大學(xué)物理II練習(xí)冊答案156045

大學(xué)物理練習(xí)十五一．選擇題：1．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n<n，n>n，為入射光在折射率為n1的媒12231C質(zhì)中的波長，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的位相差為[]11(A)2ne/(n)n211(B)4ne/(n)ne12211(C)4ne/(n)n32222ne(D)4ne/(n)2112n11有半波損失.3PS解:n<nn>n1，S122MS22.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)處是明條紋。若將縫S2SS連線的垂直平分面處放一反射鏡蓋住，并在M，如圖所示，E12則此時(shí)(A)P點(diǎn)處仍為明條紋。(B)P點(diǎn)處為暗條紋。(C)不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋。B(D)無干涉條紋。[]有半波損失.解:反射鏡M（屏幕E上的P點(diǎn)處原是明條紋。）3．如圖所示，用波長為的單色光照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，若將一折射率為n、劈角為的透明劈尖b插入光線S2），屏C上的干涉條紋(A)間隔變大，(B)間隔變小，(C)間隔不2中，則當(dāng)劈尖b緩慢地向上移動時(shí)（只遮住向下移動。SS112向上移動。OS變，向下移動。C變，2(D)間隔不向上移動.[。]屏bDd解:x當(dāng)劈尖b緩慢地向上移動時(shí)，改變光程差4．如圖，用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上。當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到這些環(huán)狀干涉條紋B單色光空氣[](A)向右平移.(C)向外擴(kuò)張.(E)向左平移.(B)向中心收縮.(D)靜止不動.解:當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移，薄膜厚增加.環(huán)狀干涉條紋向中心收縮.5.在邁克爾遜干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為n的透明介質(zhì)薄膜后，改變量為一個(gè)波長，則薄膜的厚度是D測出兩束光的光程差的[]2n(A)2(B)(C)n(D)2(n1)2nd2d2(n1)d解:6．如圖所示，兩個(gè)直徑有微小差別的彼此平行的滾柱之間的距離為L，夾在兩塊平晶的中間，形成空氣劈尖，當(dāng)單色光垂直入射時(shí)，產(chǎn)生等厚干涉條紋。如果滾柱之間的距離L變小，則在L范圍內(nèi)干涉條紋的(A)數(shù)目減少,間距變大。(B)數(shù)目不變,間距變小。(C)數(shù)目增加,間距變小。LB(D)數(shù)目減少,間距不變。[]解:滾柱之間的距離L變小,夾角增大，干涉條紋變密.Rr但直徑有微小差不變，故數(shù)目不變.N/27．在折射率n=1.60的玻璃片表面鍍一層折射率n=1.38的MgF2薄膜作為增透32膜。為了使波長為5000A0的光，從折射率=1.00的空氣垂直n1入射到玻璃片D上的反射盡可能地減少，薄膜的最小厚度e應(yīng)是[]min(A)2500A0(B)1812A0(C)1250A0(D)906A02ne(2k1)/22解:e906A04nmin2二．填空題：1．單色平行光垂直入射到雙縫上。觀察屏上P點(diǎn)到兩縫的距離分別為r和r2。1設(shè)雙縫和屏之間充滿折射率為n的媒質(zhì)，則P點(diǎn)處二相干光線的光程差為。解:nrnre21S1n2．如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S和S2，發(fā)出波長1A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn)。若在S與A之間S12A為的光。插入厚度為e、折射率為位相差n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在。若已知5000A0，n=1.5，A點(diǎn)恰為第四級A0。A點(diǎn)的明紋中心，則e=(n1)e4n142(n1)ee4104A0解:3．如圖所示，波長為的平行單色光垂直照射到兩個(gè)劈尖上，兩劈尖角分別為和，折射率分別為n和n，若二者分12別形成的干12涉條紋的明條紋間距相等，則，，n和121n2之間的關(guān)系是。2n112n22解:lnn11224．一平玻璃板接觸。波長分別為1=600nm和2=500nm種單色光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)。凸透鏡，凸面朝下放在一平玻璃板上。透鏡剛好與的兩從中心向外數(shù)的兩種光的第五個(gè)明環(huán)所對應(yīng)的空氣膜厚度之差為nm。2e1524501ee225nm解:22e2522察從空氣膜上下表面反射的光形成的牛頓環(huán)。若5．用波長為的單色光垂直照射如圖所示的牛頓環(huán)裝置，觀使平凸透鏡慢慢地垂直向上移動，從透鏡頂點(diǎn)與平面玻璃接觸到兩者距離為d的移動過程中，移過視場中某固定觀察點(diǎn)的條紋數(shù)目等于。k2d/dk/2解:2d(2k1)/226．用邁克爾遜干涉儀測微小的位移。若入射光波波長=6289A0，當(dāng)動臂反射鏡移動時(shí)，干涉條紋移動了2048條，反射鏡移動的距離d=。解:/2204862891010/20.644mmdN7．在邁克爾遜干涉儀的一支光路上，垂直于光路放入折射率為n、厚度為h的透明介質(zhì)薄膜。與未放入此薄膜時(shí)相比較，兩光束光程差的改變量為。解:2(n1)h8．白光垂直照射在鍍有e=0.40m厚介質(zhì)膜的玻璃板上，玻璃的折射率n=1.45，介質(zhì)的折射率n=1.50。則在可見光(3900A0~7600A0)范圍內(nèi)，波長的光在反射中增強(qiáng)。2ne/2k解:2k2k3k4233400A048000A04800A0三、計(jì)算題1．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長的單色光垂直入射到縫間距m的d21045500oA雙縫上，屏到雙縫的距離D＝2m，求：(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中的間距；(2)用一厚度為m、折射率為n＝1.58的玻璃片復(fù)蓋一縫后，e6.6106零級明紋將移到原來的第幾條明紋處？心Ddxk解：（1）明紋位置：kD2x2k21021045.5107m11102m11cmdr(rnee)0（2）蓋片后零級明紋：21rrk21未蓋片：(n1)e(1.581)6.610k67由上兩式得：5.5107零級明紋移至原來第7級明紋處。2.在折射率n=1.50的玻璃上，鍍上n=1.35的透明介質(zhì)薄膜。入射光波垂直于介質(zhì)膜表面照射，觀察反射光的干涉，發(fā)現(xiàn)對6000A0的光波干涉相消，對17000A0的光波干涉相長。且在6000A0到7000A0之間沒有別的波長是最大限2度相消或相長的情形。求所鍍介質(zhì)膜的厚度。解:2ne(2k1)12nek2212kkkkk3解得12()121221ek7.78104mm22n3．在在圖示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用薄玻璃片（折射率n=1.4）覆蓋縫S，用11同樣厚度的玻璃片（但折射率n=1.7）覆蓋縫S，將使屏上原來未放玻璃時(shí)的中22央明紋所在處O變?yōu)榈谖寮壝骷y。設(shè)單色光波長4800A0，求h⑴玻璃片的厚度（可認(rèn)為光線垂直穿過玻璃片）。Dd⑵如雙縫與屏間的距離＝120cm，雙縫間距＝0.50，則mm新的零級明紋Ox的坐標(biāo)＝？hxrr0（1）原來：rn1解:SS1211O蓋片后：rn222(rdnd)(rdnd)D2211(nn)d5215dnn1.71.454800A8104A8106m21（2）Dk5D51.248001010xdd5.76103m0.51034．兩塊平行平面玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長500nm的單色平行光垂直照射劈尖上表面。（1）求從棱算起的第10條暗紋處空氣膜的厚度；（2）使膜的上表面向上平移Δe，條紋如何變化？若Δe=2.0μm，原來第10條暗紋處現(xiàn)在是第幾級？2e(2k1),考慮棱邊為暗紋,第10條暗紋對應(yīng)k9解：（1）22ek9500nm2250nm22（2）使膜的上表面向上平移Δe，條紋向劈棱方向移動。2(ee)2(22502000)172(ee)(2k1)k22500原來第10條暗紋處現(xiàn)在是第17級。e8k9817或25．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R鏡凸表面的曲率半徑是＝400．用cm某單色平行光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測得第5個(gè)明環(huán)的半徑是0.30．cmOA(1)求入射光的波長．OAOA(2)設(shè)圖中＝1.00，求cm在半徑為的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目．解：（1）明紋半徑：r(k1)R