高等教育出版社大學(xué)物理14第十四章光的干涉作業(yè)

1、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(dāng)光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時(shí)（）當(dāng)光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時(shí)（） 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、透射光均無半波損失入射、反射、透射光均無半波損失2.若在一折射率為若在一折射率為n1的光學(xué)表面鍍一層折射率的光學(xué)表面鍍一層折射率n2(n2n1)的增透膜，為使波長為的增透膜，為使波長為l l的入射光透射最多，其厚度應(yīng)的入射光透射最多，其厚度應(yīng)為（為（ ）22.nkeAl l 12.nkeBl l 14)12(.nkeCl l 24)12(.nk

2、eDl l 3. 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光波長為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光波長為l l，用玻璃紙遮住其，用玻璃紙遮住其中一縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣大中一縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣大2.5l l ，則屏上原則屏上原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 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，若上面的平玻璃以棱邊為軸，逆時(shí)針作光垂直入射，若上面的平玻璃以棱邊為軸，逆時(shí)針作微轉(zhuǎn)動，則干涉條紋（微轉(zhuǎn)動，則干涉條紋（

3、 ） 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(yuǎn)離棱邊的方向平移間隔變大，并向遠(yuǎn)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(yuǎn)離棱邊的方向平移間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊的方向平移5. 用劈尖干涉檢測工件的表面，當(dāng)波長為用劈尖干涉檢測工件的表面，當(dāng)波長為l l的單色光垂的單色光垂直入射時(shí)，觀察到干涉條紋如圖所示。圖中每一條紋直入射時(shí)，觀察到干涉條紋如圖所示。圖中每一條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰與左邊相鄰的直線部分的連線相切。彎曲部分的頂點(diǎn)恰與左邊相鄰的直線部分的連線相切。由圖中可見工件表面（）由圖中可見工件表面（） 有一

4、凹陷的槽，深入有一凹陷的槽，深入l l/4 /4 B. 有一凹陷的槽，深入有一凹陷的槽，深入l l/2 /2 C. 有一凸起的埂，深入有一凸起的埂，深入l l/4 /4 D. 有一凸起的埂，深入有一凸起的埂，深入l l6. 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)雙縫在雙縫所在平面上沿縫取雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)雙縫在雙縫所在平面上沿縫取向垂直方向作微小移動，則干涉圖樣（向垂直方向作微小移動，則干涉圖樣（ ） 作與雙縫移動方向相同方向的移動作與雙縫移動方向相同方向的移動 B. 作與雙縫移動方向相反方向的移動作與雙縫移動方向相反方向的移動 C. 中心不變，干涉圖樣變化中心不變，干涉圖樣變化 D. 沒有變化沒有變化7.在雙縫

5、干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大。可以采取的辦法是（可以采取的辦法是（ ） 使屏靠近雙縫使屏靠近雙縫 B. 使兩縫的間距變小使兩縫的間距變小 C. 把兩縫的寬度稍微調(diào)窄把兩縫的寬度稍微調(diào)窄 D. 改用波長小的單色光源改用波長小的單色光源8. 波長為波長為l l的單色光垂直照射到折射率為的單色光垂直照射到折射率為n2，厚度為，厚度為e的的薄膜上，膜的上下表面分別是折射率為薄膜上，膜的上下表面分別是折射率為n1和和n3的介質(zhì)，的介質(zhì)，且且n1 n2 n3 ，則反射光干涉減弱的公式為，則反射光干涉減弱的公式為（ ） 9. 最早驗(yàn)證光的波動性的典型實(shí)

6、驗(yàn)是（最早驗(yàn)證光的波動性的典型實(shí)驗(yàn)是（ ） 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn) B. 單縫衍射單縫衍射 C. 勞埃鏡實(shí)驗(yàn)勞埃鏡實(shí)驗(yàn) D. X射線衍射射線衍射2)12(22.2l ll l kenA 2)12(2.2l l kenB l lkenC 22.l ll lkenD 22.210. 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，垂直放入一折射在邁克耳孫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，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變量為（變量為（ ）hnA)1(2. nhB .nhC2.hnD)1(. 2. 如圖所示，在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若用紅光做實(shí)驗(yàn)，如圖所示，在楊

7、氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若用紅光做實(shí)驗(yàn)，則相鄰干涉條紋間距比用紫光做實(shí)驗(yàn)時(shí)相鄰干涉條紋則相鄰干涉條紋間距比用紫光做實(shí)驗(yàn)時(shí)相鄰干涉條紋間距間距_，若在光源，若在光源S2右側(cè)光路上放置一薄右側(cè)光路上放置一薄玻璃片，則中央明紋將向玻璃片，則中央明紋將向_移動。移動。（二）填空題（二）填空題32l l1. 真空中的波長真空中的波長l 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(diǎn)傳到點(diǎn)傳到B點(diǎn)時(shí)，相位改變量為點(diǎn)時(shí)，相位改變量為3p p，則光程的改變量為，則光程的改變量為_，光從，光從A傳到傳到B所走過的幾何路程為所走過的幾何路程為_。n23l l大大下下S1S23. 波長為波長為l l的平

8、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_。n23l ll l32 en注注：4. 光強(qiáng)為光強(qiáng)為I0的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是_。 5. 用單色光垂直照射空氣劈尖上，觀察反射光的干涉，用單色光垂直照射空氣劈尖上，觀察反射光的干涉，則棱邊處是則棱邊處是_紋，照射置于空氣中的玻璃劈尖時(shí)，紋，照射置于空氣中的玻璃劈尖時(shí)，棱邊處是棱邊處是_。 04I

9、暗暗暗暗6. 用波長用波長l 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，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)L處是暗條紋，使劈尖角處是暗條紋，使劈尖角q q連續(xù)變大，直到該點(diǎn)處再次出現(xiàn)暗條紋為止，劈尖角連續(xù)變大，直到該點(diǎn)處再次出現(xiàn)暗條紋為止，劈尖角的改變量的改變量q q是是_。L2l l LdLdq ql lq qq q2注注Lq qq q d7. 借助玻璃表面上涂以折射率借助玻璃表面上涂以折射率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的玻璃表面的反射，若的玻璃表面的反射，若用波長為用波長為50

10、00的單色光垂直入射時(shí)，為實(shí)現(xiàn)最小的的單色光垂直入射時(shí)，為實(shí)現(xiàn)最小的反射，此薄膜的厚度至少應(yīng)為反射，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，形兩塊平板玻璃，一端接觸，另一端用紙片隔開，形成空氣劈尖。用波長為成空氣劈尖。用波長為l l的單色光垂直照射，觀察透射的單色光垂直照射，觀察透射光的干涉條紋。設(shè)光的干涉條紋。設(shè)A點(diǎn)處空氣薄膜的厚度為點(diǎn)處空氣薄膜的厚度為e，則發(fā)生，則發(fā)生干涉的兩束透射光的光程差為干涉的兩束透射光的光程差為_，在劈尖頂點(diǎn)，在劈尖頂點(diǎn)處，透射光的干涉條紋是處，透射光的干涉條紋是_紋。紋。9. 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距a

11、=0.20mm，縫屏間距，縫屏間距D=1.0m，若第二級明條紋離屏中心的距離為，若第二級明條紋離屏中心的距離為6.0mm，此單色光的波長此單色光的波長_，相鄰兩明條紋間的距離為，相鄰兩明條紋間的距離為_。m1005. 98 e2明明60003mm10. 在不同的均勻媒質(zhì)中，若單色光通過的光程相等時(shí)，在不同的均勻媒質(zhì)中，若單色光通過的光程相等時(shí)，其幾何路程其幾何路程_同，其所需時(shí)間同，其所需時(shí)間_同。同。11. 兩光相干除了滿足干涉的三個(gè)必要條件，即頻率相兩光相干除了滿足干涉的三個(gè)必要條件，即頻率相同、振動方向相同、相位差恒定之外，還必須滿足兩同、振動方向相同、相位差恒定之外，還必須滿足兩個(gè)附加

12、條件個(gè)附加條件_，_。不不相相兩相干光的振幅兩相干光的振幅不可相差太大不可相差太大兩相干光的光程兩相干光的光程差不能相差太大差不能相差太大（三）計(jì)算題（三）計(jì)算題1. 在雙縫裝置中，若兩縫分別被厚度相等，折射率在雙縫裝置中，若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，則玻璃片覆蓋的兩薄玻璃片覆蓋，則玻璃片覆蓋前第前第5級亮條紋恰好移動到屏幕中央原零級明條紋的級亮條紋恰好移動到屏幕中央原零級明條紋的位置，如果入射光的波長為位置，如果入射光的波長為 ，求玻璃片，求玻璃片的厚度。的厚度。m108 . 47 S1S2解：解：l l5)(12 ennm1083 . 056

13、 l le2.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D=120cm，兩縫之間的距離，兩縫之間的距離d=0.50mm，用波長，用波長l 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(diǎn)）求原點(diǎn)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(biāo)紋的坐標(biāo)x；（2）如果用厚度）如果用厚度 ，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S1縫后面，求上述第五級明條紋的坐標(biāo)縫后面，求上述第五級明條紋的坐標(biāo)xmm100 . 12 l ldDkx mm0 . 6 （2）lnDxd)1

14、( l l5 mm9 .19 x解：（解：（1）S1S2dxOl lD3. 波長為波長為 的紅光垂直照射到劈尖形的液膜的紅光垂直照射到劈尖形的液膜上，膜的折射率為上，膜的折射率為1.33，液面兩側(cè)是同一種媒質(zhì)，觀，液面兩側(cè)是同一種媒質(zhì)，觀察反射光的干涉條紋。察反射光的干涉條紋。（1）離開劈尖棱邊的第一條明條紋中心所對應(yīng)的膜）離開劈尖棱邊的第一條明條紋中心所對應(yīng)的膜厚度是多少？厚度是多少？（2）若相鄰的明條紋間距）若相鄰的明條紋間距l(xiāng)=6mm，上述第一明紋中，上述第一明紋中心到劈尖棱邊的距離心到劈尖棱邊的距離x是多少？是多少？m105 . 67 l l解：解：) 1(22 kknel ll ln

15、e4l l m1022. 17 mm32 lx(1)(2)4. 在棱鏡（在棱鏡（n1=1.52）表面鍍一層增透膜（）表面鍍一層增透膜（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）若用白光入射，膜厚）若用白光入射，膜厚e2時(shí)，反射光是什么顏色？時(shí)，反射光是什么顏色？解：解：2)12(22l l kenm1006. 10)1(71 ekm1018. 31)2(72 ek取取k=2，紫光，紫光l l ken222)3( m1013. 42m1025

16、. 8177l ll lkk5. 用波長為用波長為l 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，已知劈尖角為的空氣劈尖，已知劈尖角為q q。如果劈尖角變?yōu)?。如果劈尖角變?yōu)閝 q，從劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值從劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值x是多少？是多少？解：解：)(4744xxx )(47q qq qq qq ql l )4(22 kkel ll l474l l eq ql l474 xq ql l 474x6. 用波長用波長500nm(1nm=10-9m)單色光垂直照射由兩塊光學(xué)平玻璃單色光垂直照射由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈尖上，觀察反射光的干涉現(xiàn)

17、象，距劈尖棱邊構(gòu)成的空氣劈尖上，觀察反射光的干涉現(xiàn)象，距劈尖棱邊l=1.56cm的的A處是從棱邊算起的第四個(gè)暗條紋中心。處是從棱邊算起的第四個(gè)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仍然觀察反射光的單色光垂直照射到此劈尖上仍然觀察反射光的干涉條紋，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？2) 12(22 ) 1(l ll l kek條條暗暗紋紋條條明明紋紋，有有333)3( l l ,5 . 1, 350056. 1l l ekq qAeklkl ll l 322 )2(56. 1e處處是是明明條條紋紋，A556. 1108 . 4 leq q 以暗紋開始，以明紋結(jié)束以暗紋開始，以明紋結(jié)束7. 兩種厚度均為兩種厚度均為e=0.0210-3m的透明薄膜，將它們分的透明薄膜，將它們分別放在楊氏雙縫后，干涉條紋移動別放在楊氏雙縫后，干涉條紋移動20個(gè)條紋，照射波個(gè)條紋，照射波長為長為5893，求兩薄片折射率之差。，求兩薄片折射率之差。解：解：l l20)(12 ennenl l20 5893. 0 S1S28. 一單色光