高二物理竞赛牛顿环单缝课件

11牛顿环

单缝衍射2一、选择题解：1.牛顿环所用的平凸透镜与平板玻璃的折射率相同，平凸透镜的曲率半径为0.254m，用波长为630nm入射光垂直入射，测得从中心向外数第K环和第K+N环的半径分别为0.70mm和1.7mm，则N为(A)13；(B)14；(C)15；(D)16。由和（明条纹）（暗条纹）【C】32.在观察单缝夫琅和费衍射时，如果单缝垂直于它后面的透镜的光轴向上或向下移动，屏上衍射图样将：（A）整体向下移动

（B）整体向上移动

（C）整体收缩

（D）不发生改变

【

D

】

对于垂直的入射光，上述光程差完全由衍射角决定，单缝垂直于光轴上下移动，对衍射角无影响，也不影响衍射图样。4解：设光屏上第k级暗条纹的位置为x。单缝夫琅和费衍射暗纹条件为二、填空题l.

有一单缝，宽度a=0.10mm，在缝后放置一焦距为f＝50cm的会聚透镜，用平行绿光（λ=546nm）垂直照射单缝，位于透镜焦平面处的屏幕上的中央条纹宽度为________________，第二级明纹宽度____________。因θ很小，有即k＝1时，可得中央明条纹的宽度为5第k级明条纹的宽度为与k无关，即各级明条纹的宽度均相等，为中央明条纹的宽度为各级明纹宽度的两倍，即62.在利用牛顿环测量未知单色光波长的实验中，当用已知波长为589.3nm的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四明环的距离为4mm，当用波长为未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四明环的距离为3.85mm，该单色光的波长为______。（牛顿环平凸透镜与平板玻璃折射率相同）

牛顿环装置产生的干涉明环半径

1、4两个干涉明环半径之差（n=1）

波长改变后73.在夫琅和费单缝衍射的实验中,波长为λ的单色光垂直入射在缝宽a=10λ的单缝上,则在衍射角为30°的方向上,屏上出现的相应条纹是第______级_______纹（明或暗）。依题意满足单缝衍射暗纹公式，并且级数为k=5暗83.波长为20m的海面波垂直进入宽为50m的港口，在港内海面上衍射波的中央波束的角宽度是______。解：单缝衍射问题：中央波束半角宽为中央波束角宽为9三、计算题1.

图示一牛顿环实验装置，开始时中间是空气，当透镜与玻璃之间充以某种液体时，第10个亮环的直径由1.4cm变为1.27cm，试求这种液体的折射率。牛顿环暗环半径

开始透镜与玻璃之间为空气时n＝1后来充入折射率为n2的介质102.用波长λ1=400nm和λ2=700nm的混合光垂直照射单缝，在衍射图样中，λ1的第k1级明纹中心位置恰好与λ2的第k2级暗纹中心位置重合，求k1和k2的

最小值；λ1的暗纹中心位置能否与λ2的暗纹中心位置重合？解：当λ1的第k1级明纹中心位置恰好与λ2的第k2级暗纹中心位置重合时，这两个条纹在

方向上的光程差相等，即有得使上式成立，k取最小：11若λ1的第k1级暗纹与λ2的第k2级暗纹位置重合，有得λ

1的暗纹可以与λ2的暗纹位置重合。12一、选择题分析：由光栅方程最多见到的条纹级数kmax对应的φ=π

/2B实际看到的最高级次为31.用λ=590nm的钠黄光垂直入射到每毫米有500条刻痕的光栅上，问最多能看到第几级明条纹?【】(A):2(B):3(C):4(D):5132.一束自然光以布儒斯特角入到某介质表面,则反射光与折射光的偏振情况是【】(A)反射光与折射光都是完全偏振光.(B)反射光与折射光都是部分偏振光.(C)反射光是完全偏振光,折射光是部分偏振光.(D)反射光是部分偏振光,折射光是完全偏振光.

C反射光是只有垂直振动的偏振光，折射光是平行振动占优势的部分偏振光14二、填空题1．一束波长为600nm的平行光垂直入射某一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级。则光栅常数a+d=________nm，透光缝可能的最小宽度a＝__________nm。解：根据光栅方程2400800152.一束自然光自空气射向薄膜表面，当入射角为52°45′时发现反射光为完全偏振光，则折射角为______；反射光与折射光的夹角为____________，膜的折射率为___________。37o15′1.32解：根据布儒斯特定律及，得：空气90o163.自然光和线偏振光的混合光束，通过一偏振片时，随着偏振片以光的传播方向为轴转动，透射光的强度也跟着改变，如最强和最弱的光强之比为6:1，那么入射光中自然光和线偏振光的强度之比为____________。

解：设混合光束中的自然光光强为I0，线偏振光光强为I1，透射光强最大值为Imax，最小值为Imin，有所以，有2:517三、计算题1.

以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上，在衍射角φ=30°的方向上看到λ1=750nm和λ2=450nm的谱线相重合。求光栅常数的最小值是多少？最小值取解：（1）根据光栅干涉的主极大条件谱线重叠时满足：182.如图所示，一块折射率n=1.50的平面玻璃浸在水中（n′＝1.33），已知一束自然光入射到水面时反射光是完全偏振光