大学物理课件光干涉习题课.ppt

1、1,大学物理电子教案,2,3,4,12.3 迈克尔逊干涉仪,一 、仪器结构：,二、仪器原理：,光干涉原理。,(1) 当 时,等厚空气膜,等倾干涉,（2）当 不严格垂直 时,形成空气劈尖,等厚干涉,M 2,1,1,2,2,半透半反膜,补偿板,5,三、仪器的应用,测量微小长度,（可测不透明物体）,(2) 在光路上加透明物体,测厚度,（实际还可测 等）,6,1.形成明纹、暗纹的条件,明纹,暗纹,2.明纹、暗纹的位置(中心位置),明纹中心位置:,暗纹中心位置:,3. 相邻明纹(或暗纹)间距离,一、双缝干涉,第十二章 小 结,7,o,k级,k+1级,(2级),白光,白色,4.用白光照射, 中央明纹是白色

2、, 其余各级条纹是紫到红的彩色光带, 彩色光带的宽度, 当级数高到一定程度时,有重迭现象,假设从第K级开始重迭,说明从第2级开始重迭,在重迭区域波程差相等,=,8,干涉条纹向光程增大的一侧移动,条纹间距不变,5.条纹移动问题,6.光程和光程差,（1） 光程,（2） 光程差,（3） 位相差与光程差的关系,（4） 光通过薄透镜时不产生附加的光程差,9,10,11,12,第十二章选择题,1、在真空中波长为 的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点相位差为3 ，则此路径AB的光程为 (A) (B) (C) (D),解：,A,2、如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两

3、表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，l1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 2pn2e / ( n1 l1) (B)4pn1e / ( n2 l1) + p (C) 4pn2e / ( n1 l1) + p(D) 4pn2e / ( n1 l1),解：,C,13,3、真空中波长为 的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径传播到B点，路径的长度为lA、B两点光振动相位差记为Df，则 (A) l3 l / 2，Df3p (B) l3 l / (2n)，Df3np (C) l3 l / (2n)，Df3p (D) l

4、3nl / 2，Df3np,解：,C,C,4、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 n1 和 n3 ，n1 n3 已知， 光若用波长为 的单色平行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：,解：,1光有半波损失,14,D,因为红光与蓝光 频率不同，不满 足相干条件，故 不产生干涉条纹。,5、用白色光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖 一条缝，用一个 纯兰色的滤光片遮盖另一条缝，则：,解：,6、在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则 (A) 干涉条纹的间距

5、变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象,解：,不能完全相消,C,15,7、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：,(A) 使屏靠近双缝 (B) 使两缝间距变小 (C) 把两缝的宽度稍微调小 (D) 改用波长较小的单色光,条纹间距:,B,解：,16,B,变为暗纹。,(2). 因为经镜面反射的光有半波损失， 较 (1) 光程多/2 。,即：,8、在双缝干涉实验中，屏幕上的 P 点处是明条纹，若将缝 S2 盖住，并在 S1S2 连线的垂直平面处放一反射镜M ，如图所 示，则此时：,解：,(A) P

6、点处仍为明条纹 (B) P 点处是暗条纹 (C) 不能确定 P 点是明纹还是暗纹 (D) 无干涉条纹,(1). 满足= k 的明纹。,17,9、在双缝干涉实验中，光的波长为600 nm (1 nm109 m)，双缝间距为2 mm，双缝与屏的间距为300 cm在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为 (A) 0.45 mm (B) 0.9 mm (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm,解：,B,10、在双缝干涉实验中，入射光的波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 ，则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹； (B) 变为暗条纹； (C) 既非明纹也非暗纹

7、； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹,解：,变暗,B,18,11、在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 (A) 向下平移，且间距不变 (B) 向上平移，且间距不变 (C) 不移动，但间距改变 (D) 向上平移，且间距改变,解：,仍为平行光垂直入射,整体上移,B,12、把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中，两缝间距离为d，双缝到屏的距离为D (D d)，所用单色光在真空中的波长为 ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A) D / (nd) (B) n D/d (C) d / (nD) (D) D / (2nd),解：,A,19,13

8、、一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为 n 的透 明薄膜上 ，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加 强，则薄膜最小的厚度为：,解：,B,20,14、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 (A) 中心暗斑变成亮斑 (B) 变疏 (C) 变密 (D) 间距不变,解：,C,15、在牛顿环实验装置中，曲率半径为R的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触，它们之间充满折射率为n的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为l，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径rk的表达式为 (A) rk =,(B) rk =,(C) rk =

9、,(D) rk =,解：,暗环半径公式,B,21,解：,C,16、在折射率为 n1.68 的平板玻璃表面涂一层折射率为n1.38 MgF2 透明薄膜，可以减少玻璃表面的反射光，若用波长为 500 nm 的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则 MgF2 薄膜的最小厚度（单位nm）应是：,181.2 (B) 781 (C) 90.6 (D) 56.3,22,17、把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 (A) 向中心收缩，条纹间隔变小 (B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 (C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化 (D) 向外扩张，条纹间隔变大,解：,B,18、两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的 (A) 间隔变小，并向棱边方向平移 (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移 (C) 间隔不变，向棱边方向平移 (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移,解：,D,23,19、由两块玻璃片(n11.75)所形成的空气劈形膜，其一端厚度为零，另一端厚度为0.002 cm现用波长为700 nm (1nm = 10 9 m