(完整版)光的干涉練習(xí)題及答案

1、一、選擇題1、嚴(yán)格地講,空氣折射率大于 1,因此在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中,假設(shè)將玻璃夾層中的空氣逐漸抽去而成為真空時(shí),干預(yù)環(huán)將：A.變大；B.縮??；C.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.2n1h;B.2nh;C.nh;D.n1h.【答案】：A3、用劈尖干預(yù)檢測工件下板的外表,當(dāng)波長為人的單色光垂直入射時(shí),觀察到干預(yù)條紋如圖.圖中每一條紋彎曲局部的頂點(diǎn)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;|,.LC.有一凸起的燒,深為人/4;D.

2、有一凸起的燒,深為入.【答案】：B4、牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置是用一平凸透鏡放在一平板玻璃上,接觸點(diǎn)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(diǎn)是：A.C 是明的,圓環(huán)是等距離的；B.C 是明的,圓環(huán)是不等距離的；C.C 是暗的,圓環(huán)是等距離的；D.C 是暗的,圓環(huán)是不等距離的.【答案】：B5、假設(shè)將牛頓環(huán)玻璃夾層中的空氣換成水時(shí),干預(yù)環(huán)將：A.變大；B.縮?。籆.不變；D.消失.【答案】：B6、假設(shè)把牛頓環(huán)裝置都是用折射率為 1.52 的玻璃制成的由空氣搬入折射率為 1.33 的水中,那么干預(yù)條紋A.中央暗斑變成亮斑；B.變疏；C.變密；

3、D.間距不變.【答案】：C7、兩個(gè)不同的光源發(fā)出的兩個(gè)白光光束,在空間相遇是不會(huì)產(chǎn)生干預(yù)圖樣的,這是由于A.白光是由許多不同波長的光組成；B.兩個(gè)光束的光強(qiáng)不一樣；C.兩個(gè)光源是獨(dú)立的不相干光源；D.兩個(gè)不同光源所發(fā)出的光,頻率不會(huì)恰好相等.【答案】：C8、在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,假設(shè)單色光源 S 到兩縫 S1、&距離相等,那么觀察屏上中央明條紋位于 O 處.現(xiàn)將光源 S 向下移動(dòng)到 S 位置,那么A.中央明條紋也向下移動(dòng),且條紋間距不變；B.中央明條紋向上移動(dòng),且條紋間距不變；C.中央明條紋向下移動(dòng),且條紋間距增大；D.中央明條紋向上移動(dòng),且條紋間距增大.【答案】：B9、如下圖,平板玻璃和

4、凸透鏡構(gòu)成牛頓環(huán)裝置,全部浸入 n=1.6oMM,凸透鏡可沿OO 移動(dòng),用波長=500nm1nm=109m的單色光垂直入射.力是一個(gè)暗斑,此時(shí)凸透鏡頂點(diǎn)距平板玻璃的距離最少是A.156.3nm；B.148.8nm；C.78.1nm；D.74.4nm.【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(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng),那么干預(yù)條紋的并向棱邊方向平移；并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移;向棱邊方向平移.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(huì)發(fā)生變化嗎？為什么？【答案】：答：漂浮在水上的油膜在陽光照射下形成薄膜干預(yù),光

5、程差2djn；nfsin2i0或金1 分,不同方向入射的光線,入射角不同,光程差不同1 分；不同波長的光各自形成一套干預(yù)條紋,彼此錯(cuò)開,形成薄層色,因此在陽光下呈現(xiàn)彩色.2 分3、簡述擴(kuò)展光源照到平行薄膜上形成干預(yù)把戲的特點(diǎn)和隨薄膜厚度變化的規(guī)律.【答案】：答：擴(kuò)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(dāng)平行膜的厚度增加時(shí)中央不斷涌出條紋,當(dāng)平行膜的厚度減小時(shí),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)把戲的特點(diǎn)：牛頓環(huán)是由于光的等厚干預(yù)形成的,形

6、狀為一系列明暗相問的同心圓環(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A. 間 隔 變小,B.間隔變大,C.間隔不變,【答案】：Ai58看到中央一n=1.60n=1.58強(qiáng)之和為入射光強(qiáng),反射把戲與透射把戲互補(bǔ).1 分三、分析題1、在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)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.【答案】：雙縫干預(yù)條紋相鄰明條紋或暗條紋的間距為xD2分d1紅光變紫光波長入減小,其他條件不變時(shí),條紋變窄

7、或密或向屏中央集中3 分D 不斷增大時(shí),x 增大,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(shí)驗(yàn)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.【答案】：根據(jù)：條紋寬度xD2分d（1）d 變大,其他條件不變,那么x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(xì)密而無法分辨,擁擠在一起成為一條明亮帶.2 分2裝置沒入水中后的條紋寬度為x1D,由于 n12 分nd所以x變小,條紋變窄或密或向屏中央集中.2 分3使通過兩

8、縫的光頻率不同,不滿足相干條件2 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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)見圖b.【答案】：相鄰明紋或暗紋介質(zhì)膜厚度差d/2n2分,相鄰明紋或暗紋間距l(xiāng)22n分.1上外表 A 向上平移時(shí),棱邊明暗交替變化,相同厚度的空氣薄模向棱邊處移動(dòng),條紋間距不變.4 分（2）A 繞棱邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),棱邊明暗不變,各級(jí)條紋向棱邊方向移動(dòng),條紋變密.4 分4、在玻璃n1.5上鍍上 n1.25 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

9、膜的厚度.【答案】：解：設(shè)薄膜厚度為 h,那么兩束反射光的光程差為：2nhcosi22 分2nhcosi2j時(shí),反射光光強(qiáng)最大,此時(shí)薄膜為高反膜：3 分jj.5107mhj-2ncosi22n22.512時(shí),反射光光強(qiáng)最小,此時(shí)薄膜為增透膜3 分5、利用邁克爾遜干預(yù)儀測量光波波長的實(shí)驗(yàn)中：1畫出實(shí)驗(yàn)的光路圖.2試分析當(dāng)兩反射鏡垂直和近似垂直時(shí)干預(yù)把戲的特點(diǎn),以及當(dāng)其中一個(gè)反射鏡移動(dòng)時(shí)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(diǎn)：兩反射鏡垂直時(shí),相當(dāng)于擴(kuò)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),內(nèi)疏外密中央階次最高2 分假設(shè)其中一個(gè)反

10、射鏡移動(dòng),當(dāng)平行膜的厚度增加時(shí)中央不斷涌出條紋,當(dāng)平行膜的厚度減小時(shí),中央條紋不斷淹沒.2 分兩反射鏡近似垂直時(shí),相當(dāng)于擴(kuò)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?yàn)椋好靼迪嚅g的直條紋,條紋等間距,光強(qiáng)分布均勻.2 分假設(shè)其中一個(gè)反射鏡移動(dòng),棱邊明暗交替變化,相同厚度的空氣薄模向棱邊處移動(dòng),條紋間距不變.2 分四、證實(shí)題h2j107m(2分)2nhcosi2(j1、(j2)h22ncosi2(j2)2n25107m(2j1)5h(2j1)107m(2分)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(shí)【答案】：1P 點(diǎn) Q 點(diǎn)在 j

11、級(jí)條紋上,P 點(diǎn)對(duì)應(yīng)空氣膜厚度與 Q 點(diǎn)對(duì)應(yīng)厚度同,因此 P 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紋路是凹的.2 分2hj1hj-2 分sinjj2五、計(jì)算題1、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中縫間距 d二級(jí)亮條紋的寬度和位置.【答案】：解：由亮條紋的位置公式：yjD2分d可得y22D2-2m45107m0.01m1cm2分d210m條紋寬度為y網(wǎng)5107m0.005m0.5cm3分d210m2、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中以波長 600nm 的單色光入射到雙縫上時(shí),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(shí)驗(yàn)條紋的寬度 y-=0.3mm3 分dd-D0叫6107m0.001m1mm4分y3104

12、m3、在洛埃鏡實(shí)驗(yàn)中,500nm 的綠光源 S 在反射鏡左方 40cm 處,與鏡面垂直距離為 1mm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凹紋深度 Hab2又 sin 旦2 分b2ba瓦.HB2分0.02cm、距光屏 2m,當(dāng) 500nm 的光入射到雙縫上時(shí),求二n2n1d5d8.0106m2分一共最多能觀察到多少條明紋【答案】：解：1d2mm,1200mm1分y?號(hào)051070.3mm2分1402mm;1分180y140y10.5mm1分明紋間隔數(shù)：左*U551 分y0.3最多明紋數(shù)：6 條1 分4、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中以波長600nm 的單色光入

13、射到雙縫上時(shí),在距離雙縫 50cm 的光屏上測得條紋寬度為 0.3mm 求：1 雙縫的寬度；2假設(shè)在一縫后放置厚度為4.8103mm的平板式薄介質(zhì)膜發(fā)現(xiàn)新的中央亮條紋恰好落到原來第 4 級(jí)亮條紋處,求介質(zhì)的折射率.【答案】：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)條紋的間距yD=0.3mmd1 分D0.5m7d4610my3104m0.001m1mm2 分參加玻璃板后光程差變化了dn1由題意可知dn142 分4,46107mdn1611.5d4.810m2 分5、如圖在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,d0.5mm,D50cm 用波長 480nm 的光垂直照射.1求條紋間距；2假設(shè)分別用同樣厚度n11.3,n21.6的玻璃薄片覆蓋縫S1,

14、S2使屏上原中央明條紋移動(dòng)到第五級(jí)明紋的位置,求玻璃片的厚度d可認(rèn)為光線垂直穿過玻璃片【答案】：解：1由公式y(tǒng)jD可知,d明紋寬度為：yD4.8104m0.48mm3分d2原來中央r2r101 分放入玻璃片后r2n2ddr1n1dd51 分【知識(shí)點(diǎn)】：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(dāng)移動(dòng)可動(dòng)鏡Mi,可以改變“空氣層厚度 ho 當(dāng)中央吞吐500 個(gè)條紋時(shí),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(duì)應(yīng)薄膜的厚度差d2分2移動(dòng)距離與波長的關(guān)系：hN3分220.15mm600nm2

15、分2N5007、用波長為的單色光作光源,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(gè)亮紋包括中央的亮斑在內(nèi),在移動(dòng)反射鏡M2的過程中,看到往中央縮進(jìn)去 10 個(gè)亮紋,移動(dòng)M2后,視場中共有 5 個(gè)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G1的鍍銀面上反射時(shí)產(chǎn)生的位相突變之差,試求開始時(shí)視場中央亮斑的干預(yù)級(jí) k.【答案】：解：設(shè)開始時(shí)干預(yù)儀的等效空氣薄膜的厚度為,那么對(duì)于視場中央的亮斑有2h1k對(duì)于視場中最外面的一個(gè)亮紋有2h1cosi2k93分設(shè)移動(dòng)了可動(dòng)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(duì)于視場中央的亮斑有2h2k10對(duì)于視場中最外面的一個(gè)亮紋有2

16、h2cosi2k143分聯(lián)立解一一,得：k181 分8、用波長 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(gè)明條紋在充入液體前后移動(dòng)的距離.【答案】：解：設(shè)第五個(gè)明紋處膜厚為h,那么有2nh-51分2設(shè)該處至劈棱的距離為 L,那么有近似關(guān)系 hL,1 分由上兩式得：2nL9,L1分24n99充入液體前第五個(gè)明紋位置：LiJ1 分充入液體后第五個(gè)明紋位置：L2、1 分44n充入液體前后第五個(gè)明紋移動(dòng)的距離LL2Li9-1-1.61mm2分4n9、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=10m,求紫光波長和 k 為第幾條暗環(huán)?【答案】：解：由暗環(huán)公式 q 亦 K 得2 分10、邁克爾遜干預(yù)儀測量光波波長的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)反射鏡移動(dòng) 0.25mm 時(shí)條紋移動(dòng) 1000 條,求入射光的波長.【答案】：解：相鄰兩條亮條紋對(duì)應(yīng)薄膜的厚度差 d2 分211、如下圖,用波長為 589.3nm 的鈉黃光從空氣垂直照射到SiO2的劈尖局部,反射方向上共看到