu)成的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板構(gòu)成的空氣劈尖，知劈尖角為的空氣劈尖，知劈尖角為q。假設(shè)劈尖角變?yōu)椤＜僭O(shè)劈尖角變?yōu)閝，從，從劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值x是多少？是多少？解：解：447()2xxx 7()4 2(4)2ekk474e474x474x 4. 用波長用波長500nm(1nm=10-9m)單色光垂直照射由兩塊光學平玻璃

15、單色光垂直照射由兩塊光學平玻璃構(gòu)成的空氣劈尖上，察看反射光的干涉景象，距劈尖棱邊構(gòu)成的空氣劈尖上，察看反射光的干涉景象，距劈尖棱邊l=1.56cm的的A處是從棱邊算起的第四個暗條紋中心。處是從棱邊算起的第四個暗條紋中心。1此空氣劈尖的劈尖角；此空氣劈尖的劈尖角；2改用改用600nm的單色光垂直照射到此劈尖上依然察看反射光的單色光垂直照射到此劈尖上依然察看反射光的干涉條紋，的干涉條紋，A處明條紋還是暗條紋？處明條紋還是暗條紋？3在第在第2問的情形從棱邊到問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？幾條暗紋？(1) 2(21)22kek3)3(33 有 條明紋，條暗

16、紋3,1.5 ,kke Aeklk1.56(2) 232e處處是是明明條條紋紋，A54.8 10kkel以以暗暗紋紋開開始始明明紋紋結(jié)結(jié)束束5. 一單色光垂直照射在厚度均勻的薄油膜上，油膜覆一單色光垂直照射在厚度均勻的薄油膜上，油膜覆蓋在玻璃板上，油的折射率為蓋在玻璃板上，油的折射率為1.3，玻璃的折射率為，玻璃的折射率為1.5，假設(shè)單色光的波長可由光源延續(xù)可調(diào)，并察看到，假設(shè)單色光的波長可由光源延續(xù)可調(diào)，并察看到500nm與與700nm這兩個波長的單色光在反射中消逝，這兩個波長的單色光在反射中消逝，求油膜的最小厚度。求油膜的最小厚度。解：解：1212222(21)22(21)2n ekn e

17、knm5001 nm7002 12571kk, 31 k22 k76.73 10 me最小6. 在棱鏡在棱鏡n1=1.52外表鍍一層增透膜外表鍍一層增透膜n2=1.30,為為使此增透膜適用于波長為使此增透膜適用于波長為5.5010-7m的單色光，求：的單色光，求：1膜的最小厚度膜的最小厚度e1;2膜的次最小厚度膜的次最小厚度e2;3假設(shè)用白光入射，膜厚假設(shè)用白光入射，膜厚e2時，反射光是什么顏色？時，反射光是什么顏色？解：解：22(21)2n ek71(1)01.06 10 mek72(2)13.18 10 mek取取k=2，紫光，紫光2 2(3)2n ek m1013. 42m1025. 8

18、177 kk7. 7. 自然光照射到折射率為自然光照射到折射率為1.331.33，厚度為，厚度為0.12m0.12m的肥皂的肥皂膜上當我們的察看方向與膜面的法線方向分別成膜上當我們的察看方向與膜面的法線方向分別成4545 、3030角和沿著法線方向察看時，肥皂膜正面各呈什么顏色？角和沿著法線方向察看時，肥皂膜正面各呈什么顏色？ 解：解：222212sin( )2e nnik 21(1)1.33,1,45 ,0.12onniem62(21)2 0.12 101.330.52k11nmk 代入得=540屬于可見光范圍屬于可見光范圍22nmk 代入得=180不屬于可見光范圍，舍掉不屬于可見光范圍，舍掉21(2)1.33,1,30 ,0.12onniem62(2