高二物理 光學習題 競賽

光學習題課件17-1用單色光源S照射雙縫，在屏上形成干涉圖樣，零級明條紋位于O點，如圖所示。若將縫光源S移至位置S′，零級明條紋將發(fā)生移動。欲使零級明條紋移回O點，必須在哪個縫處覆蓋一薄云母片才有可能?若用波長589nm的單色光，欲使移動了4個明紋間距的零級明紋移回到O點，云母片的厚度應為多少?云母片的折射率為1.58。S1S2SS′屏O返回結束解：欲使條紋不移動,需在縫S1上覆蓋云母片1n()4l=e1n4l=e=4062

(nm)

=4×5891.58-14lr2r1=原來e()+=0r2r1ne現(xiàn)在返回結束17-2在空氣中垂直入射的白光從肥皂膜上反射，在可見光譜中630nm處有一干涉極大，而在525nm處有一干涉極小，在這極大與極小之間沒有另外的極小。假定膜的厚度是均勻的，求這膜的厚度。肥皂水的折射率看作與水相同，為1.33。返回結束解：解：2nekl12l1+==5.921×10-4(mm)

k=l1l2l1=3630=2(630-525)=kl22ne3×5252×1.33=k=3將代入(2k+1)2ne2l2+=2l2由上兩式得到:返回結束17-3一平面單色光波垂直照射在厚度均勻的薄油膜上，油膜覆蓋在玻璃板上，所用單色光的波長可以連續(xù)變化，觀察到500nm與7000nm這兩個波長的光在反射中消失，油的折射率為1.30，玻璃的折射率為1.50。試求油膜的厚度。返回結束解：解：由暗紋條件(2k+1)nel2l+k122=()==637

(nm)

=12k1()+()+k12l112l22k=()+l1l2l2l1500+700=2(700-200)l1=500nm設為第k級干涉極小l2=700nm為第(k-1)級干涉極小返回結束17-4白光垂直照射在空氣中厚度為0.40mm的玻璃片上，玻璃的折射率為1.50，試問在可見光范圍內(l=400~700nm)，哪些波長的光在反射中增強?哪些波長的光在透射中增強?返回結束解：解：若反射光干涉加強k=1,2,3...2lkl+ne2=2k-1l=ne4=2400(nm)

k=1=4×1.5×0.4×1032×1-1l1=800(nm)

l2k=2=343(nm)

l4k=4紫外光=480(nm)

l3k=3可見光紅外光返回結束+k12()2l+ne2=l取k=2l2kne2===600

(nm)

2×1.5×0.4×1032取k=3kne2===400

(nm)

2×1.5×0.4×1033l3若透射光干涉增強則反射光干涉相消由干涉相消條件k的其它取值屬于紅外光或紫外光范圍返回結束17-5白光垂直照射到空氣中一厚度為380nm的肥皂水膜上，試問水膜表面呈現(xiàn)什么顏色？(肥皂水的折射率看作1.33)。返回結束解：水膜正面反射干涉加強k=2kl2l+ne2=2k-1l2ne4=2k-1l3ne4=k=3==674

(nm)

4×1.33×3802×2-1紅==404

(nm)

4×1.33×3802×3-1紫所以水膜呈現(xiàn)紫紅色k的其它取值屬于紅外光或紫外光范圍返回結束17-6在棱鏡(n1=1.52)表面鍍一層增透膜(n2=1.30)，如使此增透膜適用于550.0nm，波長的光，膜的厚度應取何值?返回結束解：設光垂直入射，由于在膜的上下兩面反射時都有半波損失，所以干涉加強條件為：=211.5k+105.8l()+k12ne2