大學物理題庫通用版-第11章-波動光學--光的干涉

1、大學物理題庫通用版 11、波動光學 光的干涉一、選擇題(共15題)1. 如圖，S1、S2是兩個相干光源，它們到P點的距離分別為r1和r2路徑S1P垂直穿過一塊厚度為t1，折射率為n1的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過厚度為t2，折射率為n2的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于 沒 (A) (B) (C) (D) 2. 在相同的時間內(nèi)，一束波長為l的單色光在空氣中和在玻璃中 (A) 傳播的路程相等，走過的光程相等 (B) 傳播的路程相等，走過的光程不相等 (C) 傳播的路程不相等，走過的光程相等 (D) 傳播的路程不相等，走過的光程不相等 3. 如圖所示，折射率為n2、厚度為e的透

2、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n1和n3，已知n1< n2> n3若用波長為l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(用與示意)的光程差是 (A) 2n2 e (B) 2n2 el / 2.(C) 2n2 el (D) 2n2 el / (2n2) 4. 如圖所示，波長為l的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上，經(jīng)上下兩個表面反射的兩束光發(fā)生干涉若薄膜厚度為e，而且n1n2n3，則兩束反射光在相遇點的相位差為 (A) 4pn2 e / l (B) 2pn2 e / l(C) (4pn2 e / l) +p (D) (2pn2 e / l)

3、 -p 5. 如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，并且 n1n2n3，l1為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長，則兩束反射光在相遇點的相位差為 (A) 2pn2e / ( n1 l1) (B)4pn1e / ( n2 l1) + p (C) 4pn2e / (n1 l1) + p (D) 4pn2e / ( n1 l1) 6.一束波長為l的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使反射光得到干涉加強，則薄膜最小的厚度為 (A) l / 4 (B) l / (4n) (C) l / 2 (D) l / (2n) 7

4、. 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若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動，則干涉條紋的 (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 (C) 間隔不變，向棱邊方向平移 (D) 間隔變小，并向遠離棱邊方向平移 8.用白光光源進行雙縫實驗，若用一個純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個純藍色的濾光片遮蓋另一條縫，則 (A) 干涉條紋的寬度將發(fā)生改變 (B) 產(chǎn)生紅光和藍光的兩套彩色干涉條紋 (C) 干涉條紋的亮度將發(fā)生改變 (D) 不產(chǎn)生干涉條紋 9. 把雙縫干涉實驗裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d，雙縫到屏的距離為D (D &

5、gt;>d)，所用單色光在真空中的波長為l，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是 (A) lD / (nd) (B) nlD/d (C) ld / (nD) (D) lD / (2nd) 10. 在雙縫干涉實驗中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處現(xiàn)將光源S向下移動到示意圖中的S¢位置，則 (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 11. 在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為l，用玻璃紙遮住雙縫中的一個縫，若玻

6、璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大2.5 l，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 12.在牛頓環(huán)實驗裝置中，曲率半徑為R的平凸透鏡與平玻璃扳在中心恰好接觸，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l，則反射光形成的干涉條紋中暗環(huán)半徑rk的表達式為 (A) rk = (B) rk = (C) rk = (D) rk = 13. 把一平凸透鏡放在平玻璃上，構(gòu)成牛頓環(huán)裝置當平凸透鏡慢慢地向上平移時，由反射光形成的牛頓環(huán) (A) 向中心收縮，條紋間隔變小 (B) 向中心

7、收縮，環(huán)心呈明暗交替變化 (C) 向外擴張，環(huán)心呈明暗交替變化 (D) 向外擴張，條紋間隔變大 14. 如圖a所示，一光學平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣劈尖，用波長l500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射看到的反射光的干涉條紋如圖b所示有些條紋彎曲部分的頂點恰好與其右邊條紋的直線部分的連線相切則工件的上表面缺陷是 (A) 不平處為凸起紋，最大高度為500 nm (B) 不平處為凸起紋，最大高度為250 nm (C) 不平處為凹槽，最大深度為500 nm (D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm 15. 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n，厚度為d的透明薄片

8、，放入后，這條光路的光程改變了 (A) 2 ( n-1 ) d (B) 2nd (C) 2 ( n-1 ) d+l / 2 (D) nd(E) ( n-1 ) d 二、填空題(共15題)1. 在雙縫干涉實驗中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e波長為l的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差Df_2. 如圖所示，假設有兩個同相的相干點光源S1和S2，發(fā)出波長為l的光A是它們連線的中垂線上的一點若在S1與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在A點的相位差Df_2p (n -1) e / l_若已知l500 nm，n1.5，A點恰

9、為第四級明紋中心，則e_nm(1 nm =10-9 m) 3. 如圖所示，兩縫S1和S2之間的距離為d，媒質(zhì)的折射率為n1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為q，則屏幕上P處，兩相干光的光程差為_ _ 4. 在雙縫干涉實驗中，所用光波波長l5.461×104 mm，雙縫與屏間的距離D300 mm，雙縫間距為d0.134 mm，則中央明條紋兩側(cè)的兩個第三級明條紋之間的距離為_ _5. 用波長為l的單色光垂直照射折射率為n的劈形膜形成等厚干涉條紋，若測得相鄰明條紋的間距為l，則劈尖角q_6. 把雙縫干涉實驗裝置放在折射率為n的媒質(zhì)中，雙縫到觀察屏的距離為D，兩縫之間的距離為d (d<

10、;<D)，入射光在真空中的波長為l，則屏上干涉條紋中相鄰明紋的間距是_7. 用l600 nm的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第個(不計中央暗斑)暗環(huán)對應的空氣膜厚度為_(1 nm=10-9 m)8. 用波長為l的單色光垂直照射折射率為n2的劈形膜(如圖)圖中各部分折射率的關系是n1n2n3觀察反射光的干涉條紋，從劈形膜頂開始向右數(shù)第5條暗條紋中心所對應的厚度e_ 9. 波長為l的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為q，劈形膜的折射率為n，第三條暗紋與第六條暗之間的距離是_10. 一束波長為l600 nm (1 nm=10-9 m)的平行單色光垂直入射到折射率為n1.33的透

11、明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的要使反射光得到最大限度的加強，薄膜最小厚度應為_nm11. 波長為l的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈尖角為q，劈形膜的折射率為n，第k級明條紋與第k5級明紋的間距是_ 12. 波長l600 nm的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝置上，第二個明環(huán)與第五個明環(huán)所對應的空氣膜厚度之差為_nm(1 nm=10-9 m)13. 折射率分別為n1和n2的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長為l的單色光垂直照射如果將該劈尖裝置浸入折射率為n的透明液體中，且n2nn1，則劈尖厚度為e的地方兩反射光的光程差的改變量是_ 14. 如圖所示，在雙縫干涉實驗中SS1SS2，用波長為l的光照射雙縫S

12、1和S2，通過空氣后在屏幕E上形成干涉條紋已知P點處為第三級明條紋，則S1和S2到P點的光程差為_3l _若將整個裝置放于某種透明液體中，P點為第四級明條紋，則該液體的折射率n_15. 已知在邁克耳孫干涉儀中使用波長為l的單色光在干涉儀的可動反射鏡移動距離d的過程中，干涉條紋將移動_條 三、計算題(共5題)1. 白色平行光垂直入射到間距為a0.25 mm的雙縫上，距D =50 cm處放置屏幕，分別求第一級和第五級明紋彩色帶的寬度(設白光的波長范圍是從400nm到760nm這里說的“彩色帶寬度” 指兩個極端波長的同級明紋中心之間的距離) (1 nm=10-9 m) 2. 在雙縫干涉實驗中，波長l

13、550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距a2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m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e6.6×10-5 m、折射率為n1.58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？(1 nm = 10-9 m) 3.用波長為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射到由兩塊光學平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心 (1) 求此空氣劈形膜的劈尖角q； (2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖

14、上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？ (3) 在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？ 2分4. 圖示一牛頓環(huán)裝置，設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R400 cm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0.30 cm (1) 求入射光的波長 (2) 設圖中OA1.00 cm，求在半徑為OA的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目 5.用波長l500 nm的平行光垂直照射折射率n1.33的劈形膜，觀察反射光的等厚干涉條紋從劈形膜的棱算起，第5條明紋中心對應的膜厚度是多少？光的干涉習題答案一、 選擇題二、1、B；2、C；3、

15、B；4、A；5、C；6、B；7、A；8、D；9、A；10、B；11、B；12、B；13、B；14、B；15、A二、填空題1、 2p(n1 n2) e / l2、4×103 nm3、d sinq (r1r2)4、7.33 mm5、6、Dl / (dn)7、1.2=2l mm8、9、3l / (2nq)10、113nm11、5l / (2nq)12、900 nm13、2 ( n 1) e l /214、1.3315、2d /l三、計算題1解：由公式xkDl / a可知波長范圍為Dl時,明紋彩色寬度為 DxkkD Dl / a 2分由 k1可得，第一級明紋彩色帶寬度為 Dx1500

16、5;(760400)×10-6 / 0.250.72 mm 2分k5可得，第五級明紋彩色帶的寬度為 Dx55·Dx13.6 mm 1分2解：(1) Dx20 Dl / a 2分 0.11 m 2分 (2) 覆蓋云玻璃后，零級明紋應滿足 (n1)er1r2 2分設不蓋玻璃片時，此點為第k級明紋，則應有 r2r1kl 2分所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零級明紋移到原第7級明紋處 2分3解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e2l處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度 e4= 4.8×10-5 rad 5分 (2) 由上問可知A處膜厚為 e43×500 / 2 nm750 nm 對于