第14章光的干涉习题答案.ppt
第十四章 光的干涉,一、选择题,1.当光从光疏媒质射向光密媒质时（）,A.反射光有半波损失 B.透射光有半波损失 C.入射光有半波损失D.入射、反射、透射光均无半波损失,2.若在一折射率为n1的光学元件表面镀一层折射率为n2（n2n1）的增透膜，为使波长为的入射光透射最多，其厚度应为（）,A.B.C.D.,3.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.无法确定是明纹还是暗纹,4.两块平板玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平板玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（）,A.间隔变小，并向棱边方向平移B.间隔变大，并向远离棱边方向平移C.间隔不变，向棱边方向平移D.间隔变小，并向远离棱边方向平移,5.用劈尖干涉检测工件的表面，当波长为的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图。图中每一条纹弯曲部分的顶点恰与左边相邻的直线部分的连线相切。由图中可见工件表面：（）,6.一束白光以30度的入射角照射平静的湖水（水的折射率为4/3）表面的一层透明液体（折射率为）的薄膜，若反射光中波长为600nm的光显得特别明亮，则该透明液体薄膜的最小厚度为（）,A100nm B200nm C nm D nm,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（）,A使屏靠近双缝B使两缝的间距变小C把两缝的宽度稍微调窄。D.改有波长小的单色光源。,8.波长为 的单色光垂直照射到折射率为n2，厚度为e的薄膜上，膜的上、下表面分别是折射率为n1和n3的介质，且n1n2n3，则反射光干涉减弱的公式为（）,A.B.C.D.,9.最早验证光的波动性质的典型实验是（）,A杨氏双缝实验 B单缝衍射C劳埃镜实验 Dx射线衍射,10.在双缝装置中，若两缝分别被厚度相等折射率为n1=1.4，n2=1.7的两薄玻璃片覆盖，则玻璃片覆盖前的第5级亮纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置，如果入射光的波长为4.8*10-7m，则玻璃片的厚度为（）,A2*10-6 m B8*10-6 mC6*10-6 m D.4*10-6 m,二、填空题,1.真空中的波长为 的单色光在折射率为n的媒质中由A点传到B点时，周相改变量为，则光程的改变量为，光从A传到B所走过的几何路程为。,2.如图所示，在杨氏双缝实验中，若用红光做实验，则相邻干涉条纹间距比用紫光做实验时相邻干涉条纹间距，若在光源S2右侧光路上放置一薄玻璃片，则中央明纹将向 移动。,3/2,3/2n,大,下,3.波长为 的平行单色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为n，第二级明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差。,3/2n,4.光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是。,4I0,5.以单色光垂直照射空气劈尖，观察反射光的干涉，则棱边处是 纹，照射置于空气中的玻璃劈尖时，棱边处是 纹。,暗,暗,/2L,7.借助玻璃表面上涂以折射率n1.38的MgF2透明薄膜，可以减少折射率为n=1.60的玻璃表面的反射，若波长为5000的单色光垂直入射时，为实现最小的反射，此薄膜的厚度至少应为。,/4n=9.05*10-8 m,8.借助于滤光片从白光中取得蓝绿光作为杨氏干涉装置的光源，其波长范围，平均波长，其杨氏干涉条纹大约从第 开始将变得模糊不清。,5,9 在杨氏双缝实验中，双缝间距 a=0.20mm，缝屏间距D1.0m，若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，此单色光的波长 相邻两明条纹间的距离为,600nm,3mm,10.在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程 同，其所需时间 同。,不,相,11.两光相干除了满足干涉的三个必要条件，即频率相同、振动方向相同、相位相等或相位差恒定之外，还必须满足两个附加条件 两相干光的振幅不可相差太大，两相干光的光程差不能太大。,三、计算题,1.波长为的两束相干的单色平行光分别以图所示的入射角、入射在屏幕面MN上。求屏幕上干涉条纹的间隔。,解：考虑相邻两明条纹，条纹中心为A、B，级次分别为k、k+1，并设AB两点间距为x。,2.在1题基础上，考虑使用激光测速仪测量微粒运动速度问题。在激光测速仪里两列交叉的相干激光束照射运动微粒，求微粒运动速度大小。,解：利用1题结论，粒子走过的路程为/(sin+sin)，其中、分别为30度。,粒子走过的路程为一个，需要的时间为1个T，所以微粒运动速度大小为/T=0.63106320103=0.2 m/s,3.双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离D=120cm，两缝之间的距离d=0.50mm,用波长=500nm的单色光垂直照射双缝。（1）求原点O（零级明条纹所在处）上方的第五级明条纹的坐标x；（2）如果用厚度l=1.010-2mm，折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标x。,解：由双缝干涉明纹条件,（1）,（2）加膜后上方第5明纹光程差：,4.用波长为 的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖，已知劈尖角为。如果劈尖角变为，从劈棱数起的第四条明条纹位移值 是多少？,解：由空气劈尖反射光干涉明纹条件,第四条明纹处劈尖厚度,该明纹中心到劈尖棱边距离为：,所以，第四条明纹位移值为：,同理，劈尖角为 时：,5.用波长为500nm（1nm10-9m）的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上。在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。（1）求此空气劈尖的劈尖角；（2）改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？（3）在第（2）问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？,解：由劈尖反射光干涉暗纹条件,（1）第四条暗纹k=3,（2）改用600nm波长后，在A处光程差,（3）共有三条明纹，三条暗纹,6.在棱镜（n11.52）表面镀一层增透膜（n2=1.30），为使此增透膜用于波长为5.5*10-7m的单色光，求：（1）膜的最小厚度e1；（2）膜的次最小厚度e2；（3）若用白光入射薄膜厚度为e2的表面，反射光呈现什么颜色？,解：n0n1n2，由薄膜反射光干涉相消条件,(1)k=0,e1=1.06*10-7 m,(2)k=1,e2=3.17*10-7 m,7.法布里珀罗标准具的两个反射面平行并严格保持距离1cm，标准具两侧各有一个直径为1cm的单色光源，波长=0.49m，设仪器严格共轴。求第二个透镜后焦点上干涉条纹的级次以及后焦面上有多少条明条纹，其最大直径为多少？,
