光的干涉习题、答案与解法
一. 选择题
1.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?,则此路径AB的光程(B) A、 0.5?; B、 0.5?n; C、 0.5?n; D、 ?. 参考解法:???2??? 其中?为光程差
2.单色平行光垂直照射在薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,如图,若薄膜的厚度为e,且n1?n2?n3,?1为入射光在n1中的波长,则两束反射光的光程差为(A)
A 2n2e B 2n2e??12n1 C 2n2e??n12 D 2n2e??1n22
3.若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大处的两束光的光程差为(B)
A 0 ; B (n2?n1)e或(n1?n2)e ;C (n2?n1)e ;D 无法确定。 参考解法:??n2e?n1e??n2?n1?e 或??n1e?n2e??n1?n2?e
4.在双缝干涉实验中,若双缝所在的平面稍微向下平移,其他条件不变,则屏上的干涉条纹( A)
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 C 向上平移,且间距改变
入射光1n1反射光1n2反射光2en3参考解法:l???2n 当?不变时,l保持不变。
5.用劈尖干涉法检测工件表面的缺陷,当波长为?的单色光平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如图,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切,则表面与条纹弯曲部分出对应的部分(B)
A 凸起,且高度为?4; B 凸起,且高度为?2; C 凹陷,且高度为?2; D 凹陷,且高度为?4. 参考解法:
l平玻璃空气劈尖工件?2??l H?
2H6.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿还得装置上。当平凸镜垂直向下缓慢平移而接近平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹(C) A 向右平移; B 向中心收缩;
单色光空气C 向外扩张; D 静止不动; E 向左平移. 参考解法:由等厚干涉定义得知,当平凸镜垂直向下缓慢平移时,环状干涉条纹向外扩张。
7.已知在迈克尔孙干涉仪中使用波长为?的单色光。在干涉仪的可动反射镜移动距离d的过程中,干涉条纹将移动的数目(B) A、 ; B、
?d2dd; C、 ; D、 0; ?2?参考解法:??2nd?k?2nd2d? k? ???n?1二.填空题。
1.在相同时间内,一束光长为?单色光在空气中和在玻璃中传播的路程不相等
参考解法:???r2n2?r1n1?
2.如图,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2。路径S1P垂直穿过一块厚度为t1、折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2、折射率为n2的另一介质板,S2其余部分可看作真空,这两条路径的光程差为
n2t2S1t1n1r1Pr2?r2?r1???t2?t1???n2t2?n1t1?
参考解法:?????n?r2?t2??n2t2???n?r1?t1??n1t1?
?n?1 ???r2?r1???t2?t1???n2t2?n1t1?
3.如图,假设有两个同相的相干点光源S1和
S2,发出波长为?的光。P是它们连线的中线
S1enP上的一点。若在S1与P之间插入厚度为e、折
S2射率为n的薄玻璃片,则两光源发出的光在P点的相位差???2???n?1?e。若已知??500nm, n?1.5,P点恰为第三
级明纹中心,则e?30nm
2???2??????n?1?e 参考解法:?? ?????????n?1e?????n?1?e? ?n?1?e?k? ???k??k?3?k?3?500?10?9e???30n?11.5?1?nm?
PS14.在双缝干涉实验中,屏幕E上的P点处是明条纹,若将缝S2盖住,并在S1S2连线的垂S直平分面处放一高折射率介质反面镜M,如图,则此时P点处为暗条纹。
S2M参考解法:因为在M镜反射之后必然增加半波损失,故明点变暗点或明暗交换。
5.用波长为?的单色光垂直照射至于空气中厚度为e、折射率为n的透明薄膜,两束反射光的光程差??2ne??2
参考解法: 在折射率为n的透明薄膜上表面有一次半波损失,故加上一个。
6.一双缝干涉装置,在空气中观察使干涉条纹间距为1.5mm。若整个装置放在水中,干涉条纹的间距将为1.125mm。(设水的折射率为) 参考解法:?x?4D?D ?x1?? n?
3dnd43?2D??x11.5?10?3???1.125 ?x2?dnn1.33?mm?
7.一束波长为??580nm的平行单色光垂直入射到折射率为n=1.33的透明薄膜上,该薄膜是放在空气中,要是反射光得到最大限度的减弱,薄膜最小厚度为218nm
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