第14章光的干涉習題答案.ppt

1、第十四章 光的干涉,一、選擇題,1.當光從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時（ ）,A.反射光有半波損失 B.透射光有半波損失 C.入射光有半波損失D.入射、反射、透射光均無半波損失,2.若在一折射率為n1的光學元件表面鍍一層折射率為n2（n2n1）的增透膜，為使波長為的入射光透射最多，其厚度應為（ ）,A. B. C. D.,3.雙縫干涉實驗中，入射光波長為，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2.5，則屏上原0級明紋處（ ）,A.仍為明條紋 B.變?yōu)榘禇l紋 C.非明非暗 D.無法確定是明紋還是暗紋,4.兩塊平板玻璃構成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射，若上面的平板玻璃以棱邊

2、為軸，沿逆時針方向作微小轉動，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,5.用劈尖干涉檢測工件的表面，當波長為的單色光垂直入射時，觀察到干涉條紋如圖。圖中每一條紋彎曲部分的頂點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：（ ）,6.一束白光以30度的入射角照射平靜的湖水（水的折射率為4/3）表面的一層透明液體（折射率為 ）的薄膜，若反射光中波長為600nm的光顯得特別明亮，則該透明液體薄膜的最小厚度為（）,A100nm B200nm C nm D nm,7.在雙縫干涉實驗中，為

3、使屏上的干涉條紋間距變大?？梢圆扇〉霓k法是（）,A使屏靠近雙縫B使兩縫的間距變小C把兩縫的寬度稍微調(diào)窄。D.改有波長小的單色光源。,8.波長為 的單色光垂直照射到折射率為n2，厚度為e的薄膜上，膜的上、下表面分別是折射率為n1和n3的介質(zhì)，且n1n2n3，則反射光干涉減弱的公式為（）,A. B. C. D.,9.最早驗證光的波動性質(zhì)的典型實驗是 （）,A楊氏雙縫實驗 B單縫衍射C勞埃鏡實驗 Dx射線衍射,10.在雙縫裝置中，若兩縫分別被厚度相等折射率為n1=1.4，n2=1.7的兩薄玻璃片覆蓋，則玻璃片覆蓋前的第5級亮紋恰好移到屏幕中央原零級明條紋的位置，如果入射光的波長為4.8*10-7m，

4、則玻璃片的厚度為 （）,A2*10-6 m B8*10-6 mC6*10-6 m D. 4*10-6 m,二、填空題,1.真空中的波長為 的單色光在折射率為n的媒質(zhì)中由A點傳到B點時，周相改變量為 ，則光程的改變量為 ，光從A傳到B所走過的幾何路程為 。,2.如圖所示，在楊氏雙縫實驗中，若用紅光做實驗，則相鄰干涉條紋間距比用紫光做實驗時相鄰干涉條紋間距 ，若在光源S2右側光路上放置一薄玻璃片，則中央明紋將向 移動。,3/2,3/2n,大,下,3.波長為 的平行單色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率為n，第二級明紋與第五條明紋所對應的薄膜厚度之差 。,3/2n,4.光強均為I0的兩束相干

5、光相遇而發(fā)生干涉時，在相遇區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強是 。,4I0,5.以單色光垂直照射空氣劈尖，觀察反射光的干涉，則棱邊處是 紋，照射置于空氣中的玻璃劈尖時，棱邊處是 紋。,暗,暗,/2L,7.借助玻璃表面上涂以折射率n1.38的MgF2透明薄膜，可以減少折射率為n=1.60的玻璃表面的反射，若波長為5000的單色光垂直入射時，為實現(xiàn)最小的反射，此薄膜的厚度至少應為 。,/4n=9.05*10-8 m,8.借助于濾光片從白光中取得藍綠光作為楊氏干涉裝置的光源，其波長范圍 ，平均波長 ，其楊氏干涉條紋大約從第 開始將變得模糊不清。,5,9 在楊氏雙縫實驗中，雙縫間距 a=0.20mm，縫屏間距

6、D1.0m，若第二級明條紋離屏中心的距離為6.0mm，此單色光的波長 相鄰兩明條紋間的距離為 ,600nm,3mm,10.在不同的均勻媒質(zhì)中，若單色光通過的光程相等時，其幾何路程 同，其所需時間 同。,不,相,11.兩光相干除了滿足干涉的三個必要條件，即頻率相同、振動方向相同、相位相等或相位差恒定之外，還必須滿足兩個附加條件 兩相干光的振幅不可相差太大 ， 兩相干光的光程差不能太大 。,三、計算題,1.波長為的兩束相干的單色平行光分別以圖所示的入射角、入射在屏幕面MN上。求屏幕上干涉條紋的間隔。,解：考慮相鄰兩明條紋，條紋中心為A、B，級次分別為k、k+1，并設AB兩點間距為x。,2.在1題基

7、礎上，考慮使用激光測速儀測量微粒運動速度問題。在激光測速儀里兩列交叉的相干激光束照射運動微粒，求微粒運動速度大小。,解：利用1題結論，粒子走過的路程為/(sin+sin)，其中、分別為30度。,粒子走過的路程為一個，需要的時 間為1個T，所以微粒運動速度大小為 /T= =0.63106320103 =0.2 m/s,3.雙縫干涉實驗裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D=120cm，兩縫之間的距離d=0.50mm ,用波長=500nm的單色光垂直照射雙縫。 （1）求原點O（零級明條紋所在處）上方的第五級明條紋的坐標x； （2）如果用厚度l=1.010-2mm，折射率n=1.58的透明薄膜覆蓋在圖中

8、的S1縫后面，求上述第五級明條紋的坐標x。,解：由雙縫干涉明紋條件,（1）,（2）加膜后上方第5明紋光程差：,4.用波長為 的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板構成的空氣劈尖，已知劈尖角為 。如果劈尖角變?yōu)?，從劈棱數(shù)起的第四條明條紋位移值 是多少？,解：由空氣劈尖反射光干涉明紋條件,第四條明紋處劈尖厚度,該明紋中心到劈尖棱邊距離為：,所以，第四條明紋位移值為：,同理，劈尖角為 時：,5.用波長為500nm（1nm10-9m）的單色光垂直照射到由兩塊光學平玻璃構成的空氣劈尖上。在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈尖棱邊l=1.56cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心。（1）求此空氣劈尖的劈尖角 ；（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？,解：由劈尖反射光干涉暗紋條件,（1）第四條暗紋k=3,（2）改用600nm波長后，在A處光程差,（3）共有三條明紋，三條暗紋,6.在棱鏡（n11.52）表面鍍一層增透膜（n2=1.30），為使此增透膜用于波長為5.5*10-7m的單色光，求：（1）膜的最小厚度e1；（2）膜的次最小厚度e2；（3）若用白光入射薄膜厚度為e2的表面，反射光呈現(xiàn)什么顏色？,解：n0n1n2，由薄膜反射光干涉相消條件,(1)k=0,e1=1