大学物理D-07光的干涉

1、精品文档练习九光的干涉一、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.71 X1032.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兀，则光从A点传到B点经过的实际路程为2500nm3.在双缝干涉实验中，若缝间距为所用光波波长的品巨为 0.05cm。1000倍，观察屏与双缝相距50cm ,则相邻明纹的间SiS24 .在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n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4n5 .

2、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n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统一 O处的光程差为 ( n 1)e .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人，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0.4 m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 480nm8 .用600 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 m9 .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

3、变近小。& =、10 . 5 .在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角1.0 10 4 rad ,在波长 700 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 ,当用某智婴色光空射由 测得第 夕£暗纹半径为12 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600 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

4、位置，则此玻璃片厚度为(B )一人1(A) 5.0 x 10-4 cm；(B) 6.0 x 10-4 cm；(C) 7.0 x 10-4 cm；(D) 8.0 x 10-4 cm。(A)使屏靠近双缝；(C)把两个缝的宽度稍微调窄;(B)使两缝的间距变小；(D)改用波长较小的单色光源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n33 .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透明介质的折射率分别 为ni和n3 ,已知nlvn2V n3.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）一巧2n2e ；

5、 （B） 2n 2e2 2 ； （C） 2n2 e ； （D）2n2e /2n2。4 .如图所示， 波长为 人的平行单色光垂直入射在折射率为n2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ni > n2 > n3 ,则两束反射光在相遇点的位相差为（A ）（A） 4玉2 e /九；（B） 2in2 e / 九；（C） 4 n2 e久；（D） 疝+4 n2 e/ 。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

6、 ）（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，弁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）（

7、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 ）在反（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

8、装置中，用单色光垂直照射,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） 全日t ;（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L拉大，则L范围内的干涉条纹（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)，

9、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2nd =(2k$1)上，得最小厚度为上，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24n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k iD x -dx - 0.05cm2.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

10、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Q ；(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？ 1解：(1)棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为e2 =一款处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗纹中23心处，即A处膜厚度e4= 一人2仁一 4 /：_ 3，型, 一5 l 214.8 10 rad(2)由上问可知 A处膜厚为 e4= 3X 500 / 2 nm =750 nm1对于6

11、 -600nm的光，连同附加光程差，在A处两反射光的光程差为2e4十 一九，22e它与波长勺,N比为 4 1 . 1 。所以处是明纹 -3.0A口 JT际 JF , " 0、0 12(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xd丫 一 (n -1) l Dx=0处的光程差为部尹(n 1) lx=0处为第k=7级明纹时绛一(n i)| - k l =

12、k = 7550 10 9 二 6.64 10 $ (m)n - 11,58-14,用白光垂直入射到间距为d = 0.25mm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400nm 1760nm )。解：对于波长为 我的光波，第二级干涉条纹中明纹的位置2Dx d因此，对于波长分别为八和九2的光波，它们的第二级明条纹的间距).2D( 21x d将 和另00nm ,入2 =760nm , d 0.25mm , D 1,0m代入上式中，得2 1.0 (76010-9-40010 9)a -x0.25 10 332.8810 3 m5.使用单色光来观察牛顿环，测得某一明环的直径为3.00mm ,在它外面第五个明环的直径为4.60mm,所用平凸