高二物理竞赛波动课件

1波动光学复习2一、计算图中光通过路程r1

和r2

在P点的相差。nS1S2r1r2dP·一、解：3三、杨氏双缝实验，2a＝0.2mm，D＝1m，求（1）第一级明纹到同侧第4级明纹的距离为7.5mm，则λ＝？（2）若λ＝6000A，则相邻两明纹间距；（3）若在一缝后加一折射率为1.58的透明薄膜，第七级明纹恰好移到原中央明纹位置，问薄膜厚度？三、解：（1）(2)(3)4四、两块长10cm平玻片，一端接触，另一端被直径为0.045cm的金属丝所分开。用镉灯光（）垂直照射到平玻片上，求：（1）玻璃片上出现的明纹数；（2）相邻的两暗纹之间的距离。四、解：（1）已知平玻片的长度L=10cm，金属丝的直径d=0.045cm，空气劈尖的折射率n=1。设平玻片上出现明条纹的数目为N，明纹之间的距离为L，则（2）相邻两暗纹与相邻两明纹之间距离l是相等的，则5五、空气劈尖干涉实验中，波长为的单色光垂直入射，如图，上方玻璃板的长度为L，劈尖末端厚度为d（d<<L），则干涉图样中，相邻明纹的间距为多少？明纹总数为多少条？五、解：由劈尖干涉条件可知：6六、有一玻璃劈尖,放在空气中,劈尖夹角，用波长的单色光垂直入射时,测得干涉条纹的宽度,求：（1）玻璃的折射率；（2）θ增加条纹如何变化？（3）上表面平移，条纹如何变化？六、解：每一级次的条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动。7（2）θ大，条纹密；反之，条纹疏。θ增加，条纹变密，并且向棱边处移动；反之，条纹变疏，并且向远离棱边移动。但不变。（3）θ不变，上表面平移，纹距不变，但条纹向棱边移动。8七、两块平板玻璃，长度为L=4cm，一端相接触，另一端垫一金属丝，两板之间形成夹角很小的空气劈尖如图3所示。现以波长的单色光垂直入射。（1）说明干涉条纹形状。（2）相邻明纹之间的距离为0.1mm，求金属丝的直径。（3）此时，在金属丝与楞边之间，明条纹的总数是多少？（4）当金属丝通以电流，使金属丝受热膨胀，直径增大了1000nm，试问：玻璃板中点处观察到几条明纹移动？七、解：（1）接触边处是暗纹，其他是明暗相间，等宽、等间距，平行于棱边的直条纹。（2）相邻两明纹（或暗纹）之间距离

99（3）（4）当处空气层厚度增加，金属丝直径应增加（相似三角形），在离接触点处金属丝受热前金属丝受热后10八、牛顿环平凸透镜的球面半径m，通光口径cm，波长nm的单色光垂直照射时，求：（1）最多可见的暗环数是多少？（2）若将装置放入折射率为的液体中，最多可见的暗环数是多少？八、解：（1）（2）11九、用曲率半径为R＝4.5m平凸透镜做牛顿环实验，测得第k级暗环半径rk=4.95nm，第k＋5级暗环半径rk＋5＝6.065nm，则：（1）所用单色光的波长；（2）环数k值。九、解：12十、在一块光平玻璃板B上，端正地放一锥顶角很大的圆锥形平凸透镜A，在A、B间形成劈角θ很小的空气薄层，如图，当波长为λ单色光垂直射向平凸透镜时，可以观测到透镜锥面上出现干涉条纹，求（1）画出干涉条纹的大致分布，并说明条纹主要特征；（2）计算明暗条纹的位置；（3）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化？若将此圆锥翻过来放置，则如何？13十、解：（1）干涉条纹特点：接触点是暗斑，干涉条纹是以接触点为圆心的一系列等间距的同心同环。14SL

十一如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹.已知玻璃的折射率

问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距

时，干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及各明纹处膜厚?中心点的明暗程度如何?若油膜展开条纹如何变化?,油膜的折射率G15十一、解（1）条纹为同心圆油膜边缘明纹明纹16

当油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少.

由于

故可观察到四条明纹

.17十二、将平板玻璃覆盖在平凹柱面透镜的凹面上（曲率为R），（1）若单色光平行垂直照射，观察反射光的干涉图样，试说明干涉条纹的形状及其分布情况；（2）当照射光波长λ1＝5000A时，平凹透镜中央A处是暗条纹，然后连续改变照射光波长直到波长变为λ2＝6000A时，A处重新变为暗的，（在5000A－6000A之间的光波照射不能使A处变暗）求A处平板玻璃和柱面之间空气间隙高度为多少？reAd－等厚干涉18十二、解：（1）平行圆柱轴线平行的直条纹，而且外疏内密。19明暗条纹分布20若平板玻璃在下，上面放一凸柱面透镜，形状、特点？平行圆柱轴线的平行直条纹，越向外次数越高，而且外疏内密。21十三、迈克尔逊干涉仪可用来测量单色光波长，当M2移动距离时，测得单色光的干涉条纹移过N＝1024条，试求单色光的波长。（2）在M2前，插一透明薄片，可观察到150条干涉条纹向一方移动n＝1.632，所用单色光的波长=5000A，求薄片厚度。十三、解：(2)设厚度为d22十四、宽度为a＝0.6mm的狭缝后放置一焦距为f＝40cm的凸透镜，若以单色平行光垂直入射，则在距中央明纹1.6mm处观察到红色明条纹，求（1）单色光波长；（2）中央明纹宽度；（3）第二级明纹对应的衍射角。十四、解：在1.6mm处出现的是红光的第3级明纹。2324十五、在宽度为a＝0.6mm狭缝后放置一焦距为f＝80cm的凸透镜，若以λ＝6000A的单色平行光入射，求（1）入射光垂直入射时，中央明纹宽度及一级明纹位置；（2）入射光以300角入射时光程差公式及中央明纹位置。十五、解：十六、光栅每毫米有250条狭缝，刻痕宽度b是缝宽的2倍。若波长0=400nm的单色平行光垂直入射到该光栅上，求：（1）光栅常数；（2）屏上最多可见多少条明纹？（3）第2级明纹的衍射角？（4）若光栅后的透镜焦距f=1m，则其±1级明纹在屏上的间距？十六、解：2627十八、已知某介质折射率为1.732，则当光从空气射向该介质，求：（1）入射角为多少时，反射光为完全偏振光；（2）一束强度为I0自然光垂直入射到两块平行放置且透光方向夹角为30º的偏振片上，则透射光的强度是多少？（3）折射光线与玻璃平面的夹角是多少？

折射光线与玻璃平面的夹角为600。十八、解：28十九、波长为6000A的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在sinθ2

＝0.20处，第四级为第一个缺级。求（1）光栅上相邻两缝的距离是多少？（2）狭缝可能的最小宽度是多少？（3）屏上可能观察到的全部明纹数目是多少？十九、解：2930二十、设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问：(1)人眼的最小分辨角有多大？(2)若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？二十、解(1)

(2)31二一、已知：某照相机物镜的直径为D=5.0cm，其焦距为f=17.5cm，对λ=550nm的光。求：（1）最小分辨角；（2）在焦平面上每毫米能分辨多少条线？二一、解(1)（2）焦平面上分辨最小距离：每毫米能分辨线数：32二二、在两块正交偏振片之间插入另一块偏振片，光强为的自然光垂直入射于偏振片，讨论转动透过的光强与转角的关系.33若

在

间变化，如何变化？二二、解：34二三、光栅每厘米有2500条狭缝，刻痕宽度

b是缝宽的3倍。若波长0=500nm的单色平行光垂直入射到该光栅上，求：（1）光栅常数；（2）在单缝衍射中央明纹区内，最多可见多少条主极大明纹？（3）第一级主极大明纹的衍射角（用弧度表示）；（4）若用0和两单色光同时照射，则的第5级与0的第4级主极大明纹重合，求波长？二三、解(