大學(xué)物理題庫(kù)通用版11、波動(dòng)光學(xué)光的干涉一、選擇題(共15題)如圖，鳥、S2是兩個(gè)相干光源，它們到尸點(diǎn)的距離分別 |匕rTOC\o"1-5"\h\z為r和r.路徑SP垂直穿過一塊厚度為t，折射率為 S\ 明 ―7^12 1 1 1 tn的介質(zhì)板，路徑S2P垂直穿過厚度為t2,折射率為n21勺帖~的另一介質(zhì)板，其余部分可看作真空，這兩條路徑的光S^^n 2程差等于 2(r+nt)-(r+nt)2 22 1 11[r+(n-1)t]-[r+(n-1)t](r-nt)-(r-nt)2 22 1 11nt-nt [22 11在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為人的單色光在空氣中和在玻璃中傳播的路程相等，走過的光程相等.傳播的路程相等，走過的光程不相等.傳播的路程不相等，走過的光程相等.傳播的路程不相等，走過的光程不相等. [ ]n3如圖所示，折射率為n2、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為弓和n3,已知n<n>n3.若用波長(zhǎng)為人的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束(用①與②示意)的光程差是n32n2e. (B)2n2e~X/2.(C)2n2e—人. (D)2n2e—人/(2n2).”44時(shí).% ?n3如圖所示，波長(zhǎng)為人的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上，經(jīng)上下兩個(gè)表面反射的兩束光發(fā)生干涉.若薄膜厚度為e，而且n>n>n”44時(shí).% ?n34兀ne/人. (B)2兀ne/人.(C)(4兀n2e/人)+兀. (D)(2nn2e/人)一兀. [ ]/1n2ef3i力如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e,并且3i力n1Vn2>n3,氣為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長(zhǎng)，則兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為2nn2e/(n1氣). (B)[4兀n1e/(n2氣)]+兀.TOC\o"1-5"\h\z(C)[4兀ne/(n人)]+k. (D)4兀ne/(n人). [ ]2 '1 1 2 '1 1’一束波長(zhǎng)為人的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使反射光得到干涉加強(qiáng)，則薄膜最小的厚度為X/4. (B)人/(4n).(C)X/2. (D)X/(2n). [ ]兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的間隔變小，并向棱邊方向平移.間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移.間隔不變，向棱邊方向平移.間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移. [ ]用白光光源進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，若用一個(gè)純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個(gè)純藍(lán)色的濾光片遮蓋另一條縫，則干涉條紋的寬度將發(fā)生改變.產(chǎn)生紅光和藍(lán)光的兩套彩色干涉條紋.干涉條紋的亮度將發(fā)生改變.不產(chǎn)生干涉條紋. [ ]把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為北雙縫到屏的距離為D(D>>J)，所用單色光在真空中的波長(zhǎng)為X，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是(A)XD/(nd) (B)nXD/d.(C)Xd/(nD). (D)XD/(2nd). [ ]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S]、s2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處.現(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的S'位置，則中央明條紋也向下移動(dòng)，且條紋間距不變.中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變.中央明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大.中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為X，用玻璃紙遮住雙縫中的一個(gè)縫，若玻璃

紙中光程比相同厚度的空氣的光程大2.5人，則屏上原來的明紋處(A)仍為明條紋； (B)變?yōu)榘禇l紋；(C)既非明紋也非暗紋； (D)無法確定是明紋，還是暗紋.: ]在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中，曲率半徑為R的平凸透鏡與平玻璃扳在中心恰好接觸，它們之間充滿折射率為n的透明介質(zhì)，垂直入射到牛頓環(huán)裝置上的平行單色光在真空中的波長(zhǎng)為人，則反射光形成的干涉條紋中暗環(huán)半徑々的表達(dá)式為(A)r=、.kXR. (B)r=%kkR/n.TOC\o"1-5"\h\z一 —■(C)r=vknkR. (D)r=：kk/\nR/. [ ]k k把一平凸透鏡放在平玻璃上，構(gòu)成牛頓環(huán)裝置.當(dāng)平凸透鏡慢慢地向上平移時(shí)，由反射光形成的牛頓環(huán)向中心收縮，條紋間隔變小.向中心收縮，環(huán)心呈明暗交替變化.向外擴(kuò)張，環(huán)心呈明暗交替變化.向外擴(kuò)張，條紋間隔變大. [ ]圖b如圖a所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測(cè)工件B之間形成空氣劈尖，用波長(zhǎng)k=500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射.看到的反射光的干涉條紋如圖b所示.有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分的連線相切.則工件的上表面缺陷是圖b不平處為凸起紋，最大高度為500nm.不平處為凸起紋，最大高度為250nm.不平處為凹槽，最大深度為500nm.不平處為凹槽，最大深度為250nm.: ]在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n，厚度為d的透明薄片，放入后，這條光路的光程改變了(A)2(n-1)d. (B)2nd.(C)2(n-1)d+k/2. (D)nd.(n-1)d. [ ]二、填空題(共15題)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e.波長(zhǎng)為人的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差△?=.

2.如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2,發(fā)出波長(zhǎng)為人的光.A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn).若在S1與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的光在A點(diǎn)的相位差展=_2兀(n-1)e/人_.若已知人=500nm,n=1.5，A點(diǎn)恰為第四級(jí)明紋中心,則e2.如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2,發(fā)出波長(zhǎng)為人的光.A是它們?nèi)鐖D所示，兩縫S1和S2之間的距離為H,媒質(zhì)的折射率為n=1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為9,則屏幕上P處，兩相干光的光程差為.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所用光波波長(zhǎng)人=5.461X10-4mm，雙縫與屏間的距離Q=300mm，雙縫間距為d=0.134mm，則中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)明條紋之間的距離為用波長(zhǎng)為人的單色光垂直照射折射率為n的劈形膜形成等厚干涉條紋，若測(cè)得相鄰明條紋的間距為/，則劈尖角9=.把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的媒質(zhì)中，雙縫到觀察屏的距離為D，兩縫之間的距離為d(d<<D)，入射光在真空中的波長(zhǎng)為人，則屏上干涉條紋中相鄰明紋的間距是 用人=600nm的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置時(shí)，從中央向外數(shù)第4個(gè)(不計(jì)中央暗斑)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度為.(1nm=10-9m)用波長(zhǎng)為人的單色光垂直照射折射率為n2的劈形膜(如圖)圖中各部分折射率的關(guān)系是n1<n2<n3.觀察反射光的干涉條紋，從劈形膜頂開始向右數(shù)第5條暗條紋中心所對(duì)應(yīng)的厚度e=.波長(zhǎng)為人的平行單色光，垂直照射到劈形膜上，劈尖角為9,劈形膜的折射率為n，第三條暗紋與第六條暗之間的距離是.一束波長(zhǎng)為人=600nm(1nm=10-9m)的平行單色光垂直入射到折射率為n=1.33的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的.要使反射光得到最大限度的加強(qiáng)，薄膜最小厚度應(yīng)為nm.波長(zhǎng)為人的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈尖角為9,劈形膜的折射率為n，第k級(jí)明條紋與第k+5級(jí)明紋的間距是.波長(zhǎng)人=600nm的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝置上，第二個(gè)明環(huán)與第五個(gè)明環(huán)所對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度之差為nm.(1nm=10-9m)

折射率分別為n1和n2的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長(zhǎng)為人的單色光垂直照射.如果將該劈尖裝置浸入折射率為n的透明液體中，且n2>n>ni，則劈尖厚度為e的地方兩反射光的光程差的改變量是.如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS=SS2，用波長(zhǎng)為人的光照射雙縫/和S2,通過空氣后在屏幕E上形成干涉條紋.已知P點(diǎn)處為第三級(jí)明條紋，則近和S2到P點(diǎn)的光程差為3人.若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中,P點(diǎn)為第四級(jí)明條紋，則該液體的折射率n=.已知在邁克耳孫干涉儀中使用波長(zhǎng)為人的單色光.在干涉儀的可動(dòng)反射鏡移動(dòng)距離d的過程中，干涉條紋將移動(dòng)條.三、計(jì)算題(共5題)白色平行光垂直入射到間距為。=0.25mm的雙縫上，距D=50cm處放置屏幕，分別求第一級(jí)和第五級(jí)明紋彩色帶的寬度.(設(shè)白光的波長(zhǎng)范圍是從400nm到760nm.這里說的“彩色帶寬度”指兩個(gè)極端波長(zhǎng)的同級(jí)明紋中心之間的距離.)(1nm=10-9m)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)X=550nm的單色平行光垂直入射到縫間距a=2X10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m.求：中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距；用一厚度為e=6.6X10-5m、折射率為n=1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移到原來的第幾級(jí)明紋處？(1nm=10-9m)用波長(zhǎng)為500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上.在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l=1.56cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心.求此空氣劈形膜的劈尖角。；改用600nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？2分圖示一牛頓環(huán)裝置，設(shè)平凸透鏡中心恰好和平玻璃接觸，透鏡凸表面的曲率半徑是R=400cm.用某單色平行光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測(cè)得第5個(gè)明環(huán)的半徑是0.30cm.求入射光的波長(zhǎng).設(shè)圖中OA=1.00cm，求在半徑為OA的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目.用波長(zhǎng)人=500nm的平行光垂直照射折射率n=1.33的劈形膜，觀察反射光的等厚干涉條紋.從劈形膜的棱算起，第5條明紋中心對(duì)應(yīng)的膜厚度是多少？

光的干涉習(xí)題答案一、選擇題I、 B；2、C；3、B；4、A；5、C；6、B；7、A；8、D；9、A；10、B；II、 B；12、B；13、B；14、B；15、A二、填空題1、2、3、4、5、6、7、8、9、2兀(％-n2)e/人41、2、3、4、5、6、7、8、9、力DM/(dn)1.2=2人pm9M4n23M/(2n9)TOC\o"1-5"\h\z10、 113nm11、 5M/(2n9)12、 900nm13、 2(n-1)e-M/214、 1.3315、 2d/M三、計(jì)算題1解：由公式x=kDM/a可知波長(zhǎng)范圍為aM時(shí)，明紋彩色寬度為Ax=kDAM/a 2分k由k=1可得，第一級(jí)明紋彩色帶寬度為Ax1=500X(760-400)X10-6/0.25=0.72mm 2分k=5可得，第五級(jí)明紋彩色帶的寬度為Ax5=5?AX]=3.6mm 1分2解：(1) ax=20DM/a 2分=0.11m 2分(2)覆蓋云玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足(n-1)e+r1=r2 2分設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級(jí)明紋，則應(yīng)有r2—r=kM 2分

所以(n~1)e=k人所以k=(n—1)e/人=6.96^7零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處 2分3解：(1)棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為e=1人處是第二條暗紋中心，依223此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度e4=2人..? 0=e/I=3人/(21)=4.8X10-5rad 5分由上問可知A處膜厚為e4=3X500/2nm=750nm對(duì)于A/=600nm的光，連同附加光程差，在A處兩反射光的光程差為2e4+2人'，它與波長(zhǎng)疽之比為2e4/人'+