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第一章 光的干涉
1 波长为 500nm的绿光照射在间距为 0.022cm 的双缝上,在距离 180cm处
的光屏上形成干涉条纹, 求两个亮条纹之间的距离。 若改用波长 700nm的
红光照射此双缝, 两个亮条纹之间的距离又为多少?计算这两种光第二级
亮条纹位置的距离。
解:本题是杨氏双缝干涉实验,
其光路、装置如图。
由干涉花样亮条纹的分布规律:
y j r 0 (j=0 、± 1、±2、…)
d
得亮条纹间距: y r 0 (1)
d
0
其中:λ =500nm和 700nm、d=0.022mm、r =180cm
代入公式 (1) 计算得到 :
当λ=500nm时, 两个亮条纹之间的距离 : y 0 .409 cm
当λ=700nm时, 两个亮条纹之间的距离 : y 0 .573 cm
第 2 级亮条纹的位置 : y 2 j r 0 j 2 (2)
d
当λ=500nm时: y 2 0 .819 cm
当λ=700nm时: y 2 1 .146 cm
两种光第二级亮条纹位置间的距离 : y 2 y2 y2 0 .327 cm
2 在杨氏实验装置中,光源的波长为 640nm,两缝间距为 0.4mm,光屏离
双缝的距离为 50cm,试求: (1)光屏上第一亮条纹和中央亮条纹之间距
离; (2 )若 P 点距离中央亮条纹 0.1mm,则两束光 P 点的相位差; (3 )P
点的光强度与中央亮条纹的强度之比。
解: (1) 由: y j r0 (1),
d
已知:λ =640nm,d=0.4mm,r 0 = 50cm,j=1
代入公式( 1)解得,第一亮纹到中央亮纹的距离: y=0.8mm
(2) 两束光传播到 P 点的光程差为:
y
r2 r1 d
r0
位相差为: 2 2 dy
r 0
代入数据:λ =640nm、d=0.4mm、r 0=50cm、y=0.1mm
得到两束光在 P 点的相位差: / 4
(3 )在中央亮条纹的位置上,两光的相位差为: 0
光强度为: I 0 2A 2 (1 cos ) 4 A 2
P 点的光强度为: I p 2 A 2 (1 cos ) 2 A 2 (1 cos / 4) 3 .4 A 2
两条纹光强度之比为: I p : I0 1.7 : 2
3 把折射率为 1.5 的玻璃片插入杨氏双缝的一束光中, 光屏上原来第五级
亮条纹所在的位置变为中央亮条纹,
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