大学物理光学光的干涉习题.ppt

一、选择题1、双缝干涉实验中，入射光波长为，用玻璃纸遮住其中一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5,则屏上原0级明纹处A.仍为明条纹 B.变为暗条纹 C.非明非暗 D.无法确定,B,C,3、如图所示，折射率为n2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的介质的折射率分别为n1和n3，已知n 1 n3。若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束与的光程差是,B,4、在迈克尔干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是,D,5、如图所示。假设两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位差=-。若已知=500nm，n=1.5，A点恰为第四级明纹中心，则 e=-。,6观察肥皂液膜的干涉时，先看到膜上有彩色条纹，然后条纹随膜的厚度变化而变化。当彩色条纹消失膜面呈黑色时，肥皂膜随即破裂，为什么？,分析：白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干，其中干涉相长的成分显色。随着膜厚度变化，干涉相长的频率在变化，因此彩色条纹也在不断变化。当膜厚度趋于0时，光程差只剩半波损失引起的/2，各种频率成分都干涉相消，此时膜呈黑色，也面临着破裂。,二、计算题例题1 如图所示，用波长为 的单色光照射双缝干涉实验装置。并将一折射率为 n，劈尖角为(很小)的透明劈尖b 插入光线2 中。设缝光源S和屏C上的O点都在双缝S1和S2 的中垂线上。问：要使O点的光强由最亮变为最暗，劈尖b 至少向上移动多大距离d(只遮住S2)。,C,b,解：,C,b,O点从最明到最暗，则是劈尖向上移产生的附加程差为：,d,l,解：空气劈尖时，间距,液体劈尖时，间距,间距缩小：,例题3 用波长为 的平行光垂直照射图中所示的装置，观察空气薄膜上、下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试在装置图下方的方框内画出相应干涉条纹。只画暗条纹，表示出它的形状、条数和疏密。,7/4,柱面平凹透镜,球面平凹透镜,例题4 在图示的牛顿环装置中，把玻璃平凸透镜和平面玻璃（设玻璃折射率）之间的空气()改换成水（）；求：第k个暗环半径的相对改变量,几何关系,牛顿环半径,暗纹公式,暗纹时,例题5在双缝实验中，单色光源 和两缝、的距离分别为 l1和 l2，并且，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D d).如图，求：1）零级明纹到屏幕中内O的距离；2）相邻明纹间的距离。,解：如图所示，零级明纹中心的位置为P0,1),又因为零级明纹：,光强极大时：,可得各级明纹的位置为：,所以相邻明纹的间距为：,例题5.折射率为1.5的玻璃片上,镀一层折射率为1.38 的薄膜,为了使波长为520nm的光反射减到小。求:膜的最小厚度？,解得:,由此可得反射最小满足:,当k=1时，厚度最小:,反射光干涉相长满足:,可得,只有k=2时,=457.6nm,可见光波段,蓝光。,由题意知：h=340nm,n2=1.33,n1=1,i1=60。,例题6.厚度为340nm,折射率为1.33的薄膜,放在日光下。问:在视线与薄膜的法线成 60。的地方观察反射光,该处膜呈什么颜色?,所以,解得：,例6从小孔A发出的两束波长为 的光在真空中传播，其中一束光在镜面上B 点反射，另一束光穿过长为、折射率为 的介质，两束光在 c 点相遇，如附图所示。求:这两束光的光程差?,解:光线1在B点反射有半波损失，其光程为,光线2通过介质，光程有改变，其光程为,二光束的光程差为：,1,2,1用双缝干涉实验测某液体的折射率n,光源为单色光，观察到在空气中的第三级明纹处正好是液体中的第四级明纹，试求n=?,2波长l=550 nm的单色光射在相距d=210-4m的双缝上，屏到双缝的距离D=2m。求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2)用一厚度为e=6.610-6m,折射率为n=1.58的云母片覆盖上面的一条缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？,测试题,1用双缝干涉实验测某液体的折射率n,光源为单色光，观察到在空气中的第三级明纹处正好是液体中的第四级明纹，试求n=?,(2)如图所示，P点为零级明纹应满足（n-1）e+r1=r2 其中r1e。设未覆盖云母片时P点为第k级明纹，则应有 r2-r1=kl 将代入 式得(n-1)e=kl所以,则中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距等于,即零级明纹移到第7级明纹处。,2.解：（1）由杨氏双缝干涉知相邻两条纹在屏上的间距为,