大學(xué)物理題庫(kù)通用版-第11章-波動(dòng)光學(xué)--光的干涉

1、大學(xué)物理題庫(kù)通用版 11、波動(dòng)光學(xué) 光的干涉一、選擇題(共15題)1. 如圖，S1、S2是兩個(gè)相干光源，它們到P點(diǎn)的距離分別為r1和r2路徑S1P垂直穿過(guò)一塊厚度為t1，折射率為n1的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過(guò)厚度為t2，折射率為n2的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光程差等于 沒(méi) (A) (B) (C) (D) 2. 在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為l的單色光在空氣中和在玻璃中 (A) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程相等 (B) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等 (C) 傳播的路程不相等，走過(guò)的光程相等 (D) 傳播的路程不相等，走過(guò)的光程不相等 3. 如圖所示，折射率為n2、厚度為e的透

2、明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為n1和n3，已知n1< n2> n3若用波長(zhǎng)為l的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束(用與示意)的光程差是 (A) 2n2 e (B) 2n2 el / 2.(C) 2n2 el (D) 2n2 el / (2n2) 4. 如圖所示，波長(zhǎng)為l的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上，經(jīng)上下兩個(gè)表面反射的兩束光發(fā)生干涉若薄膜厚度為e，而且n1n2n3，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為 (A) 4pn2 e / l (B) 2pn2 e / l(C) (4pn2 e / l) +p (D) (2pn2 e / l)

3、 -p 5. 如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，并且 n1n2n3，l1為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長(zhǎng)，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為 (A) 2pn2e / ( n1 l1) (B)4pn1e / ( n2 l1) + p (C) 4pn2e / (n1 l1) + p (D) 4pn2e / ( n1 l1) 6.一束波長(zhǎng)為l的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使反射光得到干涉加強(qiáng)，則薄膜最小的厚度為 (A) l / 4 (B) l / (4n) (C) l / 2 (D) l / (2n) 7

4、. 兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時(shí)針?lè)较蜃魑⑿∞D(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的 (A) 間隔變小，并向棱邊方向平移 (B) 間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移 (C) 間隔不變，向棱邊方向平移 (D) 間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移 8.用白光光源進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，若用一個(gè)純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個(gè)純藍(lán)色的濾光片遮蓋另一條縫，則 (A) 干涉條紋的寬度將發(fā)生改變 (B) 產(chǎn)生紅光和藍(lán)光的兩套彩色干涉條紋 (C) 干涉條紋的亮度將發(fā)生改變 (D) 不產(chǎn)生干涉條紋 9. 把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d，雙縫到屏的距離為D (D &

5、gt;>d)，所用單色光在真空中的波長(zhǎng)為l，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是 (A) lD / (nd) (B) nlD/d (C) ld / (nD) (D) lD / (2nd) 10. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處現(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的S¢位置，則 (A) 中央明條紋也向下移動(dòng)，且條紋間距不變 (B) 中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變 (C) 中央明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大 (D) 中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大 11. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為l，用玻璃紙遮住雙縫中的一個(gè)縫，若玻

6、璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大2.5 l，則屏上原來(lái)的明紋處 (A) 仍為明條紋； (B) 變?yōu)榘禇l紋； (C) 既非明紋也非暗紋； (D) 無(wú)法確定是明紋，還是暗紋 12.在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中，曲率半徑為R的平凸透鏡與平玻璃扳在中心恰好接觸，它們之間充滿折射率為n的透明介質(zhì)，垂直入射到牛頓環(huán)裝置上的平行單色光在真空中的波長(zhǎng)為l，則反射光形成的干涉條紋中暗環(huán)半徑rk的表達(dá)式為 (A) rk = (B) rk = (C) rk = (D) rk = 13. 把一平凸透鏡放在平玻璃上，構(gòu)成牛頓環(huán)裝置當(dāng)平凸透鏡慢慢地向上平移時(shí)，由反射光形成的牛頓環(huán) (A) 向中心收縮，條紋間隔變小 (B) 向中心

7、收縮，環(huán)心呈明暗交替變化 (C) 向外擴(kuò)張，環(huán)心呈明暗交替變化 (D) 向外擴(kuò)張，條紋間隔變大 14. 如圖a所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測(cè)工件B之間形成空氣劈尖，用波長(zhǎng)l500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射看到的反射光的干涉條紋如圖b所示有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分的連線相切則工件的上表面缺陷是 (A) 不平處為凸起紋，最大高度為500 nm (B) 不平處為凸起紋，最大高度為250 nm (C) 不平處為凹槽，最大深度為500 nm (D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm 15. 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n，厚度為d的透明薄片

8、，放入后，這條光路的光程改變了 (A) 2 ( n-1 ) d (B) 2nd (C) 2 ( n-1 ) d+l / 2 (D) nd(E) ( n-1 ) d 二、填空題(共15題)1. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e波長(zhǎng)為l的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差Df_2. 如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2，發(fā)出波長(zhǎng)為l的光A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn)若在S1與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在A點(diǎn)的相位差Df_2p (n -1) e / l_若已知l500 nm，n1.5，A點(diǎn)恰

9、為第四級(jí)明紋中心，則e_nm(1 nm =10-9 m) 3. 如圖所示，兩縫S1和S2之間的距離為d，媒質(zhì)的折射率為n1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為q，則屏幕上P處，兩相干光的光程差為_ _ 4. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所用光波波長(zhǎng)l5.461×104 mm，雙縫與屏間的距離D300 mm，雙縫間距為d0.134 mm，則中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)明條紋之間的距離為_ _5. 用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射折射率為n的劈形膜形成等厚干涉條紋，若測(cè)得相鄰明條紋的間距為l，則劈尖角q_6. 把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的媒質(zhì)中，雙縫到觀察屏的距離為D，兩縫之間的距離為d (d<

10、;<D)，入射光在真空中的波長(zhǎng)為l，則屏上干涉條紋中相鄰明紋的間距是_7. 用l600 nm的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時(shí)，從中央向外數(shù)第個(gè)(不計(jì)中央暗斑)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度為_(1 nm=10-9 m)8. 用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射折射率為n2的劈形膜(如圖)圖中各部分折射率的關(guān)系是n1n2n3觀察反射光的干涉條紋，從劈形膜頂開始向右數(shù)第5條暗條紋中心所對(duì)應(yīng)的厚度e_ 9. 波長(zhǎng)為l的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為q，劈形膜的折射率為n，第三條暗紋與第六條暗之間的距離是_10. 一束波長(zhǎng)為l600 nm (1 nm=10-9 m)的平行單色光垂直入射到折射率為n1.33的透

11、明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的要使反射光得到最大限度的加強(qiáng)，薄膜最小厚度應(yīng)為_nm11. 波長(zhǎng)為l的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈尖角為q，劈形膜的折射率為n，第k級(jí)明條紋與第k5級(jí)明紋的間距是_ 12. 波長(zhǎng)l600 nm的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝置上，第二個(gè)明環(huán)與第五個(gè)明環(huán)所對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度之差為_nm(1 nm=10-9 m)13. 折射率分別為n1和n2的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射如果將該劈尖裝置浸入折射率為n的透明液體中，且n2nn1，則劈尖厚度為e的地方兩反射光的光程差的改變量是_ 14. 如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS1SS2，用波長(zhǎng)為l的光照射雙縫S

12、1和S2，通過(guò)空氣后在屏幕E上形成干涉條紋已知P點(diǎn)處為第三級(jí)明條紋，則S1和S2到P點(diǎn)的光程差為_3l _若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級(jí)明條紋，則該液體的折射率n_15. 已知在邁克耳孫干涉儀中使用波長(zhǎng)為l的單色光在干涉儀的可動(dòng)反射鏡移動(dòng)距離d的過(guò)程中，干涉條紋將移動(dòng)_條 三、計(jì)算題(共5題)1. 白色平行光垂直入射到間距為a0.25 mm的雙縫上，距D =50 cm處放置屏幕，分別求第一級(jí)和第五級(jí)明紋彩色帶的寬度(設(shè)白光的波長(zhǎng)范圍是從400nm到760nm這里說(shuō)的“彩色帶寬度” 指兩個(gè)極端波長(zhǎng)的同級(jí)明紋中心之間的距離) (1 nm=10-9 m) 2. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)l

13、550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距a2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m求： (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距； (2) 用一厚度為e6.6×10-5 m、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移到原來(lái)的第幾級(jí)明紋處？(1 nm = 10-9 m) 3.用波長(zhǎng)為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心 (1) 求此空氣劈形膜的劈尖角q； (2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖

14、上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？ (3) 在第(2)問(wèn)的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？ 2分4. 圖示一牛頓環(huán)裝置，設(shè)平凸透鏡中心恰好和平玻璃接觸，透鏡凸表面的曲率半徑是R400 cm用某單色平行光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測(cè)得第5個(gè)明環(huán)的半徑是0.30 cm (1) 求入射光的波長(zhǎng) (2) 設(shè)圖中OA1.00 cm，求在半徑為OA的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目 5.用波長(zhǎng)l500 nm的平行光垂直照射折射率n1.33的劈形膜，觀察反射光的等厚干涉條紋從劈形膜的棱算起，第5條明紋中心對(duì)應(yīng)的膜厚度是多少？光的干涉習(xí)題答案一、 選擇題二、1、B；2、C；3、

15、B；4、A；5、C；6、B；7、A；8、D；9、A；10、B；11、B；12、B；13、B；14、B；15、A二、填空題1、 2p(n1 n2) e / l2、4×103 nm3、d sinq (r1r2)4、7.33 mm5、6、Dl / (dn)7、1.2=2l mm8、9、3l / (2nq)10、113nm11、5l / (2nq)12、900 nm13、2 ( n 1) e l /214、1.3315、2d /l三、計(jì)算題1解：由公式xkDl / a可知波長(zhǎng)范圍為Dl時(shí),明紋彩色寬度為 DxkkD Dl / a 2分由 k1可得，第一級(jí)明紋彩色帶寬度為 Dx1500

16、5;(760400)×10-6 / 0.250.72 mm 2分k5可得，第五級(jí)明紋彩色帶的寬度為 Dx55·Dx13.6 mm 1分2解：(1) Dx20 Dl / a 2分 0.11 m 2分 (2) 覆蓋云玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足 (n1)er1r2 2分設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級(jí)明紋，則應(yīng)有 r2r1kl 2分所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處 2分3解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e2l處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度 e4= 4.8×10-5 rad 5分 (2) 由上問(wèn)可知A處膜厚為 e43×500 / 2 nm750 nm 對(duì)于