大學(xué)物理第12章光的干涉測試題(附答案及知識點總結(jié))

1、第12章 習(xí)題精選試題中相關(guān)常數(shù)：，可見光范圍（400nm760nm）1、在真空中波長為的單色光，在折射率為的透明介質(zhì)中從A沿某路徑傳播到B，若A、B兩點相位差為，則此路徑AB的光程為：（A） （B） （C） （D） 2、在相同的時間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣中與在玻璃中：（A）傳播路程相等，走過光程相等 （B）傳播路程相等，走過光程不相等（C）傳播路程不相等，走過光程相等（D）傳播路程不相等，走過光程不相等 3、如圖所示，折射率為、厚度為的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為和，已知若用波長為的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束與的光程差是：（A） （

2、B）（C） （D） 4、在雙縫干涉實驗中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是：（A）使屏靠近雙縫 （B）使兩縫的間距變小（C）把兩個縫的寬度稍微調(diào)窄 （D）改用波長較小的單色光源 5、在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為，用玻璃紙遮住雙縫中的一個縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大，則屏上原來的明紋處：（A）仍為明條紋 （B）變?yōu)榘禇l紋（C）既非明紋也非暗紋 （D）無法確定是明紋，還是暗紋 6、如圖，用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠離平面玻璃時，可以觀察到這些環(huán)狀干涉條紋：（A）向右平移 （B）向中心收縮（C）向外擴張 （D）向左平移 7、在牛頓環(huán)

3、實驗裝置中，曲率半徑為R的平凸透鏡與平玻璃板在中心恰好接觸，它們之間充滿折射率為n的透明介質(zhì)，垂直入射到牛頓環(huán)裝置上的平行單色光在真空中的波長為，則反射光形成的干涉條紋中暗環(huán)半徑的表達式為：（A） （B）（C） （D） 8、用波長為的單色光垂直照射置于空氣中的厚度為e折射率為1.5的透明薄膜，兩束反射光的光程差_9、單色平行光垂直入射到雙縫上觀察屏上P點到兩縫的距離分別為和設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為n的介質(zhì)，則P點處光線的光程差為_10、用一定波長的單色光進行雙縫干涉實驗時，欲使屏上的干涉條紋間距變大，可采用的方法是：（1）_（2）_11、在雙縫干涉實驗中，若使兩縫之間的距離增大，則屏幕上干涉

4、條紋間距_；若使單色光波長減小，則干涉條紋間距_12、在雙縫干涉實驗中，若兩縫的間距為所用光波波長的N倍，觀察屏到雙縫的距離為D，則屏上相鄰明紋的間距為_ 13、用波長為的單色光垂直照射如圖所示的牛頓環(huán)裝置，觀察從空氣膜上下表面反射的光形成的牛頓環(huán)若使平凸透鏡慢慢地垂直向上移動，從透鏡頂點與平面玻璃接觸至移動到兩者距離為的過程中，移過視場中某固定觀察點的條紋數(shù)目等于_14、圖a為一塊光學(xué)平板玻璃與一個加工過的平面一端接觸，構(gòu)成的空氣劈尖，用波長為的單色光垂直照射看到反射光干涉條紋（實線為暗條紋）如圖b所示則干涉條紋上A點處所對應(yīng)的空氣薄膜厚度為_15、用波長為的單色光垂直照射如圖示的劈形膜（）

5、，觀察反射光干涉從劈形膜尖頂開始算起，第2條明條紋中心所對應(yīng)的膜厚度_16、波長為的平行單色光垂直照射到劈形膜上，若劈尖角為以弧度計），劈形膜的折射率為n，則反射光形成的干涉條紋中，相鄰明條紋的間距為_17、波長為的平行單色光垂直照射到折射率為n的劈形膜上，相鄰的兩明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差是_18、在雙縫干涉實驗中，雙縫與屏間的距離，雙縫間距，若測得屏上干涉條紋相鄰明條紋間距為1.5mm，求光源發(fā)出的單色光的波長19、在楊氏雙縫干涉實驗中，用波長的單色光照射，雙縫與屏的距離測得中央明條紋兩側(cè)的兩個第5級明條紋的間距為12.2mm，求雙縫間的距離20、在雙縫干涉實驗中，波長的單色平行光垂直入射到

6、縫間距的雙縫上，屏到雙縫的距離求：（1）中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距；（2）用一厚度為、折射率為的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？21、用白光垂直照射置于空氣中的厚度為的玻璃片玻璃片的折射率為在可見光范圍內(nèi)哪些波長的反射光有最大限度的增強？22、波長的紅光垂直照射到劈形液膜上，膜的折射率，液面兩側(cè)是同一種介質(zhì)觀察反射光的干涉條紋（1）離開劈形膜棱邊的第一條明條紋中心所對應(yīng)的膜厚度是多少？（2）若相鄰的明條紋間距，上述第1條明紋中心到劈形膜棱邊距離是多少？23、用波長為的光垂直照射由兩塊平玻璃板構(gòu)成的空氣劈形膜，劈尖角q改變劈尖角，相鄰兩明條紋間距縮小了，求劈尖角

7、的改變量24、曲率半徑為R的平凸透鏡和平板玻璃之間形成空氣薄層，如圖所示波長為的平行單色光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)設(shè)平凸透鏡與平板玻璃在中心O點恰好接觸求：（1）從中心向外數(shù)第個明環(huán)所對應(yīng)的空氣薄膜的厚度（2）第個明環(huán)的半徑用（用R、波長和正整數(shù)表示，R遠大于上一問的）25、圖示一牛頓環(huán)裝置，設(shè)平凸透鏡中心恰好和平玻璃接觸，透鏡凸表面的曲率半徑是用某單色平行光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測得第5個明環(huán)的半徑是0.30cm（1）求入射光的波長（2）設(shè)圖中，求半徑為OA范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目26、用波長的單色光作牛頓環(huán)實驗，測得第個暗環(huán)半徑，第個暗環(huán)半徑，求平凸透鏡的凸面的曲率半徑

8、總體要求：理解產(chǎn)生相干光的三個條件和獲得相干光的兩種方法了解分波陣面法和分振幅法干涉的典型實驗；掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系；掌握楊氏雙縫干涉條紋及薄膜干涉條紋（尤其是劈尖和牛頓環(huán)）的分布規(guī)律，利用相關(guān)公式計算條紋分布第12章 參考答案1、A 2、C 3、A 4、B 5、B 6、B 7、B 8、或 9、10、（1）使兩縫間距變??；（2）使屏與雙縫之間的距離變大 11、變??；變小 12、 13、14、 15、 16、 17、18、解：19、解：20、解：（1） （2）零級明紋移到原第7級明紋處21、解：和22、解：（1）（明紋中心）現(xiàn)，則膜厚度（2）23、解：24、解：（1）第k個明環(huán)

9、， （2）， 25、解：（1） （或500 nm）（2），對于，故在OA范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目為50個26、解：第12章 光的干涉一、基本內(nèi)容1單色光單色光是指具有單一頻率的光波，單色光不是單種顏色的光可見光的波長是（380760）nm雖然絕對單一頻率的單色光不易得到，但可以通過各種方法獲取譜線寬度很小的單色光例如激光就可看作譜線寬度很小的單色光2相干光只有兩列光波的振動頻率相同、振動相位差恒定、振動方向相同時才會發(fā)生干涉加強或減弱的現(xiàn)象，滿足上述三個條件的兩束光稱為相干光，相應(yīng)的光源稱為相干光源3半波損失光由光疏介質(zhì)（即折射率相對小的介質(zhì)）射到光密介質(zhì)發(fā)生反射時，反射光的相位較入射光的相位

10、發(fā)生的突變，這一變化導(dǎo)致了反射光的光程在反射過程中增加了半個波長，通常稱為“半波損失”4光程和光程差（1）光程光波的頻率是單色光的本質(zhì)屬性，與在何種介質(zhì)中傳播沒有關(guān)系，而傳播速度則與介質(zhì)有關(guān)在折射率為的介質(zhì)中光速是真空中光速的，由光速可知，在折射率為的介質(zhì)中，光波的波長也是真空中波長的這樣光在不同介質(zhì)中經(jīng)歷同樣的波數(shù)，但經(jīng)歷的幾何路程卻不同所以有必要把光在折射率的介質(zhì)中通過的幾何路程折算到真空中所能傳播的長度，只有這樣才便于比較兩束經(jīng)過不同介質(zhì)的光相位的變化所以把光在折射率為的介質(zhì)中通過的幾何的路程乘以折射率折算成真空中所能傳播的長度，稱為光程（2）光程差當(dāng)采用了光程概念以后就可以把由相位差決

11、定的干涉加強、減弱等情況用光程差來表示，為計算帶來方便即相位差（為真空中波長，為光程差），亦即二、基本規(guī)律光程差（含半波損失）是半波長偶數(shù)倍時干涉加強，干涉相長，明條紋中心；是半波長奇數(shù)倍時，干涉相消，暗條紋中心1楊氏雙縫干涉結(jié)果（分波陣面干涉），只討論同一介質(zhì)中傳播：等間隔明暗相間條紋光程差： 明條紋位置（k級干涉條紋位置，D屏距，d縫距） 暗條紋位置條紋中心間距：2薄膜干涉結(jié)果（分振幅干涉）薄膜干涉基礎(chǔ)公式相同，考慮從入射到（），為入射角，d薄膜厚度，此時要考慮“半波損失”，故反射加強（上表面亮紋位置）為 反射減弱（上表面暗紋位置）為（注意此處k可以取0，厚度為0處是暗紋） 注意，一定要先

12、分析反射光是否存在“半波損失”的情況，不能死搬硬套，一般介質(zhì)折射率中間大兩邊小或中間小兩邊大都有半波損失，而三種介質(zhì)折射率大小順序排列無半波損失薄膜干涉光程差是入射角和厚度的函數(shù)等傾干涉：對于上兩式，如果薄膜厚度不變，而光線傾角（入射角）變化，入射角相同的位置光線光程差相同，條紋花樣相同，叫做等傾干涉等厚干涉：對于上兩式，所有光線以同一入射角入射，而薄膜厚度變化，則厚度相同的位置光線光程差相同，條紋干涉花樣相同，叫做等厚干涉對空氣劈尖（上玻璃板下表面和下玻璃板上表面兩束光反射）兩側(cè)介質(zhì)相同，由于存在“半波損失”，所以上兩式適用于在空氣劈尖的上表面干涉一般取垂直入射，則在劈尖上表面干涉，光程差滿足 明條紋 暗條紋代表劈尖內(nèi)介質(zhì)折射率劈尖端點處是暗紋，相鄰明紋（或暗紋）厚度差，條紋線間距：如果兩側(cè)介質(zhì)不同，且滿足折射率遞增或遞減