習(xí)題冊光的干涉

1、一、選擇題一、選擇題1 1、由兩個不同的光源發(fā)出的兩束白光，在空間某處、由兩個不同的光源發(fā)出的兩束白光，在空間某處相遇不會產(chǎn)生干涉的原因是【相遇不會產(chǎn)生干涉的原因是【 】 D A、白光由許多不同波長的色光組成；、白光由許多不同波長的色光組成；B、兩束光的光強不一樣；、兩束光的光強不一樣；C、不同波長的光傳播速度不同；、不同波長的光傳播速度不同；D、兩個光源是獨立的不相干光源。、兩個光源是獨立的不相干光源。 2、雙縫干涉實驗中，入射光波長為、雙縫干涉實驗中，入射光波長為 ，用玻璃紙遮，用玻璃紙遮住其中一縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣大住其中一縫，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣大2.5 ，則屏

2、上原零級明紋處【，則屏上原零級明紋處【 】 A、仍為明條紋、仍為明條紋 B、變?yōu)榘禇l紋、變?yōu)榘禇l紋C、非明非暗、非明非暗 D、無法確定、無法確定 B 3、在楊氏雙縫干涉中，若使屏幕上的干涉條紋變的、在楊氏雙縫干涉中，若使屏幕上的干涉條紋變的稀疏，可作如下哪種情況的變動稀疏，可作如下哪種情況的變動 【 】 A、將鈉黃光換成波長為、將鈉黃光換成波長為632.8nm的氦氖激光；的氦氖激光；B、將整個裝置浸入水中；、將整個裝置浸入水中；C、將雙縫的間距、將雙縫的間距d增大；增大；D、將屏幕向雙縫屏靠近。、將屏幕向雙縫屏靠近。 A , 0, 1, 2dxkkd dxd 解：解：A、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式、

3、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式和條紋間距和條紋間距有將鈉黃光換成波長為有將鈉黃光換成波長為632.8nm的氦氖激光，波長增的氦氖激光，波長增大，則條紋將向兩側(cè)平移，且條紋間距變大，使條大，則條紋將向兩側(cè)平移，且條紋間距變大，使條紋變得稀疏。紋變得稀疏。 dxd nB、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式條紋間距、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式條紋間距，且，且有將整個裝置浸入水中，波長變短，則條紋間距減有將整個裝置浸入水中，波長變短，則條紋間距減小，條紋變密。小，條紋變密。 , 0, 1, 2dxkkd dxd C、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式、根據(jù)楊氏雙縫干涉公式和條紋間距和條紋間距有雙縫的間距有雙縫的間距d增大，則條紋距中央距離減小，

4、條紋增大，則條紋距中央距離減小，條紋向中間收縮，且條紋間距減小，條紋變密。向中間收縮，且條紋間距減小，條紋變密。 D、有將屏幕向雙縫屏靠近，即、有將屏幕向雙縫屏靠近，即d減小，則條紋距中心距減小，則條紋距中心距離減小，條紋向中心收縮，且條紋間距減小，條紋變密。離減小，條紋向中心收縮，且條紋間距減小，條紋變密。 4、如圖所示，折射率為、如圖所示，折射率為n2、厚度為、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的介質(zhì)的折射率分別為的上方和下方的介質(zhì)的折射率分別為n1和和n2，已知，已知n1 n3 。若用波長為。若用波長為 的單色平行光垂直入射到該薄的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、

5、下兩表面反射的光膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光1和和2的光程差的光程差是【是【 】 B 5、用劈尖干涉檢測工件的表面，當(dāng)以波長為、用劈尖干涉檢測工件的表面，當(dāng)以波長為 的單的單色光垂直入射時，觀察到的干涉條紋如圖所示，每一色光垂直入射時，觀察到的干涉條紋如圖所示，每一條紋彎曲部分的頂點恰與左鄰的直線部分的連線相切，條紋彎曲部分的頂點恰與左鄰的直線部分的連線相切，由圖上的條紋可知，工件表面【由圖上的條紋可知，工件表面【 】 A、有一凸梗，高為、有一凸梗，高為 /2B、有一凸梗，高為、有一凸梗，高為 /4C、有一凹梗，高為、有一凹梗，高為 /4C、有一凹梗，高為、有一凹梗，高為 /2 D 12

6、1 22beb 解：解： 6、如圖所示為測量油膜折射率的實驗裝置，在平面如圖所示為測量油膜折射率的實驗裝置，在平面玻璃片玻璃片G上放一油滴，并展開成圓形油膜，在波長上放一油滴，并展開成圓形油膜，在波長 =600nm的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋。已知玻璃的折射率為油膜所形成的干涉條紋。已知玻璃的折射率為 n1=1.50，油膜的折射率，油膜的折射率n2=1.20，問：當(dāng)油膜中心最，問：當(dāng)油膜中心最高點與玻璃片的上表面相距高點與玻璃片的上表面相距h=8.0 102 nm時，可看到時，可看到干涉明紋條數(shù)【干涉明紋條數(shù)【 】 A、三條、

7、三條 B、四條、四條 C、五條、五條 D、六條、六條 B 解解 條紋為同心圓條紋為同心圓kdnk2222nkdk, 2 , 1 , 0k明紋明紋hrRo油膜邊緣油膜邊緣0, 00dknm250, 11dknm500,22dknm750, 33dknm1000, 44dk由于由于 故可觀察到故可觀察到四條明紋四條明紋 .nm100 .82h二、填空題二、填空題1、如圖所示，由相干光源、如圖所示，由相干光源S1和和S2發(fā)出波長為發(fā)出波長為 的單的單色光，分別通過兩種介質(zhì)（折射率分別為色光，分別通過兩種介質(zhì)（折射率分別為n1和和n2, 且且n1 n2）, 射到這兩種介質(zhì)分界面上的一點射到這兩種介質(zhì)分

8、界面上的一點P。已知。已知兩光源到兩光源到P的距離均為的距離均為r。這兩條光的幾何路程是否。這兩條光的幾何路程是否相等相等_（是或否）？光程是否相等（是或否）？光程是否相等_（是或否）？光程差是多少是或否）？光程差是多少_ ？ 解：解：兩光源到兩光源到P的距離均的距離均為為r，所以兩條光的幾何，所以兩條光的幾何路程相等。兩種介質(zhì)折射路程相等。兩種介質(zhì)折射率分別為率分別為n1和和n2, 所以兩所以兩條光的光程不相等。光程條光的光程不相等。光程差為差為 21n rn r是是否否21n rn r2、一雙縫裝置的一個縫被折射率為、一雙縫裝置的一個縫被折射率為1.40的薄玻璃片的薄玻璃片所遮蓋，另一個縫

9、被折射率為所遮蓋，另一個縫被折射率為1.70的薄玻璃片所遮的薄玻璃片所遮蓋。在玻璃片插入以后，屏上原來的中央極大所在蓋。在玻璃片插入以后，屏上原來的中央極大所在點，現(xiàn)變?yōu)榈谖寮壝骷y。假定點，現(xiàn)變?yōu)榈谖寮壝骷y。假定 = 480 nm，且兩玻，且兩玻璃片厚度均為璃片厚度均為d，則，則d=_。 8.0m解：解：原來兩雙縫在中央極大點的光程差為零，現(xiàn)在兩原來兩雙縫在中央極大點的光程差為零，現(xiàn)在兩雙縫處分別放置了不同折射率玻璃片，使得原中央極雙縫處分別放置了不同折射率玻璃片，使得原中央極大處光程差不再為零，由題意可知變?yōu)榈谖寮壝骷y，大處光程差不再為零，由題意可知變?yōu)榈谖寮壝骷y，即光程差為即光程差為 5

10、。 215n dn d 962155 480 108.0 108.01.70 1.40dmmmnn3、在折射率、在折射率n3=1.52 的照相機鏡頭表面涂有一層折的照相機鏡頭表面涂有一層折射率射率n2 =1.38的的MgF2增透膜，若此膜僅適用于波長增透膜，若此膜僅適用于波長 =550nm的光，則此膜的最小厚度為的光，則此膜的最小厚度為_。 99.6nm解：解：根據(jù)反射光與透射光的總能量守恒，增加透射根據(jù)反射光與透射光的總能量守恒，增加透射也就意味著減小反射，且也就意味著減小反射，且n n2 n3 ，無半波損失，無半波損失，所以根據(jù)干涉相消條件：所以根據(jù)干涉相消條件： 22(21), 0, 1

11、, 22n dkk有2(21), 0, 1, 24kdkn對應(yīng)對應(yīng)k=0時，膜有最小厚度為：時，膜有最小厚度為： 99min2550 1099.6 1099.644 1.38dmmnmn4、波長為、波長為680nm的平行光照射到的平行光照射到L=12cm長的兩塊長的兩塊玻璃片上，兩玻璃片的一邊相互接觸玻璃片上，兩玻璃片的一邊相互接觸 ，另一邊被厚，另一邊被厚度度D=0.048 mm的紙片隔開。問在這的紙片隔開。問在這12cm長度內(nèi)會長度內(nèi)會呈現(xiàn)呈現(xiàn)_條暗條紋。條暗條紋。 142解：解： 2(21)0,1,2,22dkk2(21)22mDk2141.2mDk共有共有142條暗紋條暗紋 5、單色光

12、垂直照射空氣劈尖，觀察到的條紋寬度為、單色光垂直照射空氣劈尖，觀察到的條紋寬度為b= /2 , 相鄰兩暗條紋處劈尖的厚度差為相鄰兩暗條紋處劈尖的厚度差為_。如如用折射率為用折射率為n的物質(zhì)構(gòu)成劈尖，問條紋寬度有何變化的物質(zhì)構(gòu)成劈尖，問條紋寬度有何變化_（變寬或變窄），相鄰兩暗條紋處的變寬或變窄），相鄰兩暗條紋處的厚度差為厚度差為_。 /2變窄變窄 /2n解：解：根據(jù)相鄰兩暗條紋處劈尖的厚度差與條紋寬度關(guān)根據(jù)相鄰兩暗條紋處劈尖的厚度差與條紋寬度關(guān)系，有系，有 sindb且且 角很小，所以角很小，所以 22db充物質(zhì)后，根據(jù)暗紋產(chǎn)生條件充物質(zhì)后，根據(jù)暗紋產(chǎn)生條件 2(21), 0, 1, 222n

13、dkk有122nkkdddn條紋寬度隨波長減小而變窄條紋寬度隨波長減小而變窄6、用波長為、用波長為589.3nm的鈉黃光觀察牛頓環(huán)，測得某的鈉黃光觀察牛頓環(huán)，測得某一明環(huán)的半徑為一明環(huán)的半徑為1.0 10-3m，而其外第第四個明環(huán)的，而其外第第四個明環(huán)的半徑為半徑為3.0 10-3m，則平凸透鏡凸面的曲率半徑為，則平凸透鏡凸面的曲率半徑為_。 3.39m解：解：根據(jù)牛頓環(huán)中明環(huán)半徑根據(jù)牛頓環(huán)中明環(huán)半徑 1(), 1, 2, 32rkRk有1()2krkR41(4)2krkR22323249(3.0 10 )(1.0 10 )3.3944 589.3 10kkrrRmm三、計算題三、計算題1、在

14、雙縫干涉實驗中，兩縫間距為、在雙縫干涉實驗中，兩縫間距為0.30mm，用單色光垂直照射，用單色光垂直照射雙縫，在離縫雙縫，在離縫1.20m的屏上測得中央明紋一側(cè)第的屏上測得中央明紋一側(cè)第5條暗紋與另一條暗紋與另一側(cè)第側(cè)第5條暗紋間的距離為條暗紋間的距離為22.78mm。問所用光的波長為多少，是。問所用光的波長為多少，是什么顏色的光？什么顏色的光？ 解：解：根據(jù)雙縫干涉暗條紋位置根據(jù)雙縫干涉暗條紋位置 (21), 0, 1, 22dxkkd 且對應(yīng)第且對應(yīng)第5條暗紋，條暗紋，k=4，有，有 3322122.781020.30102 (241)1.20 632.8 xdkdmnm是紅光是紅光 2、

15、如圖所示，用白光垂直照射厚度、如圖所示，用白光垂直照射厚度d=350nm的薄膜，的薄膜，若薄膜的折射率為若薄膜的折射率為n2=1.40，且，且n2 n1，n2 n2 n3，所以反射，所以反射光將產(chǎn)生半波損失。根據(jù)干涉加強條光將產(chǎn)生半波損失。根據(jù)干涉加強條件：件： 22, 1, 2, 32n dkk有22=, 1, 2, 312n dkk由計算可知，只有由計算可知，只有k=2時的光波長在可見光范圍內(nèi)，所以時的光波長在可見光范圍內(nèi)，所以 2 1.40 3502= 653.3 12-2knmnm時，（2）根據(jù)反射光與投射光的總能量守恒，在反射）根據(jù)反射光與投射光的總能量守恒，在反射中干涉加強的光必在

16、透射光中干涉相消，所以在中干涉加強的光必在透射光中干涉相消，所以在透射光中波長透射光中波長 =653.3 nm的紅光會消失的紅光會消失 3、在一塊光平的玻璃片、在一塊光平的玻璃片A上，端正地放一錐頂角很大上，端正地放一錐頂角很大的圓錐形平凸透鏡的圓錐形平凸透鏡B，其間形成一劈尖角，其間形成一劈尖角 很小的空很小的空氣薄層，如圖所示。當(dāng)波長氣薄層，如圖所示。當(dāng)波長 的單色平行光垂直地射的單色平行光垂直地射向平凸透鏡時，從上方可以觀察到干涉條紋，求：向平凸透鏡時，從上方可以觀察到干涉條紋，求：（1）明暗條紋的位置；）明暗條紋的位置；（2）若平凸透鏡稍向右傾斜，干涉條紋有何變化？）若平凸透鏡稍向右傾

17、斜，干涉條紋有何變化？ 解：解：（1）如圖所示，有：）如圖所示，有： tanidr因為因為 很小，有：很小，有： tanidr考慮到反射光產(chǎn)生半波損失，有：考慮到反射光產(chǎn)生半波損失，有： 光程差光程差 2222idr 根據(jù)干涉條件，有：根據(jù)干涉條件，有： , 0, 1, 2kk 干涉加強2, 1, 2, 32irkk(21), 1, 2, 34ikrk明紋(21), 0, 1, 22kk 干涉減弱2(21), 0, 1, 222irkk, 0, 1, 22ikrk暗紋（2）若平凸透鏡稍向右傾斜，則右側(cè)尖角小于左側(cè)）若平凸透鏡稍向右傾斜，則右側(cè)尖角小于左側(cè)尖角，所以右邊的明、暗條紋變得稀疏，左側(cè)條紋變尖角，所以右邊的明、暗條紋變得稀疏，左側(cè)條紋變得稠密。得稠密。 4、在牛頓環(huán)實驗中，透鏡的曲率半徑、在牛頓環(huán)實驗中，透鏡的曲率半徑R= 40cm，用，用單色光垂直照射，在反射光中觀察某一級暗環(huán)的半單色光垂直照射，在反射光中觀察某一級暗環(huán)的半徑徑r =2.5m