《大学物理学》光的干涉衍射偏振练习题.docx
- 文档编号:1814231
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:229.17KB
《大学物理学》光的干涉衍射偏振练习题.docx
《《大学物理学》光的干涉衍射偏振练习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《大学物理学》光的干涉衍射偏振练习题.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《大学物理学》光的干涉衍射偏振练习题
《大学物理学》光的干涉学习材料
一、选择题:
11-1.在双缝干涉实验中,若单色光源
到两缝
、
距离相等,则观察屏上中央明纹中心位于图中O处,现将光源
向下移动到示意图中的
位置,则(D)
(A)中央明条纹向下移动,且条纹间距不变;
(B)中央明条纹向上移动,且条纹间距增大;
(C)中央明条纹向下移动,且条纹间距增大;
(D)中央明条纹向上移动,且条纹间距不变。
【提示:
画出光路,找出
到光屏的光路相等位置】
11-2.如图所示,折射率为
,厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别为
和
,且
,
,若波长为
的平行单色光垂直入射在薄膜上,则上下两个表面反射的两束光的光程差为(B)
(A)
; (B)
;
(C)
; (D)
。
【提示:
上表面反射有半波损失,下表面反射没有半波损失】
11-3.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖,
如图所示,单色光垂直照射,可看到等厚干涉条纹,如果将两个圆柱
之间的距离
拉大,则
范围内的干涉条纹(C)
(A)数目增加,间距不变; (B)数目增加,间距变小;
(C)数目不变,间距变大; (D)数目减小,间距变大。
【提示:
两个圆柱之间的距离拉大,空气劈尖夹角减小,条纹变疏,但同时距离
也变大,考虑到两圆柱的高度差不变,所以条纹数目不变】
4.用白光光源进行双缝试验,如果用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则:
(D )
(A)干涉条纹的宽度将发生改变; (B)产生红光和蓝光两套彩色干涉条纹;
(C)干涉条纹的亮度将发生改变; (D)不产生干涉条纹。
【提示:
不满足干涉条件,红光和蓝光不相干】
5.如图所示,用波长
nm的单色光做杨氏双缝实验,在光屏P处产生第五级明纹极大,现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上,此时P处变成中央明纹极大的位置,则此玻璃片厚度为(B)
(A)5.0×10-4cm; (B)6.0×10-4cm;
(C)7.0×10-4cm; (D)8.0×10-4cm。
【提示:
光在玻璃内多走的光程应为5λ,即(n-1)d=5λ,可得d】
11-12.如图所示,用波长
nm的单色光做杨氏双缝实验,其中一条缝用折射率n=1.4的薄透明玻璃片盖在其上,另一条缝用折射率n=1.7的同样厚度的薄透明玻璃片覆盖,则覆盖玻璃片前的中央明纹极大位置现变成了第五级明纹极大,则此玻璃片厚度为( C)
(A)3.4μm; (B)6.0μm;
(C)8.0μm; (D)12μm。
【提示:
两光在玻璃内的光程差应为5λ,即(n2-1)d-(n1-1)d=5λ,可得d】
7.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是 (B )
(A)使屏靠近双缝; (B)使两缝的间距变小;
(C)把两个缝的宽度稍微调窄;(D)改用波长较小的单色光源。
【提示:
根据公式
判断】
8.将双缝干涉实验放在水中进行,和空气中的实验相比,相邻明纹间距将(B)
(A)不变; (B)减小; (C)增大; (D)干涉条纹消失。
【提示:
由
,知在水中光波长变短】
9.在双缝干涉实验中,若双缝所在的平板稍微向上平移,其他条件不变,则屏上的干涉条纹( B)
(A)向下移动,且间距不变;(B)向上移动,且间距不变;
(C)不移动,但间距改变;(D)向上移动,且间距改变。
【见第1题提示】
11--1.折射率为1.30的油膜覆盖在折射率为1.50的玻璃上。
用白光垂直照射油膜,观察到透射光中绿光(λ=500nm)加强,则油膜的最小厚度为(D)
(A)
;(B)
;(C)
;(D)
。
【提示:
如图透射光的干涉考虑半波损失,由
知
。
∵求油膜最小厚度,取k=1】
11-14.照相机镜头是将折射率为1.38的MgF2增透膜覆盖在折射率为1.52的玻璃镜头上。
若此膜仅适用于波长λ=550nm的光,则增透膜的最小厚度为(C)
(A)
; (B)
; (C)
; (D)
。
【同上题提示】
12.用单色光垂直照射牛顿环装置,设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动,在透镜离开平玻璃的过程中,可以观察到这些环状干涉条纹( B)
(A)向右平移; (B)向中心收缩; (C)向外扩张; (D)向左平移。
【提示:
空气厚度相同的地方对应同一条纹。
因此,凸透镜垂直上移后中心的空气厚度与原先边缘处的空气厚度相同,原边缘处的条纹就跑到现中心处了,可见干涉条纹向中心收缩】
11--8.如图所示的牛顿环装置,用单色光垂直照射,在反射
光中看到干涉条纹,则在接触点形成的圆斑为:
( D)
(A)全明;(B)左半暗,右半明;
(C)全暗;(D)左半明,右半暗。
【提示:
由图可见,左边半波损失抵消,右边有半波损失。
】
14.如图所示,波长为
的平行单色光垂直入射在折射率为
的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e,而且
,则两束反射光在相遇点的相位差为( A)
(A)
; (B)
;
(C)
; (D)
。
【提示:
上下两个表面的反射都有半波损失。
另外,相位差和光程差换算有
因子】
二、填空题
11-8.若双缝干涉实验中,用单色光照射间距为
的两缝,在离缝
屏上测得两侧第五级暗纹中心间距离为
,则所用的单色光波长为 。
【提示:
由杨氏干涉暗纹公式
,而
,则波长为
】
11-9.若双缝干涉实验中,用波长
的单色光照射,在离缝
屏上测得两侧第五级明纹中心间距离为
,则两缝的间距为 。
【提示:
由杨氏干涉明纹公式
,而
,则两缝的间距为
】
3.双缝干涉实验中,①若双缝间距由
变为
,使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心,则
:
;②若在其中一缝后加一透明媒质薄片,使原光线光程增加
,则此时屏中心处为第 级 纹。
【提示:
①由杨氏干涉明纹公式
知
;可得
②由杨氏干涉暗纹公式
,
,所以k取2,又因为暗纹公式k的取值从0开始,所以k=2对应的是第3极暗纹】
4.用白光垂直照射一个厚度为
,折射率为
的空气中的薄膜表面时,反射光中被加强的可见光波长为 。
【提示:
首先要考虑半波损失。
由公式
,有
,所以在可见光范围内k取2,求得
】
5.用
nm的单色光垂直照射牛顿环装置时,第4级暗纹对应的空气膜厚度为 m。
【提示:
首先要考虑半波损失,由于只考虑第4级暗纹对应的空气膜厚度,所以此装置是否是牛顿环并不重要,直接利用
,k取4(注意k不是从0开始取值的),有
】
11-20.在牛顿环实验中,当用
的单色光照射时,测得第1个暗纹与第4个暗纹距离为
;当用波长未知的单色光
照射时,测得第1个暗纹与第4个暗纹距离为
;则所用单色光的波长为
nm。
【提示:
利用牛顿环暗纹公式
,有
,同理
,则
】
7.在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角
,在波长
nm的单色光垂直照射下,测得干涉相邻明条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率n= 。
【由劈尖任意相邻明条纹(或暗条纹)之间距离为:
,考虑到
,有
】
8.波长为
的单色光垂直照射在空气劈尖上,劈尖的折射率为
,劈尖角为
,则第
级明纹和第
级明纹的间距
。
【提示:
由
】
9.如果在迈克耳逊干涉仪的可动反射镜
移动
的过程中,观察到2300条条纹的移动,则所用光波的波长为 。
【提示:
条纹移动一条时,对应光程差的变化为一个波长,即
,当观察到2300条移过时,光程差的改变量满足:
,可得
】
11-29.如果在迈克耳逊干涉仪的一臂放入一个折射率
的薄膜,观察到7.0条条纹的移动,所用光波的波长为
,则薄膜的厚度为
。
【提示:
条纹移动一条时,对应光程差的变化为一个波长,即
,再由
有:
,得
】
三、计算题
1.用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上,
这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上。
如果入射光波长为580nm,试问此云母片的厚度为多少?
11-10.如图所示,一个微波发射器置于岸上,离水面高为d,
对岸在离水面高度h处放置一接收器,水面宽度为D,且D>>d,
D>>h。
发射器向对面发射波长为的微波,且>d,求测到
极大值时,接收器离地的最小高度。
P101例3.一射电望远镜的天线设在湖岸上,
距湖面的高度为h,对岸地平线上方有一恒星
刚在升起,恒星发出波长为
的电磁波。
试求,当天线测得第一级干涉极大时恒星所在的角位置
(提示:
作为洛埃镜干涉分析)。
11-15.利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以测细丝
直径。
今在长为
的劈尖玻璃板上,
垂直地射入波长为600nm的单色光,玻璃板上
31条条纹的总宽度为5mm,则细丝直径d为多少?
11-21.在牛顿环实验中,当透镜与玻璃间充满某种液体时,第10个亮环的直径由
变为
,这种液体的折射率是多少?
6.在一次迈克尔孙干涉仪实验中,当推进可动反射镜时,观察到干涉条纹在视场中移动。
当可动反射镜被推进0.187mm时,在视场中某定点共通过了635条暗纹。
试由此求所用入射光的波长。
《大学物理学》光的干涉解答
一、选择题:
(D)(B)(C)(D)(B)(C)(B)(B)(B)(D)(C)(B)(D)(A)
三、计算题
1.解:
设云母的厚度为l。
有云母时,x=0处的光程差为:
,x=0处为第k=7级明纹时:
11-10.
解:
将发射器看成是狭缝光源,类似劳埃镜实验。
则狭缝宽度为2d,考虑劳埃镜有半波损失,干涉
的明纹条件为:
,
考虑到
取
,得第一级明纹,有:
P101例3.
解:
,
光程差为:
,
则:
,
,
。
11-15.
解:
由31条条纹的总宽度为5mm知条纹宽度为:
,
∵是空气劈尖,取
,
则
∴
。
11-21.解:
空气中明环半径为:
,介质中中明环半径为:
,
则
,有:
。
6.解:
,
。
《大学物理学》光的衍射自主学习材料
一、选择题:
11-4.在单缝夫琅和费衍射中,波长为
的单色光垂直入射在宽度为
的单缝上,对应于衍射角30°方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为( B)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理学 大学 物理学 干涉 衍射 偏振 练习题