高二物理競賽波動課件

1波動光學復習2一、計算圖中光通過路程r1

和r2

在P點的相差。nS1S2r1r2dP·一、解：3三、楊氏雙縫實驗，2a＝0.2mm，D＝1m，求（1）第一級明紋到同側第4級明紋的距離為7.5mm，則λ＝？（2）若λ＝6000A，則相鄰兩明紋間距；（3）若在一縫后加一折射率為1.58的透明薄膜，第七級明紋恰好移到原中央明紋位置，問薄膜厚度？三、解：（1）(2)(3)4四、兩塊長10cm平玻片，一端接觸，另一端被直徑為0.045cm的金屬絲所分開。用鎘燈光（）垂直照射到平玻片上，求：（1）玻璃片上出現(xiàn)的明紋數(shù)；（2）相鄰的兩暗紋之間的距離。四、解：（1）已知平玻片的長度L=10cm，金屬絲的直徑d=0.045cm，空氣劈尖的折射率n=1。設平玻片上出現(xiàn)明條紋的數(shù)目為N，明紋之間的距離為L，則（2）相鄰兩暗紋與相鄰兩明紋之間距離l是相等的，則5五、空氣劈尖干涉實驗中，波長為的單色光垂直入射，如圖，上方玻璃板的長度為L，劈尖末端厚度為d（d<<L），則干涉圖樣中，相鄰明紋的間距為多少？明紋總數(shù)為多少條？五、解：由劈尖干涉條件可知：6六、有一玻璃劈尖,放在空氣中,劈尖夾角，用波長的單色光垂直入射時,測得干涉條紋的寬度,求：（1）玻璃的折射率；（2）θ增加條紋如何變化？（3）上表面平移，條紋如何變化？六、解：每一級次的條紋對應劈尖內的一個厚度，當此厚度位置改變時，對應的條紋隨之移動。7（2）θ大，條紋密；反之，條紋疏。θ增加，條紋變密，并且向棱邊處移動；反之，條紋變疏，并且向遠離棱邊移動。但不變。（3）θ不變，上表面平移，紋距不變，但條紋向棱邊移動。8七、兩塊平板玻璃，長度為L=4cm，一端相接觸，另一端墊一金屬絲，兩板之間形成夾角很小的空氣劈尖如圖3所示。現(xiàn)以波長的單色光垂直入射。（1）說明干涉條紋形狀。（2）相鄰明紋之間的距離為0.1mm，求金屬絲的直徑。（3）此時，在金屬絲與楞邊之間，明條紋的總數(shù)是多少？（4）當金屬絲通以電流，使金屬絲受熱膨脹，直徑增大了1000nm，試問：玻璃板中點處觀察到幾條明紋移動？七、解：（1）接觸邊處是暗紋，其他是明暗相間，等寬、等間距，平行于棱邊的直條紋。（2）相鄰兩明紋（或暗紋）之間距離

99（3）（4）當處空氣層厚度增加，金屬絲直徑應增加（相似三角形），在離接觸點處金屬絲受熱前金屬絲受熱后10八、牛頓環(huán)平凸透鏡的球面半徑m，通光口徑cm，波長nm的單色光垂直照射時，求：（1）最多可見的暗環(huán)數(shù)是多少？（2）若將裝置放入折射率為的液體中，最多可見的暗環(huán)數(shù)是多少？八、解：（1）（2）11九、用曲率半徑為R＝4.5m平凸透鏡做牛頓環(huán)實驗，測得第k級暗環(huán)半徑rk=4.95nm，第k＋5級暗環(huán)半徑rk＋5＝6.065nm，則：（1）所用單色光的波長；（2）環(huán)數(shù)k值。九、解：12十、在一塊光平玻璃板B上，端正地放一錐頂角很大的圓錐形平凸透鏡A，在A、B間形成劈角θ很小的空氣薄層，如圖，當波長為λ單色光垂直射向平凸透鏡時，可以觀測到透鏡錐面上出現(xiàn)干涉條紋，求（1）畫出干涉條紋的大致分布，并說明條紋主要特征；（2）計算明暗條紋的位置；（3）若平凸透鏡稍向左傾斜，干涉條紋有何變化？若將此圓錐翻過來放置，則如何？13十、解：（1）干涉條紋特點：接觸點是暗斑，干涉條紋是以接觸點為圓心的一系列等間距的同心同環(huán)。14SL

十一如圖所示為測量油膜折射率的實驗裝置,在平面玻璃片G上放一油滴，并展開成圓形油膜，在波長的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋.已知玻璃的折射率

問：當油膜中心最高點與玻璃片的上表面相距

時，干涉條紋如何分布？可見明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚?中心點的明暗程度如何?若油膜展開條紋如何變化?,油膜的折射率G15十一、解（1）條紋為同心圓油膜邊緣明紋明紋16

當油滴展開時，條紋間距變大，條紋數(shù)減少.

由于

故可觀察到四條明紋

.17十二、將平板玻璃覆蓋在平凹柱面透鏡的凹面上（曲率為R），（1）若單色光平行垂直照射，觀察反射光的干涉圖樣，試說明干涉條紋的形狀及其分布情況；（2）當照射光波長λ1＝5000A時，平凹透鏡中央A處是暗條紋，然后連續(xù)改變照射光波長直到波長變?yōu)棣?＝6000A時，A處重新變?yōu)榘档模ㄔ?000A－6000A之間的光波照射不能使A處變暗）求A處平板玻璃和柱面之間空氣間隙高度為多少？reAd－等厚干涉18十二、解：（1）平行圓柱軸線平行的直條紋，而且外疏內密。19明暗條紋分布20若平板玻璃在下，上面放一凸柱面透鏡，形狀、特點？平行圓柱軸線的平行直條紋，越向外次數(shù)越高，而且外疏內密。21十三、邁克爾遜干涉儀可用來測量單色光波長，當M2移動距離時，測得單色光的干涉條紋移過N＝1024條，試求單色光的波長。（2）在M2前，插一透明薄片，可觀察到150條干涉條紋向一方移動n＝1.632，所用單色光的波長=5000A，求薄片厚度。十三、解：(2)設厚度為d22十四、寬度為a＝0.6mm的狹縫后放置一焦距為f＝40cm的凸透鏡，若以單色平行光垂直入射，則在距中央明紋1.6mm處觀察到紅色明條紋，求（1）單色光波長；（2）中央明紋寬度；（3）第二級明紋對應的衍射角。十四、解：在1.6mm處出現(xiàn)的是紅光的第3級明紋。2324十五、在寬度為a＝0.6mm狹縫后放置一焦距為f＝80cm的凸透鏡，若以λ＝6000A的單色平行光入射，求（1）入射光垂直入射時，中央明紋寬度及一級明紋位置；（2）入射光以300角入射時光程差公式及中央明紋位置。十五、解：十六、光柵每毫米有250條狹縫，刻痕寬度b是縫寬的2倍。若波長0=400nm的單色平行光垂直入射到該光柵上，求：（1）光柵常數(shù)；（2）屏上最多可見多少條明紋？（3）第2級明紋的衍射角？（4）若光柵后的透鏡焦距f=1m，則其±1級明紋在屏上的間距？十六、解：2627十八、已知某介質折射率為1.732，則當光從空氣射向該介質，求：（1）入射角為多少時，反射光為完全偏振光；（2）一束強度為I0自然光垂直入射到兩塊平行放置且透光方向夾角為30o的偏振片上，則透射光的強度是多少？（3）折射光線與玻璃平面的夾角是多少？

折射光線與玻璃平面的夾角為600。十八、解：28十九、波長為6000A的單色光垂直入射在一光柵上，第二級明紋出現(xiàn)在sinθ2

＝0.20處，第四級為第一個缺級。求（1）光柵上相鄰兩縫的距離是多少？（2）狹縫可能的最小寬度是多少？（3）屏上可能觀察到的全部明紋數(shù)目是多少？十九、解：2930二十、設人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在可見光中，人眼最敏感的波長為550nm，問：(1)人眼的最小分辨角有多大？(2)若物體放在距人眼25cm（明視距離）處，則兩物點間距為多大時才能被分辨？二十、解(1)

(2)31二一、已知：某照相機物鏡的直徑為D=5.0cm，其焦距為f=17.5cm，對λ=550nm的光。求：（1）最小分辨角；（2）在焦平面上每毫米能分辨多少條線？二一、解(1)（2）焦平面上分辨最小距離：每毫米能分辨線數(shù)：32二二、在兩塊正交偏振片之間插入另一塊偏振片，光強為的自然光垂直入射于偏振片，討論轉動透過的光強與轉角的關系.33若

在

間變化，如何變化？二二、解：34二三、光柵每厘米有2500條狹縫，刻痕寬度

b是縫寬的3倍。若波長0=500nm的單色平行光垂直入射到該光柵上，求：（1）光柵常數(shù)；（2）在單縫衍射中央明紋區(qū)內，最多可見多少條主極大明紋？（3）第一級主極大明紋的衍射角（用弧度表示）；（4）若用0和兩單色光同時照射，則的第5級與0的第4級主極大明紋重合，求波長？二三、解(