高等教育出版社大学物理14第十四章光的干涉作业

1、第十五章光的干涉第十五章光的干涉（一）选择题（一）选择题1. 当光从光疏媒质射向光密媒质时（）当光从光疏媒质射向光密媒质时（） 反射光有半波损失反射光有半波损失 入射光有半波损失入射光有半波损失 C. 透射光有半波损失透射光有半波损失 D. 入射、反射、透射光均无半波损失入射、反射、透射光均无半波损失2.若在一折射率为若在一折射率为n1的光学表面镀一层折射率的光学表面镀一层折射率n2(n2n1)的增透膜，为使波长为的增透膜，为使波长为l l的入射光透射最多，其厚度应的入射光透射最多，其厚度应为（为（ ）22.nkeAl l 12.nkeBl l 14)12(.nkeCl l 24)12(.nk

2、eDl l 3. 双缝干涉实验中，入射光波长为双缝干涉实验中，入射光波长为l l，用玻璃纸遮住其，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中一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5l l ，则屏上原则屏上原0级明纹处（级明纹处（ ） 仍为明条纹仍为明条纹B. 变为暗条纹变为暗条纹 C. 非明非暗非明非暗D. 无法确定是明纹还是暗纹无法确定是明纹还是暗纹4.两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃以棱边为轴，逆时针作光垂直入射，若上面的平玻璃以棱边为轴，逆时针作微转动，则干涉条纹（微转动，则干涉条纹（

3、 ） 间隔变小，并向棱边方向平移间隔变小，并向棱边方向平移 B. 间隔变大，并向远离棱边的方向平移间隔变大，并向远离棱边的方向平移 C. 间隔不变，并向棱边方向平移间隔不变，并向棱边方向平移 D. 间隔变小，并向远离棱边的方向平移间隔变小，并向远离棱边的方向平移5. 用劈尖干涉检测工件的表面，当波长为用劈尖干涉检测工件的表面，当波长为l l的单色光垂的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图所示。图中每一条纹直入射时，观察到干涉条纹如图所示。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。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（）由图中可见工件表面（） 有一

4、凹陷的槽，深入有一凹陷的槽，深入l l/4 /4 B. 有一凹陷的槽，深入有一凹陷的槽，深入l l/2 /2 C. 有一凸起的埂，深入有一凸起的埂，深入l l/4 /4 D. 有一凸起的埂，深入有一凸起的埂，深入l l6. 双缝干涉实验中，当双缝在双缝所在平面上沿缝取双缝干涉实验中，当双缝在双缝所在平面上沿缝取向垂直方向作微小移动，则干涉图样（向垂直方向作微小移动，则干涉图样（ ） 作与双缝移动方向相同方向的移动作与双缝移动方向相同方向的移动 B. 作与双缝移动方向相反方向的移动作与双缝移动方向相反方向的移动 C. 中心不变，干涉图样变化中心不变，干涉图样变化 D. 没有变化没有变化7.在双缝

5、干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大。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（可以采取的办法是（ ） 使屏靠近双缝使屏靠近双缝 B. 使两缝的间距变小使两缝的间距变小 C. 把两缝的宽度稍微调窄把两缝的宽度稍微调窄 D. 改用波长小的单色光源改用波长小的单色光源8. 波长为波长为l l的单色光垂直照射到折射率为的单色光垂直照射到折射率为n2，厚度为，厚度为e的的薄膜上，膜的上下表面分别是折射率为薄膜上，膜的上下表面分别是折射率为n1和和n3的介质，的介质，且且n1 n2 n3 ，则反射光干涉减弱的公式为，则反射光干涉减弱的公式为（ ） 9. 最早验证光的波动性的典型实

6、验是（最早验证光的波动性的典型实验是（ ） 杨氏双缝实验杨氏双缝实验 B. 单缝衍射单缝衍射 C. 劳埃镜实验劳埃镜实验 D. X射线衍射射线衍射2)12(22.2l ll l kenA 2)12(2.2l l kenB l lkenC 22.l ll lkenD 22.210. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，垂直放入一折射在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，垂直放入一折射率为率为n，厚度为，厚度为h的介质板，放入后两光束的光程差改的介质板，放入后两光束的光程差改变量为（变量为（ ）hnA)1(2. nhB .nhC2.hnD)1(. 2. 如图所示，在杨氏双缝实验中，若用红光做实验，如图所示，在杨

7、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间距_，若在光源，若在光源S2右侧光路上放置一薄右侧光路上放置一薄玻璃片，则中央明纹将向玻璃片，则中央明纹将向_移动。移动。（二）填空题（二）填空题32l l1. 真空中的波长真空中的波长l l为的单色光在折射率为为的单色光在折射率为n的媒质中由的媒质中由A点传到点传到B点时，相位改变量为点时，相位改变量为3p p，则光程的改变量为，则光程的改变量为_，光从，光从A传到传到B所走过的几何路程为所走过的几何路程为_。n23l l大大下下S1S23. 波长为波长为l l的平

8、行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率为薄膜的折射率为n，第二条明纹与第五条明纹所对应的，第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是薄膜厚度之差是_。n23l ll l32 en注注：4. 光强为光强为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇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区域内有可能出现的最大光强是_。 5. 用单色光垂直照射空气劈尖上，观察反射光的干涉，用单色光垂直照射空气劈尖上，观察反射光的干涉，则棱边处是则棱边处是_纹，照射置于空气中的玻璃劈尖时，纹，照射置于空气中的玻璃劈尖时，棱边处是棱边处是_。 04I

9、暗暗暗暗6. 用波长用波长l l为的单色光垂直照射到空气劈尖上，从反射为的单色光垂直照射到空气劈尖上，从反射光中观察干涉条纹，距顶点光中观察干涉条纹，距顶点L处是暗条纹，使劈尖角处是暗条纹，使劈尖角q q连续变大，直到该点处再次出现暗条纹为止，劈尖角连续变大，直到该点处再次出现暗条纹为止，劈尖角的改变量的改变量q q是是_。L2l l LdLdq ql lq qq q2注注Lq qq q d7. 借助玻璃表面上涂以折射率借助玻璃表面上涂以折射率n=1.38的的MgF2的透明薄的透明薄膜，可以减少折射率为膜，可以减少折射率为n=1.60的玻璃表面的反射，若的玻璃表面的反射，若用波长为用波长为50

10、00的单色光垂直入射时，为实现最小的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反射，此薄膜的厚度至少应为_。8. 两块平板玻璃，一端接触，另一端用纸片隔开，形两块平板玻璃，一端接触，另一端用纸片隔开，形成空气劈尖。用波长为成空气劈尖。用波长为l l的单色光垂直照射，观察透射的单色光垂直照射，观察透射光的干涉条纹。设光的干涉条纹。设A点处空气薄膜的厚度为点处空气薄膜的厚度为e，则发生，则发生干涉的两束透射光的光程差为干涉的两束透射光的光程差为_，在劈尖顶点，在劈尖顶点处，透射光的干涉条纹是处，透射光的干涉条纹是_纹。纹。9. 在杨氏双缝实验中，双缝间距在杨氏双缝实验中，双缝间距a

11、=0.20mm，缝屏间距，缝屏间距D=1.0m，若第二级明条纹离屏中心的距离为，若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，此单色光的波长此单色光的波长_，相邻两明条纹间的距离为，相邻两明条纹间的距离为_。m1005. 98 e2明明60003mm10. 在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程其几何路程_同，其所需时间同，其所需时间_同。同。11. 两光相干除了满足干涉的三个必要条件，即频率相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、相位差恒定之外，还必须满足两同、振动方向相同、相位差恒定之外，还必须满足两个附加

12、条件个附加条件_，_。不不相相两相干光的振幅两相干光的振幅不可相差太大不可相差太大两相干光的光程两相干光的光程差不能相差太大差不能相差太大（三）计算题（三）计算题1. 在双缝装置中，若两缝分别被厚度相等，折射率在双缝装置中，若两缝分别被厚度相等，折射率为为n1=1.4，n2=1.7的两薄玻璃片覆盖，则玻璃片覆盖的两薄玻璃片覆盖，则玻璃片覆盖前第前第5级亮条纹恰好移动到屏幕中央原零级明条纹的级亮条纹恰好移动到屏幕中央原零级明条纹的位置，如果入射光的波长为位置，如果入射光的波长为 ，求玻璃片，求玻璃片的厚度。的厚度。m108 . 47 S1S2解：解：l l5)(12 ennm1083 . 056

13、 l le2.双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离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，两缝之间的距离d=0.50mm，用波长，用波长l l 5000的单色光垂直照射双缝。的单色光垂直照射双缝。（1）求原点）求原点O（零级明条纹所在处）上方的第五级明条（零级明条纹所在处）上方的第五级明条纹的坐标纹的坐标x；（2）如果用厚度）如果用厚度 ，折射率，折射率n=1.58的透明的透明薄膜覆盖在图中的薄膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标缝后面，求上述第五级明条纹的坐标xmm100 . 12 l ldDkx mm0 . 6 （2）lnDxd)1

14、( l l5 mm9 .19 x解：（解：（1）S1S2dxOl lD3. 波长为波长为 的红光垂直照射到劈尖形的液膜的红光垂直照射到劈尖形的液膜上，膜的折射率为上，膜的折射率为1.33，液面两侧是同一种媒质，观，液面两侧是同一种媒质，观察反射光的干涉条纹。察反射光的干涉条纹。（1）离开劈尖棱边的第一条明条纹中心所对应的膜）离开劈尖棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少？厚度是多少？（2）若相邻的明条纹间距）若相邻的明条纹间距l=6mm，上述第一明纹中，上述第一明纹中心到劈尖棱边的距离心到劈尖棱边的距离x是多少？是多少？m105 . 67 l l解：解：) 1(22 kknel ll ln

15、e4l l m1022. 17 mm32 lx(1)(2)4. 在棱镜（在棱镜（n1=1.52）表面镀一层增透膜（）表面镀一层增透膜（n2=1.30）,为为使此增透膜适用于波长为使此增透膜适用于波长为5.5010-7m的单色光，求：的单色光，求：（1）膜的最小厚度）膜的最小厚度e1;（2）膜的次最小厚度）膜的次最小厚度e2;（3）若用白光入射，膜厚）若用白光入射，膜厚e2时，反射光是什么颜色？时，反射光是什么颜色？解：解：2)12(22l l kenm1006. 10)1(71 ekm1018. 31)2(72 ek取取k=2，紫光，紫光l l ken222)3( m1013. 42m1025

16、. 8177l ll lkk5. 用波长为用波长为l l的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖，已知劈尖角为的空气劈尖，已知劈尖角为q q。如果劈尖角变为。如果劈尖角变为q q，从劈棱数起的第四条明条纹位移值从劈棱数起的第四条明条纹位移值x是多少？是多少？解：解：)(4744xxx )(47q qq qq qq ql l )4(22 kkel ll l474l l eq ql l474 xq ql l 474x6. 用波长用波长500nm(1nm=10-9m)单色光垂直照射由两块光学平玻璃单色光垂直照射由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上，观察反射光的干涉现

17、象，距劈尖棱边构成的空气劈尖上，观察反射光的干涉现象，距劈尖棱边l=1.56cm的的A处是从棱边算起的第四个暗条纹中心。处是从棱边算起的第四个暗条纹中心。（1）此空气劈尖的劈尖角；）此空气劈尖的劈尖角；（2）改用）改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍然观察反射光的单色光垂直照射到此劈尖上仍然观察反射光的干涉条纹，的干涉条纹，A处明条纹还是暗条纹？处明条纹还是暗条纹？（3）在第（）在第（2）问的情形从棱边到）问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？几条暗纹？2) 12(22 ) 1(l ll l kek条条暗暗纹纹条条明明纹纹，有有333)3( l l ,5 . 1, 350056. 1l l ekq qAeklkl ll l 322 )2(56. 1e处处是是明明条条纹纹，A556. 1108 . 4 leq q 以暗纹开始，以明纹结束以暗纹开始，以明纹结束7. 两种厚度均为两种厚度均为e=0.0210-3m的透明薄膜，将它们分的透明薄膜，将它们分别放在杨氏双缝后，干涉条纹移动别放在杨氏双缝后，干涉条纹移动20个条纹，照射波个条纹，照射波长为长为5893，求两薄片折射率之差。，求两薄片折射率之差。解：解：l l20)(12 ennenl l20 5893. 0 S1S28. 一单色光