光的干涉練習題及答案

1、一、選擇題1、嚴格地講,空氣折射率大于1,因此在牛頓環(huán)實驗中,假設(shè)將玻璃夾層中的空氣逐漸抽去而成為真空時,干預(yù)環(huán)將：A.變大；B.縮?。籆,不變；D.消失.【答案】：A2、在邁克耳遜干預(yù)儀的一條光路中,放入一折射率n,厚度為h的透明介質(zhì)板,放入后,兩光束的光程差改變量為：A.2n_1h;B.2nh;C.nh;D.n_1h.【答案】：A3、用劈尖干預(yù)檢測工件下板的外表,當波長為人的單色光垂直入射時,觀察到干預(yù)條紋如圖.圖中每一條紋彎曲局部的頂點恰與左邊相鄰的直線局部的連線相切.由圖可見工件外表：A.一凹陷的槽,深為入/4;B.有一凹陷的槽,深為入/2;C.有一凸起的展,深為入/4;D.有一凸起的

2、展,深為入.【答案】：BWW4、牛頓環(huán)實驗裝置是用一平凸透鏡放在一平板玻璃上,接觸點為C,中間夾層是空氣,用平行單色光從上向下照射,并從下向上觀察,看到許多明暗相間的同心圓環(huán),這些圓環(huán)的特點是：A.C是明的,圓環(huán)是等距離的；C.C是暗的,圓環(huán)是等距離的;【答案】：BB.C是明的,圓環(huán)是不等距離的;D.C是暗的,圓環(huán)是不等距離的.5、假設(shè)將牛頓環(huán)玻璃夾層中的空氣換成水時,干預(yù)環(huán)將:A.變大；B.縮小;【答案】：B6、假設(shè)把牛頓環(huán)裝置都是用折射率為那么干預(yù)條紋C.不變；D.消失.1.52的玻璃制成的由空氣搬入折射率為1.33的水中,A.中央暗斑變成亮斑;B.變疏;C.變密;D.間距不變.【答案】：

3、C7、兩個不同的光源發(fā)生的兩個白光光束,A.白光是由許多不同波長的光組成；C.兩個光源是獨立的不相干光源；【答案】：C在空間相遇是不會產(chǎn)生干預(yù)圖樣的,這是由于B.兩個光束的光強不一樣；D.兩個不同光源所發(fā)生的光,頻率不會恰好相等.8、在雙縫干預(yù)實驗中,假設(shè)單色光源S到兩縫S1、S2距離相等,那么觀察屏上中央明條紋位于處.現(xiàn)將光源S向下移動到S位置,那么A.中央明條紋也向下移動,且條紋間距不變;B.中央明條紋向上移動,且條紋間距不變;C.中央明條紋向下移動,且條紋間距增大;D.中央明條紋向上移動,且條紋間距增大.光的干預(yù)練習題【答案】：B9、如下圖,平板玻璃和凸透鏡構(gòu)成牛頓環(huán)裝置,全部浸入n=1

4、.60的液體中,凸透鏡可沿OO移動,用波長=500nm1nm=ldm的單色光垂直入射.從上向下觀察,看到中央是一個暗斑,此時凸透鏡頂點距平板玻璃的距離最少是O/A.156.3nm;B.148.8nm;C.78.1nm；D.74.4nm.Ekk【答案】：C10、兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜,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,沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動,那么干預(yù)條紋的A.間隔變小,并向棱邊方向平移；B.間隔變大,并向遠離棱邊方向平移；一一八C.間隔不變,向棱邊方向平移.【答案】：A二、簡做題1、漂浮在水上的油膜在陽光下的為什么呈現(xiàn)色彩？改變角度顏色會發(fā)生變化嗎？為什么？【答案】

5、：答：漂浮在水上的油膜在陽光照射下形成薄膜干預(yù),光程差A(yù)fi2+2dnm2sin2i0或立1分,不同方向入射的光線,入射角不同,光程差不同12分；不同波長的光各自形成一套干預(yù)條紋,彼此錯開,形成薄層色,因此在陽光下呈現(xiàn)彩色.2分3、簡述擴展光源照到平行薄膜上形成干預(yù)把戲的特點和隨薄膜厚度變化的規(guī)律.【答案】：答：擴展光源照到平行薄膜上形成干預(yù)把戲?qū)儆诘葍A干預(yù),1分其形狀為：一系列明暗相間的同心圓環(huán),1分內(nèi)疏外密中央階次最高；1分當平行膜的厚度增加時中央不斷涌生條紋,當平行膜的厚度減小時,中央條紋不斷淹沒.1分4、：簡述牛頓環(huán)形成的干預(yù)把戲,反射光和透射光的干預(yù)把戲有何區(qū)別？【答案】：答：干預(yù)把

6、戲的特點：牛頓環(huán)是由于光的等厚干預(yù)形成的,形狀為一系列明暗相間的同心圓環(huán),內(nèi)疏外密中央階次最低.2分假設(shè)在反射把戲中由于附加光程差的存在中央為暗條紋,那么在透射把戲中由于不存在附加光程差中央為亮條紋,1分反射光與透射光的光強之和為入射光強,反射把戲與透射把戲互補.1分光的干預(yù)練習題三、分析題1、在雙縫干預(yù)實驗中,在以下情況下,干預(yù)條紋將如何變化？試說明理由.1入射光由紅光換為紫光；2屏與雙縫的間距D不斷增大；3在下面一條縫后放一塊云母片.D【答案】：雙縫干預(yù)條紋相鄰明條紋或暗條紋的間距為x二一2分d1紅光變紫光波長入減小,其他條件不變時,條紋變窄或密或向屏中央集中3分A（2） D不斷增大時,x

7、增大八條紋變稀或變寬3分（3） 在下面一條縫后放一塊云母片,通過它的光線的光程增大2分,干預(yù)條紋向下平移2分.2、楊氏雙縫干預(yù)實驗條件作如下變化,干預(yù)條紋將如何變化？試說明理由.1加大雙縫間距d;2把整套裝置浸入水中；3在兩縫后分別放紅色和綠色的濾光片.D【答案】：根據(jù)：條紋寬度x2分A三寸九一d（1） d變大,其他條件不變,那么忒變小,所以條紋變窄或密或向屏中央集中2分.d增大到一定程度,條紋過于細密而無法分辨,擁擠在一起成為一條明亮帶.2分1D2裝置沒入水中后的條紋寬度為&x=九,由于n13分nd所以x金小,條紋變窄或密或向屏中央集中.2分3使通過兩縫的光頻率不同,不滿足相干條件2

8、分,干預(yù)條紋消失2分.3、如下圖,A,B兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖,分析在以下情況中劈尖干預(yù)條紋將如何變化？1A沿垂直于B的方向向上平移見圖a;2A繞棱邊逆時針轉(zhuǎn)動見圖b.ajab【答案】：相鄰明紋或暗紋介質(zhì)膜厚度差,2分,相鄰明紋或暗紋間距d一,2n(2e2n分.1上外表A向上平移時,棱邊明暗交替變化,相同厚度的空氣薄模向棱邊處移動,條紋間距不變.4分2A繞棱邊逆時針轉(zhuǎn)動時,棱邊明暗不變,各級條紋向棱邊方向移動,條紋變密.4分4、在玻璃n=1.5上鍍上n=1.25的介質(zhì)薄膜,波長500nm的光從空氣中垂直照射到此薄膜上,要使其為高反膜和增透膜求膜的厚度.【答案】：解：設(shè)薄膜厚度為h,那么兩束反

9、射光的光程差為:5二2nhcosi2(2分)鋁Wnhcosi2=j兒時,反射光光強最大,此時薄膜為高反膜：3分jj5-107mhj2ncosi22n22.57h=2j逐-m(2分)-2nhcosi2一(j12時,反射光光強最小,此時薄膜為增透膜3分(j1)(j1)-7一2二2-510mh1)2ncosi22n25h(2j1)10m(2分)5、利用邁克爾遜干預(yù)儀測量光波波長的實驗中:1畫由實驗的光路圖.2試分析當兩反射鏡垂直和近似垂直時干預(yù)把戲的特點,以及當其中一個反射鏡移動時把戲的變化規(guī)律.【答案】：解：1光路圖2分.2干預(yù)把戲的特點：兩反射鏡垂直時,相當于擴展光源照到平行薄膜上形成干預(yù)把戲?qū)?/p>

10、于等傾干預(yù).1分其形狀為：一系列明暗相間的同心圓環(huán),內(nèi)疏外密中央階次最高2分假設(shè)其中一個反射鏡移動,當平行膜的厚度增加時中央不斷涌由條紋,當平行膜的厚度減小時,中央條紋不斷淹沒.2分兩反射鏡近似垂直時,相當于擴展光源照到劈尖薄膜上形成干預(yù)把戲?qū)儆诘群窀深A(yù).1分光經(jīng)過膜形成的干預(yù)把戲為：明暗相間的直條紋,條紋等間距,光強分布均勻.2分假設(shè)其中一個反射鏡移動,棱邊明暗交替變化,相同厚度的空氣薄模向棱邊處移動,條紋間距不變.2分四、證實題第4頁共8頁1、如圖為利用劈尖干預(yù)檢測微小變化示意圖.(1)工件外表紋路是凹的還是凸的?(2)證實a凹紋深度H-有港而件測面應(yīng)的紋路是凹的2hjihj啡五、計算題P

11、點Q點在j級條紋上,P點對應(yīng)空氣膜厚度與Q點對應(yīng)厚度同,因此P點對2分2分2sin一又sin2bfir一二H,H2baa-2分b2、楊氏雙縫實驗中縫間距1_0.02cm、品巨光屏2m,當)_500nm的光入射到雙縫上時,求二級亮條紋的寬度和位置.【答案】:解:由亮條紋的位置公式:2分可得2m條紋寬度為y?27m100.01mcm12分21042104m2、楊氏雙縫實驗中以波長75100.005m0.5cm3分600nm的單色光入射到雙縫上時,在距離雙縫50cm的光屏上測得條紋寬度為0.3mm求：雙縫的間距.【答案】:解:楊氏雙縫實驗條紋的寬度-AD=0.3mm3分d0.5mdy、在洛埃鏡實驗中

12、,37m6100.001mmm4分3104m500nm的綠光源在反射鏡左方處,與鏡面垂直距離為S40cm1mm鏡長40cm,在鏡右方40cm處垂直放置觀察屏.求：(1)畫光路圖,求干預(yù)條紋間隔；(2第5頁共8頁一共最多能觀察到多少條明紋【答案】：解：1d=2mm,0=1200mm1分d0120051020.3mm2分明紋間隔數(shù)：y24、楊氏雙縫實驗中以波長測得條紋寬度為401,y2y2802mm1分y180,y1400.5mm1分20.550.31分最多明紋數(shù)：6條600nm的單色光入射到雙縫上時,在距離雙縫0.3mm求：1雙縫的寬度；2假設(shè)在一縫后放置厚度為薄介質(zhì)膜發(fā)現(xiàn)新的中央亮條紋恰好落到

13、原來第4級亮條紋處,求介質(zhì)的折射率【答案】：楊氏雙縫實驗條紋的間距:二-Dy=0.3mmd1分1分4.80.5m3104m6107m0.001m1mm2分參加玻璃板后光程差變化了46107m-7dn111.54.8106m50cm的光屏上103mm1勺平板式5、如圖在雙縫干預(yù)實驗中,d0.5mm,D條紋間距；2假設(shè)分別用同樣厚度n1條紋移動到第五級明紋的位置,求玻璃片的厚度【答案】:解:1由公式y(tǒng)明紋寬度為:g原樣心21r2_n2ddr1二n2md國5由題意可知2分50cm用波長dn12分480nm的光垂直照射.1求1.3,n1.6的玻璃薄片覆蓋縫S,S2使屏上原中央明d可認為光線垂直穿過玻璃

14、片.Dj可知,d4.8104m0.48mm3分J31星入玻璃片后一ndd51分5d8.0106m2分J第6頁共8頁【知識點】：楊氏雙縫干預(yù)【難易度】：C【分值】：7分【所在章節(jié)】：第1章,第3節(jié)6、觀察邁克耳孫干預(yù)儀的等傾干預(yù)條紋,當移動可動鏡M,可以改變“空氣層厚度ho當中央吞吐500個條紋時,厚度改變量h是0.15mm試求單色光的波長.【答案】：解：兩條亮條紋對應(yīng)薄膜的厚度差d二上2分2移動距離與波長的關(guān)系:hN=3用22h20.15mm?600nm2分5007、用波長為兒的單色光作光源,觀察邁克爾孫干預(yù)儀的等傾干預(yù)條紋,先看到視場中共有10個亮紋包括中央的亮斑在內(nèi),在移動反射鏡M的過程中

15、,看到往中央縮進去10個亮紋,移動M2后,視場中共有5個亮紋包括中央的亮斑在內(nèi),設(shè)不考慮兩束相干光在分束板G的鍍銀面上反射時產(chǎn)生的位相突變之差,試求開始時視場中央亮斑的干預(yù)級ko【答案】：解：設(shè)開始時干預(yù)儀的等效空氣薄膜的厚度為h1,那么對于視場中央的亮斑有2h1J=.卻對于視場中最外面的一個亮紋有2h1cosi2k93分設(shè)移動了可動反射鏡M2之后,干預(yù)儀的等效空氣薄膜厚度變?yōu)閔2,那么對于視場中央的亮斑有=12h2k10=.=*對于視場中最外面的一個亮紋有2h2cosi2k143分聯(lián)立解一一,得：k181分8、用波長一500nm的單色光垂直照射在由兩塊玻璃板一端剛好接觸成為劈棱構(gòu)成的空0=飄

16、1三,氣劈尖上.劈尖角2104rad,如果劈尖內(nèi)充滿折射率為n1.4的液體.求從劈棱數(shù)起第五個明條紋在充入液體前后移動的距離.宓1-電一1支【答案】：解：設(shè)第五個明紋處膜厚為h,那么有2nh51分2=&設(shè)該處至劈棱的距離為L,那么有近似關(guān)系hL,1分第7頁共8頁由上兩式得：2nL8=一'-,L29.4n1分充入液體前第五個明紋位置:二-9L114分充入液體后第五個明紋位置:1_29.61分4n充入液體前后第五個明紋移動的距離%-=9-1=LL2L111.61mm24n分9、用紫光觀察牛頓環(huán)現(xiàn)象,看到k條暗環(huán)的半徑rk=4mm,第k+5條暗環(huán)半徑rk56mm所用平凸透鏡曲率半徑R=i0m求紫光波長矛Ir為第幾條暗環(huán)?【答案】：解：由暗環(huán)公式rkkR得2分rkkR1十rk5k5R22分122得把k=4代入rk22rk5k5k42分1044104mm400nm1分10、邁克爾遜干預(yù)儀測量光波波長的實驗中,當反射鏡移動0.25mm時條紋移動1000條,求