《普通物理學(xué)》自測題9答案

自測題9一、選擇題1．（A） 由位相差與光程差的關(guān)系可得：。2．（C） 如題9.1.1圖所示，由于，在，界面上反射的光有半波損失，而，則，界面反射的光無半波損失，透射光沒有半波損失問題，于是，上述兩束反射光的光程差為，此處為光在真空中的波長，因為光在折射率為的媒質(zhì)中傳播時，其波長為真空中波長的，所以，可得：。3．（B） 若將光源向下移動到示意圖中位置，要使從兩縫發(fā)出的光之光程差仍未零，則兩束光必須在中垂面的上方相遇，即中央明條紋向上移動，條紋間距，、、均無變換，所以條紋間距不變。4．（D） 光的相干條件要求兩束光在相遇點有恒定相位差，由于兩束光通過紅、藍(lán)兩不同濾光片，兩束光的位相差改變且不同，所以不會產(chǎn)生干涉條紋。5．（B） 干涉條紋的明暗條件為0，1，2，···加強(qiáng)（明）0，1，2，···減弱（暗）屏幕上原點滿足明條件，由于光鏡鏡面反射時產(chǎn)生半波損失，加上，點條紋滿足暗紋條件，所以點處為暗條紋。6．（A） 如圖所示劈尖干涉條件為，式中為劈的夾角。上面的平玻璃以棱邊為軸沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動，則劈夾角增大，條紋間隔變小，與等厚度的位置向棱邊移動，所以干涉條紋也向棱邊移動，且變得密集。7．（B） 當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時，空氣薄層的任一厚度逐漸增大，與等厚度的位置向透鏡中心移動，所以環(huán)狀干涉條紋向中心收縮。 或者：干涉暗紋半徑為0，1，2···，當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時，逐漸減小，則也相應(yīng)減小，所以環(huán)狀干涉條紋向中心收縮。8．（B） 根據(jù)題意，薄膜的上表面反射的光有半波損失，下表面反射的光無半波損失，則兩束光的光程差，由兩反射光干涉加強(qiáng)條件得：0，1，2···，最小取1，則。9．（E）如圖所示，由于，氟化鎂薄膜上下表面反射的1、2兩束光均有半波損失。射光線垂直入射，則1、2兩光的光程差為，要使波長500nm的光反射盡可能少，即1、2干涉相消，于是，應(yīng)控制薄膜厚度為，其中當(dāng)時薄膜的最小厚度。10．（C）干涉條紋的明暗條件為：明紋 暗紋可得：明紋暗紋如上圖所示，，則，因為，所以。底面凸凹不平，花樣變形：向棱邊彎曲，下方凹陷；反之下面凸起。11．（A）放入薄片后的光程差為二、填空題1．[或者]已知位相差與光程差的關(guān)系：，由于，反射光在薄膜上表面有半波損失，兩反射光的光程差，代入位相差與光程差關(guān)系公式得：。2．； 根據(jù)題意，與兩光束的光程差，根據(jù)位相差與光程差關(guān)系公式，可得兩光源發(fā)出光在A點的位相差。已知A點為第四級明條紋，，則。3．0.75依公式，在空氣中，因為，所以。4．1.40 由公式，因為劈尖角很小，，設(shè)此單色光在劈尖形透明物中波長為，則，。5． 由牛頓環(huán)干涉暗環(huán)半徑公式，得，設(shè)光在空氣中的波長為，在該液體中波長為，則。6．5391由公式，得到，，，所以。7． 兩束相干光相遇合成后的光強(qiáng)為，此題可知，，則，當(dāng)時，這些位置的光強(qiáng)最大，即。三、計算題1．解：已知：d=0.2mm,D=1m,l=20mm 根據(jù)公式：所以因為入射光是波長為400~760nm的白光故k=10，=400nmk=9，=400.4nmk=8，=500nmk=7，=571.4nmk=6，=666.7nm5種波長的光在所給觀察點最大限度地加強(qiáng)。2．解（1）此處k=5，故（2）共經(jīng)過20個條紋間距，即經(jīng)過的距離為（3）不變3．解：題9.3.1解圖如題9.3.1解圖所示，設(shè)介質(zhì)薄膜的厚度為e，上下表面反射均由光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，故不計附加光程。當(dāng)光垂直入射時，則根據(jù)公式有對：①對應(yīng)同樣k值，有對：②由①，②式解得將k，，代入②式得4．解：設(shè)第五個明紋處膜厚為e，則有設(shè)該處至劈棱的距離為l，則有近似關(guān)系由上兩式得充入液體前第五個明紋位置充入液體后第五個明紋位置充入液