大学物理D-07光的干涉.doc

专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 练 习 九 光的干涉一、填空题1.一光源辐射出555nm和610nm的光，两者的辐射通量分别为2W和1W，视见函数分别为1.000和0.503，光源发出的总光通量为 1.71103 lm。2真空中波长为500nm 绿光在折射率为1.5 的介质中从A 点传播到B 点时，相位改变了5，则光从A 点传到B 点经过的实际路程为 nm。3.在双缝干涉实验中，若缝间距为所用光波波长的1000倍，观察屏与双缝相距50cm则相邻明纹的间距为 0.05 cm。4. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 5. 如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为、折射率为的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向_上_移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_6双缝干涉实验中，若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加2.5 ，则此时屏中心处为第_2_ 级_暗_ 纹。7. 一束白光垂直照射厚度为0.4m 的玻璃片, 玻璃的折射率为1.50, 在反射光中看见光的波长是_480nm_ 。8 用nm的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为_1.2_mm 9 在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 劈尖棱 方向移动，相邻条纹间的距离将变 小 。10 5 在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角，在波长nm的单色光垂直照射下，测得干涉相邻明条纹间距l=0.25cm，此透明材料的折射率n=_1.4_。11 在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为3.00m，当用某种单色光照射时，测得第k个暗纹半径为4.24mm，第k+10个暗纹半径为6.00mm，则所用单色光的波长为_601_nm。二、选择题1. 如图所示，用波长nm的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P处产生第五级明纹极大，现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为 （ B ）（A）5.010-4cm；（B）6.010-4cm；（C）7.010-4cm；（D）8.010-4cm。2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 （ B ）（A）使屏靠近双缝； （B）使两缝的间距变小；（C）把两个缝的宽度稍微调窄； （D）改用波长较小的单色光源。3.如图所示，折射率为、厚度为的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为和，已知n1n2n3若用波长为l的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束与的光程差是 （ A ） (A) ； (B) ；(C) ； (D) 。4. 如图所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e，而且，则两束反射光在相遇点的位相差为 （ A ）（A）； （B）；（C）； （D）。5. 刚吹起的肥皂泡(很小时)看不到有什么彩色，当肥皂泡吹大到一定程度时，会看到有彩色，而且这些彩色随着肥泡的增大而改变当肥皂饱大到将要破裂时，将呈现黑色。对这一现象的解释，下列原因中的最佳组合是（ D ） （1）吹起的肥皂泡作为空气中的薄膜，当它的厚度e使在其上下表面的反射光满足相干条件时，就形成干涉现象；（2）在日光照射下，对一定厚度的薄膜，并非所有波长的可见光都能被加强；（3）从吹起的肥皂泡表面见到的是被反射的不同波长的、不同干涉强度的可见光成分的非相干叠加所形成的彩色，这种彩色随着膜厚的变化(肥皂泡被吹大)、观察角度(膜法线与反射光线夹角)的变化而改变；（4）刚吹起的肥皂饱表面看不到这种现象，那是由于膜的厚度太大，超过了日光的相干长度；（5）当肥皂泡大到将要破裂时，膜的厚度趋于零，对于各种波长的光，反射光都满足干涉相消条件。因此从反射方向看，什么颜色都不呈现，只能是黑色的。（A）（1）、（2）、（4）； （B）（1）、（2）、（4）、（5）；（C）（2）、（3）、（4）、（5）； （D）（1）、（2）、（3）、（4）、（5）；5. 用单色光垂直照射牛顿环装置，设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动，在透镜离开平玻璃的过程中，可以观察到这些环状干涉条纹 （ B ）（A）向右平移； （B）向中心收缩； （C）向外扩张； （D）向左平移。6.若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹（ C ）(A) 中心暗斑变成亮斑； (B) 变疏；(C) 变密； (D) 间距不变。7.在图所示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为（ D ）(A) 全明; (B) 全暗;(C) 右半部明,左半部暗; (D) 右半部暗,左半部明。8. 两个直径相差甚微的圆柱体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，如果将两个圆柱之间的距离拉大，则范围内的干涉条纹 （ C ）（A）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。三、简答题1.用所学物理知识解释为什么经常在光学镜头的表面镀膜，为什么在一般助视光学仪器和照相机镜头的反射光中看到的是蓝紫色。答：在表面镀膜主要作用使透射光加强（2分），一般情况镀膜的材料的折射率在空气和光学镜头之间，所以在膜上下表面光线反射引起的光程差为2nd，要使透射光加强就是使反射光减弱，即满足，得最小厚度为，对于一般助视光学仪器和照相机镜头常选择对人眼最敏感得黄绿光（波长约为550nm）来消反射光，所以这种增透膜得反射光中呈现出与它互补的蓝紫色。（3分）四、计算题1.在双缝干涉实验中，若缝间距为所用光波波长的1000倍，观察屏与双缝相距50cm求相邻明纹的间距。解：依双缝干涉公式2. 用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。(1) 求此空气劈形膜的劈尖角；(2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？解： (1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗纹中心处，即A处膜厚度 (2) 由上问可知A处膜厚为 e43500 / 2 nm750 nm对于的光，连同附加光程差，在A处两反射光的光程差为，它与波长之比为。所以A处是明纹 (3) 棱边处仍是暗纹，A处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗纹3. 用很薄的云母片（n=1.58）覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上。如果入射光波长为550nm，试问此云母片的厚度为多少？解：设云母的厚度为l。有云母时，光程差为x=0处的光程差为x=0处为第k=7级明纹时4.用白光垂直入射到间距为的双缝上，距离缝1.0m处放置屏幕。求第二级干涉条纹中紫光和红光极大点的间距（白光的波长范围是）。解：对于波长为的光波，第二级干涉