大学物理光学-光的干涉习题.ppt

一、选择题 1、双缝干涉实验中，入射光波长(bōcháng)为?，用玻璃纸遮住其中 一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5? , 则屏上 原0级明纹处 A.仍为明条纹 B.变为暗条纹 C. 非明非暗 D.无法确定 ] [ B ] 2、两个直径相差甚微的圆柱夹在两块平板玻璃之间构成 空气劈尖，如图所示。单色光垂直照射，可看到等厚干涉 条纹，如果将两圆柱之间的距离L拉大，则L范围内的干 涉条纹 数目增加，间距不变 B. 数目增加，间距变小 C. 数目不变，间距变大 D. 数目减小 ，间距变大 L ? [ C ] 第一页，共16页。 3、如图所示，折射率为n2、厚度为e 的透明介质薄膜的上 方和下方的介质的折射率分别为n1和n3，已知n 1 n 2 n3。 若用波长为?的单色平行(píngxíng)光垂直入射到该薄膜上，则从薄 膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 n1 n2 n3 ① ② ? e [ B ] 4、在迈克尔干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长?，则薄膜的厚度是 [ D ] 第二页，共16页。 5、如图所示。假设两个同相的相干点光源S1和S2，发出 波长为?的光。A是它们连线的中垂线上的一点(yī diǎn)。若在S1 与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光 源发出的光在A点的相位差??=--------。若已知?=500nm，n=1.5，A点恰为第四级明纹中心，则 e = ------- 。 A S1 S2 n e 第三页，共16页。 6．观察肥皂液膜的干涉时，先看到膜上有彩色条纹，然后条纹随膜的厚度变化(biànhuà)而变化(biànhuà)。当彩色条纹消失膜面呈黑色时，肥皂膜随即破裂，为什么？ 分析：白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干，其中干涉相长的成分显色。随着膜厚度变化，干涉相长的频率在变化，因此彩色条纹也在不断变化。当膜厚度趋于0时，光程差只剩半波(bàn bō)损失引起的? /2，各种频率成分都干涉相消，此时膜呈黑色，也面临着破裂。 (a) 7．两块平玻璃板构成的劈尖干涉装置发生如下变化，干涉条纹将怎样变化？ （１）上面的玻璃略向上平移； （２）上面的玻璃绕左侧边略微转动，增大劈尖角； （３）两玻璃之间注入水； （４）下面的玻璃换成上表面有凹坑的玻璃。 第四页，共16页。 二、计算题 例题1 如图所示，用波长为 ? 的单色光照射双缝干涉实验(shíyàn)装置。并将一折射率为 n ，劈尖角为? (? 很小)的透明劈尖b 插入光线2 中。设缝光源S和屏C上的O点都在双缝S1和S2 的中垂线上。 问：要使O点的光强由最亮变为最暗，劈尖b 至少向上移动多大距离d (只遮住S2)。 C b 第五页，共16页。 解： C b O点从最明到最暗，则是劈尖向上移产生(chǎnshēng)的附加程差为： d ? ?l 第六页，共16页。 例题2 折射率为1.6的两块标准平面玻璃板之间形成 —个劈尖 (劈尖角很小)．用波长 的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹。假如在劈尖 内充满n =1.40的液体时的相邻明纹间距比劈尖内是空 气时的间距缩小 ，那么劈尖角应是多少? 解：空气劈尖时，间距 液体劈尖时，间距 　　　　 间距缩小： 第七页，共16页。 例题3 用波长为? 的平行光垂直照射图中所示的装置，观察空气薄膜上、下表面反射光形成的等厚干涉(gānshè)条纹。试在装置图下方的方框内画出相应干涉(gānshè)条纹。只画暗条纹，表示出它的形状、条数和疏密。 7 ? /4 柱面平凹透镜 球面(qiúmiàn)平凹透镜 第八页，共16页。 例题4 在图示的牛顿环装置中，把玻璃平凸透镜和平面玻璃（设玻璃折射率 ）之间的空气( )改换成水（ ）； 求：第k个暗环半径(bànjìng)的相对改变量 r R O h 几何关系 牛顿环半径 明 暗 空气换水后光程差 解： 暗纹公式 暗纹时 第九页，共16页。 例题5．在双缝实验中，单色光源 和两缝 、 的距离分别为 l1和 l2，并且 ，双缝之间的距离为d ，双缝到屏幕的距离为D ( D d).如图，求：1） 零级明纹到屏幕中内O的距离；2）相邻明纹间的距离。 解