《大学物理教程》郭振平主编第三章光的干涉知识点及课后习题答案(word文档物超所值)
第三章 光的干涉
一、基本知识点
光程差与相位差的关系：
2c L v λφπ?=
?光的叠加原理：在真空和线性介质中，当光的强度不是很强时，在几列光波交叠的区域内光矢量将相互叠加。
相干叠加:
当两列光波同相时，即，对应光程差，
2k φπ?=L k λ?=，则合振幅有最大值为，光强也最大；当两列光波反相时，
0,1,2,k =±±L max 12A A A =+即，对应光程差，，则合振幅有最小值
()21k φπ?=+()
212
L k λ
?=+0,1,2,k =±±L 为，光强也最小。这样的振幅叠加称为相干叠加。
min 12A A A =-光的干涉：振幅的相干叠加使两列光同时在空间传播时，在相交叠的区域内某些地方光强始终加强，而另一些地方光强始终减弱，这样的现象称为光的干涉。
产生干涉的条件：①两列光波的频率相同；
②两列光波的振动方向相同且振幅相接近；③在交叠区域，两列光波的位相差恒定。相干光波：满足干涉条件的光波。相干光源：满足干涉条件的光源。
获得相干光的方法：有分波阵面法和分振幅法。
分波阵面法: 从同一波阵面上分出两个或两个以上的部分，使它们继续传播互相叠加而发生干涉。
分振幅法: 使一束入射光波在两种光学介质的分界面处一部分发生反射，另一部分发生折射，然后使反射波和折射波在继续传播中相遇而发生干涉。
杨氏双缝干涉：
图3-1
杨氏双缝干涉实验装置如图3-1所示，亮条纹和暗条纹中心分别为
，：亮条纹中心 D x k
a
λ
=±0,1,2,...k =，：暗条纹中心
()212D x k a λ
=±-1,2,k =L 式中，为双缝间距；为双缝到观察屏之间的距离；为光波的波长。a D λ 杨氏双缝干涉条件：≈；<<。
a λx D 杨氏双缝干涉条纹间距: 干涉条纹是等间距分布的,任意相邻亮条纹(或暗条纹)中心之间的距离
1k k D
x x x a
λ+?=-=
杨氏双缝干涉条纹的特点：
(1) 以点（的中央亮条纹中心）对称排列的平行的明暗相间的条纹；O 0k =(2) 在θ 角不太大时条纹等间距分布,与干涉级无关。
k （3）白光入射时，中央为白色亮条纹，其它级次出现彩色条纹, 有重叠现象。半波损失: 光从光疏介质（折射率较小的介质）射向光密介质（折射率较大的介质）的分界面时，在反射光中可产生半波损失，而透射光中不产生半波损失。当光从光密介质射向光疏介质的分界面时，在反射光中也没有半波损失。
等倾干涉：几束光发生干涉时，光的加强或减弱的条件只决定于光束方向的一种干涉
现象。
薄膜的等倾干涉：
图3-2
如图3-2所示，设薄膜的厚度为，折射率是，薄膜周围介质的折射率是，光射入e n 1n 薄膜时的入射角是，在薄膜中的折射角是，透镜将a 、b 两束平行光会聚到位于透镜i γL 焦平面的观察屏P 上使它们相互叠加形成干涉。
当时在反射光中要考虑半波损失，反射光中亮条纹和暗条纹分别对应
1n n >
：亮条纹
122k λ?
?=- ??
?
：暗条纹
2k λ=。
1,2,3,k =L 由此可以看出，对厚度均匀的薄膜，在、、和都确定的情况下，对于某一波n 1n 2n e 长而言，两反射光的光程差只取决于入射角。因此，以同一倾角入射的一切光线，其反射相干光有相同的光程差，并产生同一干涉条纹。换句话说，同一条纹都是由来自同一倾角的入射光形成的。这样的条纹称为等倾干涉条纹。
由于透射光中没有半波损失，透射光中的等倾干涉条纹亮条纹和暗条纹分别对应
，
2k λ=
，
()
2212
k λ
=+
。
1,2,3,k =L 劈尖的等厚干涉：
图3-3
如图3-3所示，折射率为的两块玻璃片，一端互相叠合，另一端夹一细金属丝或薄1n 金属片，这时，在两玻璃片之间形成的空气薄膜称为空气劈尖。
劈尖厚度等于处反射光干涉明纹和暗纹分别对应e
2,1,2,3,2
ne k k λ
λ+
==L ()221,0,1,2,3,22
ne k k λ
λ
+
=+=L 这类光在厚度不同的薄膜表面发生干涉时，光的加强或减弱的条件只决定于膜的厚度的一种干涉现象称为等厚干涉。
对于单色光，劈尖干涉形成的干涉条纹是等间距的，且条纹的间距只与劈尖的夹角
有关。愈小，干涉条纹愈疏；愈大，干涉条纹愈密。当大到一定程度时，干涉条
θθθθ纹将密得无法分开。所以，一般只有在劈尖夹角很小的情况下，才能观察到劈尖的干涉条纹。
牛顿环：把一个曲率半径R 很大的平凸透镜A 放在一块平面玻璃板B 上，其间有一厚度逐渐变化的劈尖形空气薄层，如图3-4（a ）。用单色光垂直照射，从反射光中可以看到一组明暗相间的圆环，如图3-4（b ），这些环形的干涉条纹就叫做牛顿环。
图3-4
一般，由于有半波损失，牛顿环中心点处是暗点。从中心计第k 个暗环的R e >>O 半径为
0,1,2,r k ==L 第k 个亮环的半径为
1,2,r k ==L 二、典型习题解题指导
3-1 在杨氏实验装置中，光源波长为0.64μm ，两缝间距为0.4mm ，光屏离缝的距离为50 cm 。
1) 试求光屏上第一亮条纹与中央亮条纹之间的距离；
2) 若点离中央亮条纹为0.1 mm ，则两束光在点的相位差是多少?P P 3) 求点的光强度和中央点的光强度之比。P
解：1) 由得第一亮条纹（k=1）与中央亮条纹（k=0）之间的距离D
x k d
λ=
63
103
0.50.64100.810m =0.8mm
0.410D x x x d λ---???=-===?? 2) 光程差
m
D xd 8331085
.0104.0101.0---?=???==δ相应的位相差
4
104.61082278ππδλπ
?=
???==?-- 3) 两束相干光在空间某点相遇时合成光矢量的光强为
?
?++=cos 22121I I I I I
因，有
21I I =2
cos 42
1??=I I 中央明纹相位差，光强0=??104I I =P 点相位差，该点的光强度和中央明纹的光强度之比
4
π
?=
?
8536.08
cos 2cos 220==?=π?I I 3-2 在杨氏实验装置中，两小孔的间距为0.5 mm ，光屏离小孔的距离为50 cm 。当以折射率为1.60的透明薄片贴住小孔时，如图3-5所示，发现屏上的条纹移动了1cm ，2S 试确定该薄片的厚度。
图3-5
解：未插入透明薄片时，由、发出的光程差为
1S 2S D
d
x r r 1121=
-=δ设透明薄片的厚度为，覆盖上透明薄片后光程差为
e ()D
d x r n
e e r 2122=
-+-=δ由此带来的附加光程差为
=
()211n e δδδ?=-=-D
d
x x )(12-
得：
()()mm
D n d x x e 24121067.15
.016.110501.01)(--?=?-??=--=3-3 在双缝实验中，缝间距为0.45mm ，观察屏离缝115cm ，现用读数显微镜测得10个干涉条纹(准确说是11个亮条纹或暗条纹)之间的距离为15mm ，试求所用波长。用白光实验时，干涉条纹有什么变化？
解：按题意，，a = 0.45mm ，115cm D =条纹间距mm a D x 5.110
15
===
?λ所以 m
D xa μλ587.015
.11045.0105.13
3=???=?=--由于条纹间距与波长成正比，因此用白光实验时，则在白色的中央明纹的两侧出现由紫到红的彩色条纹，且各色光会发生重叠。设红光和紫光重叠级次为k ，有
()紫
红λλ1+=k k 即
()
1400760+=k k 解得
1.136
40
==
k 说明在中央明纹的两侧只有第一级彩色光谱是清晰可辨的，第二级干涉条纹开始发生重叠。
3-4 一波长为0.55μm 的绿光入射到间距为0.2mm 的双缝上，求离双缝2m 远处的观察屏上干涉条纹的间距。若双缝间距增加到2mm ，条纹间距又是多少？
解：6
33
20.5510 5.510m =5.5mm 0.210
D x d λ---???===??6
43
20.5510 5.510m =0.55mm 210
D x d λ---??'?===?'?3-5 在菲涅耳双面镜干涉实验中，光波长为0.5μm 。光源和观察屏到双面镜交线的距
离分别为0.5 m 和1.5m ．双面镜夹角为10-3 rad 。
1) 求观察屏上条纹间距；
2)
屏上最多可以看到多少条亮条纹？
图3-6
分析：菲涅耳双面镜干涉实验如图3-6所示，光源S 经镜M 1C 和M 2C 所成的虚像S 1和S 2相当于双缝干涉实验中的两个孔，由于两面镜间交角ε很小，近似有
12SC S C S C r
===设SC 和M 1C 所成夹角为α，SC 和M 2C 的延长线所成夹角为β，由几何关系可见S 1C 和S 2C 所成夹角为
222θβα
=-
∴ α
θβ+=又 ε
αβ+=
∴ εθ=等效双缝间距 2sin a r ε=代入双缝干涉公式即可。 解：1）按题意，光波长λ=0.5μm ，双面镜夹角ε =10-3 rad ，光源到双面镜交线的距离r = 0.5 m ，观察屏到双面镜交线的距离L = 1.5m ，而“双缝”S 1和S 2到观察屏的距离 cos D L r ε=+则观察屏上干涉条纹间距为 ()6
33
1.50.50.510cos 102sin 220.510D L r L r x m
a r r ελλλεε---+??++?==≈=
=??
2）成像的范围为，则屏上可以看到的亮条纹数
222x Ltg L εε=≈336
22222 1.51020.5103()(1.50.5)0.5102x L L r L r x L r r εεελλε
---??????=====+?++??
屏上共可看到3条亮条纹，除中央明条纹外，在其上、下侧还可看到一级亮条纹。
3-6 试求能产生红光(μm)的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。已知肥皂膜的0.7λ=折射率为1.33，且平行光与法向成角入射。
30?
解：由反射光中亮条纹满足的条件
122k λ
?
?=- ??
?得二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度
nm m i n n k e 4261026.423.14101.230sin 33.1210
7.0212sin 22176226
2212=?=??=?
-????? ??-=-??? ??-=---λ3-7 波长为0.40～0.76 μm 的可见光正入射在一块厚度为m 、折射率为1.56
1.210-?的薄玻璃片上，试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强？
解:此题为等倾干涉相长现象, 薄膜（玻璃片）厚度确定，求波长，由相干条件:
0221
2cos (2
d n i k λ
=+代入数据：n 2 =1.5、d 0 = 1.2×10-6m 、i 2 = 00
解出波长： k = 0、1、2、3、……
62 1.210 1.53600
1/21/2
nm k k λ-???==++将干涉级数k = 0、1、2、3、…分别代入，解出在可见光范围内的光波波长；k = 5 时，； k = 6 时，nm 5.654=λnm 8.553=λk = 7 时，； k = 8 时，nm 480=λnm 5.423=λ3-8
图3-7绘出了测量铝箔厚度的干涉装置结构，两块薄玻璃板尺寸为
D 75mm ×25mm 。在钠黄光(μm)照明下，从劈尖开始数出60个条纹(准确说应为0.5893λ=61个亮条纹或暗条纹)，相应的距离是30mm ，试求铝箔的厚度？若改用绿光照明，从D =劈尖开始数出100个条纹．其间距离为46.6mm ，试求这绿光波长。
图 3-7
解：1）由劈尖反射光干涉亮条纹的条件 2,1,2,3,2
ne k k λ
λ+==L
得：
()n
e n
e 25.061,4611λ
λ
-=
=
由图3-7的几何关系有
3
1
611030sin tan -?-=≈=e e L D θθ得：
()m m L
L e e D μμλ25.415893.07011211012010303
3161=?=-?=
?-=
-- 2) 由 ()m L L e e D μλλ25.414
.186200
701201104.186106.463
31101=?=-?=?-=
--得：
m
m μλ5492.0105492.014000
1025.414.18666
=?=??=--3-9
如图3-8所示的尖劈形薄膜，右端厚度为0.005 cm ，折射率，波长为
h 1.5n =0.707μm 的光以角入射到上表面，求在这个面上产生的条纹数。若以两块玻璃片形成的30?空气尖劈代替，产生多少条条纹？
图3-8
解：1
）根据薄膜干涉的反射光中亮条纹的条件
122k λ
?
?=- ??
?得第k 级条纹处薄膜厚度 ()i
n n k e 2212sin 412--=
λ
相邻条纹处薄膜（劈尖）的厚度差
()()i
n n i
n n k i
n n k e e e k k 2212221222121sin 2sin 412sin 412-=
---
-+=
-=?+λ
λ
λ
产生的条纹数
200h N e ====?2）以两块玻璃片形成的空气尖劈上表面反射光亮条纹光程差
02cos ,0,1,2,2
L n e i k k λ
λ'?=+
==K
得第k 级条纹处薄膜厚度
()0214cos k e n i
λ
-'=
相邻条纹处薄膜（劈尖）的厚度差
()()100021214cos 4cos 2cos k
k k k e e e n i
n i
n i
λλλ
++-'''?=-=-=
产生的条纹数
5
06
2cos 2510cos301230.70710
h hn i N e λ--??'===?='??
3-10 在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当用波长为589.3 nm 的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为m ；当用波长未知的单色光垂直照射34.010l -?=?时，测得第一和第四暗环的距离为m ，求该单色光的波长。
33.8510l -'?=?分析: 牛顿环装置产生的干涉暗环半径，其中k ＝0，1，2…，k ＝0，对
λkR r =应牛顿环中心的暗斑，k ＝1
和k
＝4
则对应第一和第四暗环，由它们之间的间距
，可知，据此可按题中的测量方法求出未知波长λ′．
λR r r l =-=?14λ∝?l 解: 根据分析有
λ
λ'=?'?l l 故未知光波长 λ′＝546 nm
3-11
在牛顿环实验中，当透镜与平板玻璃间为空气时，第10个亮环的直径为
m ；当在其间充满某种均匀液体时(假定液体的折射率小于透镜和平板玻璃的折射
21.410-?率)，第10个亮环的直径变为m ，试求这种液体的折射率。
21.2710-?分析: 当透镜与平板玻璃间充满某种液体（n 2 ＞1），且满足n 1 ＞n 2 ，n 2 ＜n 3或n 1 ＜n 2 ，n 2 ＞n 3 时，在厚度为d 的地方，两相干光的光程差为。由此可推
2
22λ
+=?d n 导出牛顿环暗环半径和明环半径，这里明、暗环半径和充入
2n kR r λ=221n R k r λ??? ?
?
-=的介质折射率n 2 有关。
解：当透镜与玻璃之间为空气时，k 级明纹的直径为
λ
R k r d k k ??? ?
?
-==2122当透镜与玻璃之间为液体时，k 级明纹的直径为
2k k d r ''==解上述两式得
2
2
2 1.4 1.221.27k k d n d ????
=== ? ?'??
??3-12 在牛顿环装置中，透镜的曲率半径cm ，用单色光垂直照射，在反射光中
40R =
观察某一级暗环的半径为mm ，现把平板玻璃向下平移μm ，上述被观察的暗2.5r =0 5.0d =环半径变为何值？
图3-9
解：由牛顿环暗环公式：
r =012k =L ，，，
有：
m kR 3105.2-?=λ得： ()m
R r k 62
3210625.154
.0105.2--?=?==λ再由 求得该暗环处气隙厚度
λkR r ==
Re 2
m k e 61081.72
-?==
λ
平板玻璃向下平移μm 后，如图3-9所示。该暗环对应的光程差满足
0 5.0d =，(k=1，2，…)
2
12220λ
λ
）（）（+±=+
+k d e 取正号，有 λ
k d e =+）（02得
22d k e -=λ
m
Rd kR r 3660105.1100.54.0210625.154.02Re 2---?=???-??=-==λ3-13 利用牛顿环装置可测量凹曲面镜的曲率半径，把已知的平凸透镜的凸面放置在待测的凹面上，如图3-10所示，在两镜面之间形成空气层，可观察到环状的干涉条纹。已知入射光的波长nm ，平凸透镜的半径为cm ，测得第4级暗环的半径
589.3λ=1102.3R =cm ，求待测凹面镜的曲率半径。
4 2.25r =2
R 图3-10
解：这是一个平凸透镜和凹面镜在底部内切而形成的干涉结构。不妨设（如
12R R <图3-11所示）。由于两球面之间的空气层形成以两球心连线为轴的旋转空气劈，尤其是在傍轴区，在单色光垂直入射的条件下，能满足小角度劈的等厚干涉条件，获得等厚干涉圆环。
设半径为的第k 级暗环处与平凸透镜底的距离为，纵向对应凹面镜边缘与凹面镜
k r 1e 底的距离为，则反射光程差2e ，(k=1，2，…)
()12221
2
2
e e k λ
λ
-+
=±+（）取正号，有 ()122e e k λ
-=得
221212222
k k r r k e e e R R λ
=-=-=
对于k =4, 有
()
7
222211114 5.893100.97291.023 2.2510k k R R r λ--??=-=-=?凹面镜的曲率半径
2
1
1.0279 0.9729
R m ==
图3-11
第一章光的干涉习题与答案解析
λd r y 0 = ?第一章 光的干涉 ●1.波长为nm 500的绿光投射在间距d 为cm 022.0的双缝上，在距离cm 180处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为nm 700的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离. 解：由条纹间距公式 λ d r y y y j j 0 1= -=?+ 得: cm 328.0818.0146.1cm 146.1573.02cm 818.0409.02cm 573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=?=?===?===??==?=??== ?--y y y d r j y d r j y d r y d r y j λλλλ ●2．在杨氏实验装置中,光源波长为nm 640,两狭缝间距为mm 4.0,光屏离狭缝的距离为 cm 50.试求：(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p 点离中央亮条纹 为mm 1.0，问两束光在p 点的相位差是多少？（3）求p 点的光强度和中央点的强度之比. 式: 解：（1）由公 得 λd r y 0= ? =cm 100.8104.64.05025--?=?? （2）由课本第20页图1-2的几何关系可知 52100.01 sin tan 0.040.810cm 50 y r r d d d r θθ--≈≈===?
5 21522()0.8106.4104 r r π ππ?λ --?= -= ??= ? (3) 由公式 22 22 121212cos 4cos 2I A A A A A ? ??=++?= 得 8536.04 2224cos 18cos 0cos 421cos 2 cos 42cos 42220 2212 212020=+=+= =??=??= =π ππ??A A A A I I p p ●3. 把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所 在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7 m. 解：未加玻璃片时，1S 、2S 到P 点的光程差，由公式 2r ?πλ??=可知为 Δr =215252r r λ πλπ-= ??= 现在 1 S 发出的光束途中插入玻璃片时，P 点的光程差为 ()210022r r h nh λλ ?ππ'--+= ?=?=???? 所以玻璃片的厚度为 421510610cm 10.5r r h n λ λ--= ===?- 4. 波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度. 解： 6050050010 1.250.2r y d λ-?= =??=mm 122I I = 22 122A A = 1 2A A =
光的干涉习题答案
学号 班级 姓名 成绩 第十六章 光的干涉（一） 一、选择题 1、波长mm 4 108.4-?=λ的单色平行光垂直照射在相距mm a 4.02=的双缝上，缝后 m D 1=的幕上出现干涉条纹。则幕上相邻明纹间距离是[ B ]。 A ．0.6mm ； B ．1.2 mm ； C ．1.8 mm ； D ． 2.4 mm 。 2、在杨氏双缝实验中，若用一片透明云母片将双缝装置中上面一条缝挡住，干涉条纹发生的变化是[ C ]。 A .条纹的间距变大； B .明纹宽度减小； C .整个条纹向上移动； D .整个条纹向下移动。 3、双缝干涉实验中，入射光波长为λ，用玻璃薄片遮住其中一条缝，已知薄片中光程比相同厚度的空气大2.5λ，则屏上原0级明纹处[ B ]。 A ．仍为明条纹； B ．变为暗条纹； C ．形成彩色条纹； D ．无法确定。 4、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。 5、在双缝干涉实验中，单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等，则中央明纹位于图中O 处，现将光源S 向下移动到S ’的位置，则[ B ]。 A ．中央明纹向下移动，条纹间距不变； B ．中央明纹向上移动，条纹间距不变； C ．中央明纹向下移动，条纹间距增大； D ．中央明纹向上移动，条纹间距增大。 二、填空题 1、某种波长为λ的单色光在折射率为n 的媒质中由A 点传到B 点，相位改变为π，问光程改变了 2λ ， 光从A 点到B 点的几何路程是 2n λ 。 2、从两相干光源s 1和s 2发出的相干光，在与s 1和s 2等距离d 的P 点相遇。若s 2位于真空 中，s 1位于折射率为n 的介质中，P 点位于界面上，计算s 1和s 2到P 点的光程差 d-nd 。 3、光强均为I 0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 04I ；最小光强是 0 。
大学物理光学练习题及答案
光学练习题 一、 选择题 11. 如图所示，用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1＜n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占 据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3 (B) 1 23n n -λ (C) λ2 (D) 1 22n n -λ 17. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小 (B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动 (D) 整个条纹向下移动 18. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大 (B) 整个干涉条纹将向上移动 (C) 条纹间距减小 (D) 整个干涉条纹将向 下移动 26. 如图(a)所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm(1nm = 10-9m)弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺陷是 [ ] (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm 43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 [ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大 (C) 光是有颜色的 (D) 光的波长比声波小得多 53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微 平移，则 [ ] (A) 衍射条纹移动，条纹宽度不变 (B) 衍射条纹移动，条纹宽度变动 (C) 衍射条纹中心不动，条纹变宽 (D) 衍射条纹不动，条纹宽度不变 K S 1 L L x a E f
光的干涉计算题及答案
《光的干涉》计算题 1.在双缝干涉实验中，用波长λ＝546.1nm (1 nm=10-9m)的单色光照射，双缝与屏的距离D ＝300 mm．测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为1 2.2 mm，求双缝间的距离． 解：由题给数据可得相邻明条纹之间的距离为 ?x＝12.2 / (2×5)mm＝1.22 mm 2分由公式?x＝Dλ / d，得d＝Dλ / ?x＝0.134 mm 3分 2. 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n1＝1.4)覆 盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n2＝1.7)覆盖缝S2，将 使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹．设 单色光波长λ＝480 nm(1nm=10-9m)，求玻璃片的厚度d(可认为光 线垂直穿过玻璃片)． 解：原来，δ = r2－r1= 0 2分覆盖玻璃后，δ＝( r2 + n2d–d)－(r1 + n1d－d)＝5λ3分∴(n2－n1)d＝5λ 1 2 5 n n d - = λ 2分 = 8.0×10-6 m 1分 3. 薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长λ＝546.1 nm (1 nm=10-9 m)的平面光波正入射到钢片上．屏幕距双缝的距离为D＝2.00 m，测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为?x＝12.0 mm． (1) 求两缝间的距离． (2) 从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离？ (3) 如果使光波斜入射到钢片上，条纹间距将如何改变？ 解：(1) x＝2kDλ / d d = 2kDλ /?x2分此处k＝５ ∴d＝10 Dλ / ?x＝0.910 mm 2分 (2) 共经过20个条纹间距，即经过的距离 l＝20 Dλ / d＝24 mm 2分 (3) 不变2分 4. 在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的距离分 别为l1和l2，并且l1－l2＝3λ，λ为入射光的波长，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) 零级明纹到屏幕中央O点的距离． (2) 相邻明条纹间的距离． 屏
17光的干涉习题解答教程文件
17光的干涉习题解答
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢0 第十七章 光的干涉 一. 选择题 1．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3π，则路径AB 的长度为：（ D ） A. 1.5λ B. 1.5n λ C. 3λ D. 1.5λ/n 解： πλ π?32==?nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。 2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ） A. 变密 B. 变稀 C. 不变 D. 消失 解：条纹间距d D x /λ=?，所以d 增大，x ?变小。干涉条纹将变密。 本题答案为A 。
3．在空气中做双缝干涉实 验，屏幕E上的P处是明条纹。若 将缝S2盖住，并在S1、S2连线的垂 选择题3图 直平分面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时 ( B ) A. P处仍为明条纹 B. P处为暗条纹 C. P处位于明、暗条纹之间 D. 屏幕E上无干涉条纹 解对于屏幕E上方的P点，从S1直接入射到屏幕E 上和从出发S1经平面反射镜M反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增 ，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。故本题答案为B。 4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ） A. 亮斑 B. 暗斑 C. 可能是亮斑，也可能是暗斑 D. 无法确定 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。 本题答案为B 。 5．一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率 为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B ) A. λ/4 B. λ/ (4n ) C. λ/2 D. λ/ (2n ) 6．在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率 n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。当波长为 500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ） A. 5.0nm B. 30.0nm C. 90.6nm D. 250.0nm 解：增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。 7．用波长为λ的单色光垂直照射到空气劈尖上，观察等厚干涉条纹。当劈尖角增大时，观察到的干涉条纹的间距将（ B ）
光的干涉习题答案.doc
第十六章光的干涉《一〉 一、选择题 1、波长A = 4.8x10^/777/7的单色平行光垂直照射在相距2。= 0.4〃仰的双缝上，缝后 D = lm的幕上出现干涉条纹。则幕上相邻明纹间距离是［B ］。 A.0.6mm； B. 1.2 mm； C. 1.8 mm； D. 24 mm。 2、在杨氏双缝实验中，若用一片透明云母片将双缝装置中上面一条缝挡住，干涉条纹发生的变化是［C ］。 A.条纹的间距变大； B.明纹宽度减小； C.整个条纹向上移动； D.整个条纹向下移动。 3、双缝干涉实验中，入射光波长为人，用玻璃薄片遮住其中一条缝，已知薄片中光程比 相同厚度的空气大2.5/1,则屏上原（）级明纹处［B ］o A.仍为明条纹； B.变为暗条纹； C.形成彩色条纹； D.无法确定。 4、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。 5、在双缝干涉实验中，单色光源S到两缝&、S?距离相等，则中央明纹位于图中O处，现将光源S向下移动到S，的位置，则［B ］。 A.中央明纹向下移动，条纹间距不变； B.中央明纹向上移动，条纹间距不变； C.中央明纹向下移动，条纹间距增大； D.中央明纹向上移动，条纹间距增大。 二、填空题 1、某种波长为人的单色光在折射率为〃的媒质中由A点传到B点，相位改变为兀，问光 程改变了_仝_，光从A点到B点的几何路程是—仝 2 2/? 2、从两相干光源&和S2发出的相干光，在与S|和S2等距离d的P点相遇。若S2位于真空中，Si位于折射率为〃的介质中,P点位于界面上，计算S!和s2到P点的光程差d-nd ° 3、光强均为I。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一 _；最小光强是0 。 47
完整word版,光的干涉习题答案
第五章 光的干涉 5－1 波长为589.3nm 的钠光照射在一双缝上，在距双缝200cm 的观察屏上测量20个条纹共宽3cm ，试计算双缝之间的距离。 解：由题意，条纹间距为：cm e 15.020 3 == ∴双缝间距为：m e D d 39 1079.015 .0103.589200--?≈??==λ 5－2 在杨氏干涉实验中，两小孔的距离为1.5mm ，观察屏离小孔的垂直距离为1m ，若所用光源发出波长 1λ＝650nm 和2λ＝532nm 的两种光波，试求两光波分别形成的条纹间距以及两组条纹的第8级亮纹之间 的距离。 解：对于1λ＝650nm 的光波，条纹间距为： m d D e 3 3 9111043.010 5.1106501---?≈???==λ 对于2λ＝532nm 的光波，条纹间距为： m d D e 3 3 9221035.0105.1105321---?≈???==λ ∴两组条纹的第8级条纹之间的距离为： m e e x 3211064.0)(8-?=-=? 5－3 一个长40mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系，继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了30个条纹。已知照射光波波长为656.28nm ，空气折射率为1.000276，试求注入气体的折射率n g 。 解：气室充入空气和充气体前后，光程的变化为： D n g )000276.1(-=?δ 而这一光程变化对应于30个波长： λδ30=? ∴λ30)1(=-D n g 000768.1000276.110 401028.656303 9 =+???=--g n 5－4 在菲涅耳双面镜干涉实验中，光波长为600nm ，光源和观察屏到双面镜交线的距离分别为0.6m 和1.8m ，双面镜夹角为10－ 3rad ，求：（1）观察屏上的条纹间距；（2）屏上最多能看到多少亮条纹？
6 光的干涉习题详解
谢谢分享~~~~~~~ 习题六 一、选择题 1．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，设屏到双缝的距离D =2.0m ，用波长λ=500nm 的单色光垂直入射，若双缝间距d 以0.2mm ?s -1的速率对称地增大（但仍满足d << D ），则在屏上距中心点x =5cm 处，每秒钟扫过的干涉亮纹的条数为 [ ] （A ）1条； （B ）2条； （C ）5条； （D ）10条。 答案：D 解：缝宽为d 时，双缝至屏上x 处的光程差为d x D δ= 。所以当d 增大时，光程差改变，引起干涉条纹移动。若干涉条纹移动N 条，则对应的光程差改变为N δδδλ'?=-=，依题意，经1s ，光程差的改变量为： ()λδN D xd D x d =-+= 2.0 由此可解出N =10。 2．在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2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S 向下移动到示意图中的S ' 位置，则 [ ] （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。 答案：D 解：条纹间距与参数d 、D 和λ有关，而与光源的竖直位置无关。但光源下移时，在原O 点处两光程差不再为0，而且光程差为0处必在O 点上方，即中央明纹向上移动。 3．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2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n 1 > n 2 > n 3，则两束反射光在相遇点的位相差为 [ ] （A ）24/n e πλ； （B ）22/n e πλ； （C ）24/n e ππλ+； （D ）24/n e ππλ-+。 答案：A 解：三层介质折射率连续变化，故上下两光之间无附加程差。垂直入射，所以反射光 S S 3 n e
《光的干涉 衍射》单元测试题含答案(1)
《光的干涉衍射》单元测试题含答案(1) 一、光的干涉衍射选择题 1．利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上 方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是（） A．图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏 B．图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变 C．在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹下 D．图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故 2．如图所示，一束可见光a从玻璃砖射向空气，分成b、c两束单色光。单色光b和c相 比较。下列说法正确的是（） A．在相同条件下进行双缝干涉实验，b光的干涉条纹间距较大 B．真空中b光的波长较小 C．玻璃砖中b光的速度较小 D．从玻璃射向空气发生全反射时，b光的临界角较小 .比较3．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光 a、b、c三束光，可知( ) A．a为波长较长的光 B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小 D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 4．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到
相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 A ．增大S 1与S 2的间距 B ．减小双缝屏到光屏的距离 C ．将绿光换为红光 D ．将绿光换为紫光 5．如图所示，半径为R 的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为 2 R ，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源s 向顶部发射一束由a 、b 两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P 的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P 点高度h 降低为 12 2 R +时只剩下a 光从顶部射出，下列判断正确的是（ ） A ．在此透光材料中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 B ．a 光从顶部射出时，无a 光反射回透光材料 C ．此透光材料对b 光的折射率为1042+ D ．同一装置用a 、b 光做双缝干涉实验，b 光的干涉条纹较大 6．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a 、b 是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a 、b 是单色光)。下列关于a 光与b 光的说法正确的是（ ） A ．水滴对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B ．a 光在水滴中的传播速度小于b 光在水滴中的传播速度
大学物理 练习6 光的干涉
班级______________学号____________姓名________________ 练习六 光的干涉 一、选择题 1.在折射率n=的厚玻璃中，有一层平行玻璃表面的厚度为mm d 3105.0-?=的空气隙， 今以波长λ=400nm 的平行单色光垂直照射厚玻璃表面，如图所示，则从玻璃右侧向玻 璃看去，视场中将呈现（ ） A 、亮影； B 、暗影； C 、明暗相间的条纹； D 、均匀明亮。 2. 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 ）把两个缝的宽度稍微调窄； （D ）改用波长较小的单色光源。 3.在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 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S 向下移动到示意图中的S '位置，则 （ ） （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。 4.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 （ ） （A ）向右平移； （B ）向中心收缩； （C ）向外扩张； （D ）向左平移。 5.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 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321n n n >>，则两束反射光在相遇点的 位相差为（ ） （A ）λπ/42e n ； （B ）λπ/22e n ； （C ）λππ/42e n +； （D ）λππ/42e n +-。 6.两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L 拉大，则L 范围内的干涉条纹 （ ） （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。 二、填空题 1.双缝干涉实验中，若双缝间距由d 变为d '，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则='d d : ；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加λ5.2，则此时屏中心处为第 级 纹。 2.用600=λnm 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 。 3.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为，当用某种单色光照射时，测得第k 个暗纹半径为，第k +10个 暗纹半径为，则所用单色光的波长为___________nm 。 4.在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离 将变 。 5.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角rad 100.14 -?=θ，在波长700=λnm 的单色光垂直照射下，测 得干涉相邻明条纹间距l=，此透明材料的折射率n =___________。 三、计算题 1.用很薄的云母片（n =纹的位置上。如果入射光波长为550nm ，试问此云母片的厚度为多少 S S 3 n e
光的干涉参考答案
光的干涉参考解答 一 选择题 1．如图示，折射率为n 2厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3，若用波长为λ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之间的光程差是 （A ）2n 2e （B ）2n 2e －2 λ （C ）2n 2e －λ （D ）2n 2e － 2 2n λ [ A ] [参考解]：两束光都是在从光疏介质到光密介质的分界面上反射，都有半波损失存 在，其光程差应为δ=（2n 2e ＋ 2λ）－2 λ = 2n 2e 。 2．如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2，路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过一块厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径光的光程差等于 （A ）（r 2+ n 2t 2）－（r 1+ n 1t 1） （B ）[r 2+ (n 2－1)t 2] －[r 1+ (n 1－1)t 1] （C ）（r 2－n 2t 2）－（r 1－n 1t 1） （D ）n 2t 2－n 1t 1 [ B ] 3．如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜垂直向上缓缓平移而离开平面玻璃板时，可以观察到环状干涉条纹 （A ）向右移动 （B ）向中心收缩 （C ）向外扩张 （D ）静止不动 [ B ] [参考解]：由牛顿环的干涉条件（k 级明纹） λλ k ne k =+ 22 ? n k e k 2)21(λ -= 可知。 4．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传到B ，若A 、 B 两点的相位差是3π，则此路径AB 的光程差是 （A ）1.5λ （B ）1.5n λ （ C ）3λ （ D ）1.5λ/n [ A ] [参考解]：由相位差和光程差的关系λ δ π?2=?可得。 3S 1P S 空 气
《大学物理学》光的干涉练习题马解答
《大学物理学》光的干涉学习材料（解答） 一、选择题： 11-1．在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 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S 向下移动到示意图中的S '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'S 到光屏的光路相等位置】 11-2．如图所示，折射率为2n ，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1n 和3n ，且12n n <，23n n >，若波长为λ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 ）22n e ； （B ）22/2n e λ-； （C ）22n e λ-； （D ）222/2n e λn -。 【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L 拉大，则L 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L 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600λ=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 】 11-14．如图所示，用波长480λ=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 S S 3 n e
第五章光的干涉习题答案
第五章 光的干涉 5－1 波长为的钠光照射在一双缝上，在距双缝200cm 的观察屏上测量20个条纹共宽3cm ，试计算双缝之间的距离。 解：由题意，条纹间距为：cm e 15.020 3 == ∴双缝间距为：m e D d 39 1079.015 .0103.589200--?≈??==λ 1.5mm ，观察屏离小孔的垂直距离为1m ，若所用光源发出波长1λ＝650nm 和2λ＝532nm 的两种光波，试求两光波分别形成的条纹间距以及两组条纹的第8级亮纹之间的距离。 解：对于1λ＝650nm 的光波，条纹间距为： m d D e 3 3 9111043.010 5.1106501---?≈???==λ 对于2λ＝532nm 的光波，条纹间距为： m d D e 339 221035.010 5.1105321---?≈???==λ ∴两组条纹的第8级条纹之间的距离为： m e e x 3 211064.0)(8-?=-=? 5－3 一个长40mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到 稳定的干涉条纹系，继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了30个条纹。已知照射光波波长为，空气折射率为，试求注入气体的折射率n g 。 解：气室充入空气和充气体前后，光程的变化为： D n g )000276.1(-=?δ 而这一光程变化对应于30个波长： λδ30=? ∴λ30)1(=-D n g 000768.1000276.110 401028.656303 9 =+???=--g n 5－4 在菲涅耳双面镜干涉实验中，光波长为600nm ，光源和观察屏到双面镜交线的距 离分别为0.6m 和1.8m ，双面镜夹角为10－3 rad ，求：（1）观察屏上的条纹间距；（2）屏上最多能看到多少亮条纹
光的干涉练习题及答案
一、选择题 1、严格地讲，空气折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时，干涉环将：（ ） A.变大； B.缩小； C.不变； D.消失。 【答案】：A 2、在迈克耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率n ，厚度为h 的透明介质板，放入后，两光束的光程差改变量为：（ ） A.h n )1(2-； B.nh 2； C.nh ； D.h n )1(-。 【答案】：A 3、用劈尖干涉检测工件（下板）的表面，当波长为λ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。由图可见工件表面： （ ） A.一凹陷的槽，深为λ/4； B.有一凹陷的槽，深为λ/2； C.有一凸起的埂，深为λ/4； D.有一凸起的埂，深为λ。 【答案】：B 4、牛顿环实验装置是用一平凸透镜放在一平板玻璃上，接触点为C ，中间夹层是空气，用平行单色光从上向下照射，并从下向上观察，看到许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点是：（ ） A.C 是明的，圆环是等距离的； B.C 是明的，圆环是不等距离的； C.C 是暗的，圆环是等距离的； D.C 是暗的，圆环是不等距离的。 【答案】：B 5、若将牛顿环玻璃夹层中的空气换成水时，干涉环将： （ ） A .变大； B .缩小； C .不变； D .消失。 【答案】：B 6、若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹 （ ） A .中心暗斑变成亮斑； B .变疏； C .变密； D .间距不变。 【答案】：C 7、两个不同的光源发出的两个白光光束，在空间相遇是不会产生干涉图样的，这是由于（ ） A.白光是由许多不同波长的光组成； B.两个光束的光强不一样； C.两个光源是独立的不相干光源； D.两个不同光源所发出的光，频率不会恰好相等。 【答案】：C 8、在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于O 处。现将光源S 向下移动到S '位置，则（ ） A .中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变； B .中央明条纹向上移动，且条纹间距不变； 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，且条纹间距增大。
大学物理—光学习题知识分享
大学物理—光学习题
光学： 1．等厚薄膜干涉中，当反射光干涉增强时必有透射光干涉减弱；…..（）2．单缝衍射中，如以白光入射，则在中央明纹两侧由里到外依次为由红到紫。………………………………………………………………………….….（） 3.可以采取减小双缝间距的办法增大双缝干涉条纹的间距。（） 4.两束光产生相干叠加的条件相位差相同，频率相同，振动方向相同。 （） 5、增大天文望远镜物镜的孔径主要是为了有效地提高其成像的放大率。 （） 6、自然光射入各向异性晶体时一定会发生双折射现象。（） 7、从水面、柏油路面等反射的光通常都是部分偏振光。（） 8、在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹对应的衍射角变大。（） 9.在单缝衍射中，将透镜沿垂直于透镜光轴稍微向上移动时，则观察屏上的衍 射图样会移动。（） 10. 若以相位的变化相同为条件, 光在折射率为n 的介质中传播L距离,相当于光在真空中传播的距离为nL。（） 2. 为了使双缝干涉的条纹间距变大，可以采取的方法是 [ ] A. 使屏靠近双缝； C. 使两缝的间距变小； C. 使两缝的宽度稍微变小； D. 改用波长较小的单色光源。 3. 一束平行的自然光以60度的入射角由空气入射到平行玻璃表面上，反射光 成为完全线偏振光，则知 [ ] A 折射光的折射角为30度，玻璃的折射率为1.73 B 折射光的折射角为60度，玻璃的折射率为1.73 C 折射光的折射角为30度，玻璃的折射率为1.50
D 折射光的折射角为60度，玻璃的折射率为1.50 4．波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍 射角为30°，则缝宽的大小为 [ ] λ= a A . 2 .λ=a B λ2.=a C λ3.=a D 5. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入 射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射 光束中自然光与线偏振光的光强比值为 [ ] A. 1／2 B. 1／5 C. 1／3 D. 2／3 6、在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为6a λ=的 单缝上，对应于衍射角为30O 的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 A.2 个； B.4个； C. 6个； D.8个 8、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. 改用波长较小的单色光； C. 把缝的宽度稍微调小些； D. 使两缝间距变小。 9、光的偏振现象证实了 （ ） A ．光具有波粒二象性； B ．光是电磁波； C ．光是横波； D ．光是纵波。
第四章 光的干涉-习题解答
第四章 光的干涉 4.1 对杨氏干涉实验装置作如下几种改变，试讨论接收屏上的干涉条纹将如何变化？ ⑴将单色缝光源S 向上或向下平移； ⑵将单色缝光源S 向双缝21,S S 移近； ⑶将观察屏移离双缝21,S S ； ⑷将双缝间距加倍； ⑸单色缝光源缝宽从零逐渐增大的过程； ⑹换用两个单色点光源，使其分别照明双缝21,S S 。 4.2 根据将同一光源的波前划分为两个（或多个）部分作为相干光源的方法， 试设计出几种分波前干波装置。 4.3 在杨氏实验中，双缝相距为mm 0.5，缝与接收屏相距为m 0.5。入射光中包 含波长为nm 500和nm 600两种成分，因而看到屏上有两组干涉图样，试分别求出两种波长的干涉条纹宽度及第二级亮纹间的距离。 解： ⑴对nm 500的光波，条纹宽度为 mm mm d D x 5.010 5005 1056 3 11=???= = ?-λ 第二级亮纹的位置为 mm mm λd D m x 15.0211=×== ⑵对nm 600的光波，条纹宽度为 mm mm d D x 6.010 6005 1056 3 22=???= = ?-λ 第二级亮纹的位置为 mm mm λd D m x 2.16.0222=×== ⑶两波长第二级亮纹间的距离为 mm mm x x L 2.0)12.1(12=-=-=? 4.4 杨氏干涉实验的应用之一是测气体的折射率，其原理性结构如下图所示。 在1S 的后面放置一长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空
气排出的过程中，接收屏上的干涉条纹就会移动。由干涉条纹移动的数目可以推知待测气体的折射率。设待测气体的折射率为x n ，且大于空气的折射率0n 。如果充入的气体为氯气，cm l 0.2=，条纹移动的数目20Δ=m ，光波波长nm λ3.589=，空气的折射率000276.1=n ，求（1）干涉条纹如何移动？（2）待测氯气的折射率。 解： ⑴条纹向上移动。 ⑵λ20)(0=-L n n x ， L n n n x λ200=-=? 210 0010 210 589320???+ =?+=-n n n n x 0008653.10005893.0000276.1=+= 4.5 用很薄的云母片)58.1(=n 覆盖在双缝装置中的一条缝上，这时接收屏上的 中心位置为原来的第七条亮纹所占据。如果入射光波长为nm 500，则云母片的厚度如何？ 解： 据题意有 λ7)(0=-L n n 有 m nm n n L μλ6≈0 .158.1500770 -?= -= 4.6 两束相干平行光传播方向与xz 面平行，与z 轴的交角分别为1θ和2θ。在xy 平面放置接收屏，屏上干涉条纹是一组平行于y 轴的直线，前后移动接收屏，干涉条纹间距不变。试证明干涉条纹间距表达式为2 1sin sin Δθθλ x +=。 解： 两光束的传播方向如图示： 设：O 点为零级亮条纹位置，两束光在O 点的位相差为00=?? 则 沿x 方向任一点P 处，两光束的位相差为 )sin (sin 2)(21θθλ π ?+= ?x x 若P 点为第m 级亮条纹中心。则有 π θθλ π ?m x x m 2)sin (sin 2)(21=+= ?
《大学物理学》光的干涉练习题(马解答)
《大学物理学》光的干涉练习题(2016马解 答) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《大学物理学》光的干涉学习材料（解答） 一、选择题： 11-1．在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 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S 向下移动到示意图中的S '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'S 到光屏的光路相等位置】 11-2．如图所示，折射率为2n ，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1n 和3n ，且12n n <，23n n >，若波长为λ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 ）22n e ； （B ）22/2n e λ-； （C ）22n e λ-； （D ）222/2n e λn -。 【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L 拉大，则L 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L 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】 S S 3 n e
17光的干涉习题解答
第十七章 光的干涉 一. 选择题 1．在真空中波长为的单色光，在折射率为n 的均匀 透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位 差为3，则路径AB 的长度为：（ D ） A. 1.5 B. 1.5n C. 3 D. 1.5/n 解： πλπ?32==?nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。 2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大， 其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ） A. 变密 B. 变稀 C. 不变 D. 消失 解：条纹间距d D x /λ=?，所以d 增大，x ?变小。干涉条 纹将变密。
本题答案为A。 3．在空气中做双缝干涉实验， 屏幕E上的P处是明条纹。若将缝 S2盖住，并在S1、S2连线的垂直平分 选择题3图 面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时( B ) A. P处仍为明条纹 B. P处为暗条纹 C. P处位于明、暗条纹之间 D. 屏幕E上无干涉条纹 解对于屏幕E上方的P点，从S1直接入射到屏幕E 上和从出发S1经平面反射镜M反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。故本题答案为B。 4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ） A. 亮斑 B. 暗斑 C. 可能是亮斑，也可能是
暗斑 D. 无法确定 解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。 本题答案为B 。 5．一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率 为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B ) A. /4 B. / (4n ) C. /2 D. / (2n ) 6．在折射率为n =1.60的玻璃表面上涂以折射率 n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ） A. 5.0nm B. 30.0nm C. 90.6nm D. 250.0nm 解：增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。 7．用波长为的单色光垂直照射到空气劈尖上，观察 等厚干涉条纹。当劈尖角增大时，观察到的干涉条纹的间