大學(xué)物理題庫通用版-第11章-波動光學(xué)-光的干涉(含答案解析)

大學(xué)物理題庫通用版11、波動光學(xué)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(diǎn)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(A)(B)(C)(D)［］2.在相同的時間內(nèi)，一束波長為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①與②示意)的光程差是(A)2n2e．(B)2n2e－/2.(C)2n2e－．(D)2n2e－/(2n2)．［］4.如圖所示，波長為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n1＞n2＞n3，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為(A)4n2e/．(B)2n2e/．(C)(4n2e/．(D)(2n2e/．［］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n1＜n2＞n3，1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(diǎn)的相位差為(A)2n2e/(n11)．(B)[4n1e/(n21)]+．(C)[4n2e/(n11)]+．(D)4n2e/(n11)．［］6.一束波長為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(qiáng)，則薄膜最小的厚度為(A)．(B)/(4n)．(C)．(D)/(2n)．［］7.兩塊平玻璃構(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(yuǎn)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(yuǎn)離棱邊方向平移．［］8.用白光光源進(jìn)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(lán)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(lán)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>>d)，所用單色光在真空中的波長為，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是(A)D/(nd)(B)nD/d．(C)d/(nD)．(D)D/(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，用玻璃紙遮住雙縫中的一個縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大2.5，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，則反射光形成的干涉條紋中暗環(huán)半徑rk的表達(dá)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(dāng)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?。?B)向中心收縮，環(huán)心呈明暗交替變化．(C)向外擴(kuò)張，環(huán)心呈明暗交替變化．(D)向外擴(kuò)張，條紋間隔變大．［］14.如圖a所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣劈尖，用波長＝500nm(1nm=10-9m)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(diǎn)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500nm．(B)不平處為凸起紋，最大高度為250nm．(C)不平處為凹槽，最大深度為500nm．(D)不平處為凹槽，最大深度為250nm．［］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，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+/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＝________．2.如圖所示，假設(shè)有兩個同相的相干點(diǎn)光源S1和S2，發(fā)出波長為的光．A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn)．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(diǎn)的相位差＝_2(n1)e/_．若已知＝500nm，n＝1.5，A點(diǎn)恰為第四級明紋中心，則e＝_____nm．(1nm=10-9m)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n＝1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為，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＝5.461×10–4mm，雙縫與屏間的距離D＝300mm，雙縫間距為d＝0.134mm，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＝________．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<<D)，入射光在真空中的波長為，則屏上干涉條紋中相鄰明紋的間距是_____________．7.用＝600nm的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時，從中央向外數(shù)第４個(不計中央暗斑)暗環(huán)對應(yīng)的空氣膜厚度為____________．(1nm=10-9m)8.用波長為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(guān)系是n1＜n2＜n3．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(yīng)的厚度e＝____________．9.波長為的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為，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＝600nm(1nm=10-9m)的平行單色光垂直入射到折射率為n＝1.33的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的．要使反射光得到最大限度的加強(qiáng)，薄膜最小厚度應(yīng)為________________nm．11.波長為的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈尖角為，劈形膜的折射率為n，第k級明條紋與第k＋5級明紋的間距是__________．12.波長＝600nm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(yīng)的空氣膜厚度之差為____nm．(1nm=10-9m)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n2＞n＞n1，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SS1＝SS2，用波長為的光照射雙縫S1和S2，通過空氣后在屏幕E上形成干涉條紋．已知P點(diǎn)處為第三級明條紋，則S1和S2到P點(diǎn)的光程差為___3____．若將整個裝置放于某種透明液體中，P點(diǎn)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a＝0.25mm的雙縫上，距D=50cm處放置屏幕，分別求第一級和第五級明紋彩色帶的寬度．(設(shè)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．)(1nm=10-9m)2.在雙縫干涉實驗中，波長＝550nm的單色平行光垂直入射到縫間距a＝2×10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D＝2m．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e＝6.6×10-5m、折射率為n＝1.58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？(1nm=10-9m)3.用波長為500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)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=1.56cm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；(2)改用600nm的單色光垂直照射到此劈尖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(shè)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R＝400cm．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0.30cm．(1)求入射光的波長．(2)設(shè)圖中OA＝1.00cm，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＝500nm的平行光垂直照射折射率n＝1.33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(yīng)的膜厚度是多少？光的干涉習(xí)題答案選擇題1、B；2、C；3、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、2(n1–n2)e/2、4×103nm3、dsin＋(r1－r2)4、7.33mm5、6、D/(dn)7、1.2=2m8、9、3/(2n)10、113nm11、5/(2n)12、900nm13、2(n–1)e–/214、1.3315、2d/三、計算題1解：由公式x＝kD/a可知波長范圍為時,明紋彩色寬度為xk＝kD/a2分由k＝1可得，第一級明紋彩色帶寬度為x1＝500×(760－400)×10-6/0.25＝0.72mm2分k＝5可得，第五級明紋彩色帶的寬度為x5＝5·x1＝3.6mm1分2解：(1)x＝20D/a2分＝0.11m2分(2)覆蓋云玻璃后，零級明紋應(yīng)滿足(n－1)e＋r1＝r22分設(shè)不蓋玻璃片時，此點(diǎn)為第k級明紋，則應(yīng)有r2－r1＝k2分所以(n－1)e=kk＝(n－1)e/＝6.96≈7