大学物理第12章光的干涉测试题(附答案及知识点总结).doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大学物理第12章光的干涉测试题(附答案及知识点总结).精品文档.第12章 习题精选试题中相关常数：，可见光范围（400nm760nm）1、在真空中波长为的单色光，在折射率为的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点相位差为，则此路径AB的光程为：（A） （B） （C） （D）2、在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中与在玻璃中：（A）传播路程相等，走过光程相等 （B）传播路程相等，走过光程不相等（C）传播路程不相等，走过光程相等（D）传播路程不相等，走过光程不相等3、如图所示，折射率为、厚度为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和，已知若用波长为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与的光程差是：（A） （B）（C） （D）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：（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，入射光的波长为，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大，则屏上原来的明纹处：（A）仍为明条纹 （B）变为暗条纹（C）既非明纹也非暗纹 （D）无法确定是明纹，还是暗纹6、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慢平移而远离平面玻璃时，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7、在牛顿环实验装置中，曲率半径为R的平凸透镜与平玻璃板在中心恰好接触，它们之间充满折射率为n的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径的表达式为：（A） （B）（C） （D）8、用波长为的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e折射率为1.5的透明薄膜，两束反射光的光程差_9、单色平行光垂直入射到双缝上观察屏上P点到两缝的距离分别为和设双缝和屏之间充满折射率为n的介质，则P点处光线的光程差为_10、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，欲使屏上的干涉条纹间距变大，可采用的方法是：（1）_（2）_11、在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大，则屏幕上干涉条纹间距_；若使单色光波长减小，则干涉条纹间距_12、在双缝干涉实验中，若两缝的间距为所用光波波长的N倍，观察屏到双缝的距离为D，则屏上相邻明纹的间距为_ 13、用波长为的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触至移动到两者距离为的过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于_14、图a为一块光学平板玻璃与一个加工过的平面一端接触，构成的空气劈尖，用波长为的单色光垂直照射看到反射光干涉条纹（实线为暗条纹）如图b所示则干涉条纹上A点处所对应的空气薄膜厚度为_15、用波长为的单色光垂直照射如图示的劈形膜（），观察反射光干涉从劈形膜尖顶开始算起，第2条明条纹中心所对应的膜厚度_16、波长为的平行单色光垂直照射到劈形膜上，若劈尖角为以弧度计），劈形膜的折射率为n，则反射光形成的干涉条纹中，相邻明条纹的间距为_17、波长为的平行单色光垂直照射到折射率为n的劈形膜上，相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是_18、在双缝干涉实验中，双缝与屏间的距离，双缝间距，若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5mm，求光源发出的单色光的波长19、在杨氏双缝干涉实验中，用波长的单色光照射，双缝与屏的距离测得中央明条纹两侧的两个第5级明条纹的间距为12.2mm，求双缝间的距离20、在双缝干涉实验中，波长的单色平行光垂直入射到缝间距的双缝上，屏到双缝的距离求：（1）中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；（2）用一厚度为、折射率为的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？21、用白光垂直照射置于空气中的厚度为的玻璃片玻璃片的折射率为在可见光范围内哪些波长的反射光有最大限度的增强？22、波长的红光垂直照射到劈形液膜上，膜的折射率，液面两侧是同一种介质观察反射光的干涉条纹（1）离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少？（2）若相邻的明条纹间距，上述第1条明纹中心到劈形膜棱边距离是多少？23、用波长为的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，劈尖角q改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了，求劈尖角的改变量24、曲率半径为R的平凸透镜和平板玻璃之间形成空气薄层，如图所示波长为的平行单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环设平凸透镜与平板玻璃在中心O点恰好接触求：（1）从中心向外数第个明环所对应的空气薄膜的厚度（2）第个明环的半径用（用R、波长和正整数表示，R远大于上一问的）25、图示一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第5个明环的半径是0.30cm（1）求入射光的波长（2）设图中，求半径为OA范围内可观察到的明环数目26、用波长的单色光作牛顿环实验，测得第个暗环半径，第个暗环半径，求平凸透镜的凸面的曲率半径总体要求：理解产生相干光的三个条件和获得相干光的两种方法了解分波阵面法和分振幅法干涉的典型实验；掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系；掌握杨氏双缝干涉条纹及薄膜干涉条纹（尤其是劈尖和牛顿环）的分布规律，利用相关公式计算条纹分布第12章 参考答案1、A 2、C 3、A 4、B 5、B 6、B 7、B 8、或 9、10、（1）使两缝间距变小；（2）使屏与双缝之间的距离变大 11、变小；变小 12、 13、14、 15、 16、 17、18、解：19、解：20、解：（1） （2）零级明纹移到原第7级明纹处21、解：和22、解：（1）（明纹中心）现，则膜厚度（2）23、解：24、解：（1）第k个明环， （2）， 25、解：（1） （或500 nm）（2），对于，故在OA范围内可观察到的明环数目为50个26、解：第12章 光的干涉一、基本内容1单色光单色光是指具有单一频率的光波，单色光不是单种颜色的光可见光的波长是（380760）nm虽然绝对单一频率的单色光不易得到，但可以通过各种方法获取谱线宽度很小的单色光例如激光就可看作谱线宽度很小的单色光2相干光只有两列光波的振动频率相同、振动相位差恒定、振动方向相同时才会发生干涉加强或减弱的现象，满足上述三个条件的两束光称为相干光，相应的光源称为相干光源3半波损失光由光疏介质（即折射率相对小的介质）射到光密介质发生反射时，反射光的相位较入射光的相位发生的突变，这一变化导致了反射光的光程在反射过程中增加了半个波长，通常称为“半波损失”4光程和光程差（1）光程光波的频率是单色光的本质属性，与在何种介质中传播没有关系，而传播速度则与介质有关在折射率为的介质中光速是真空中光速的，由光速可知，在折射率为的介质中，光波的波长也是真空中波长的这样光在不同介质中经历同样的波数，但经历的几何路程却不同所以有必要把光在折射率的介质中通过的几何路程折算到真空中所能传播的长度，只有这样才便于比较两束经过不同介质的光相位的变化所以把光在折射率为的介质中通过的几何的路程乘以折射率折算成真空中所能传播的长度，称为光程（2）光程差当采用了光程概念以后就可以把由相位差决定的干涉加强、减弱等情况用光程差来表示，为计算带来方便即相位差（为真空中波长，为光程差），亦即二、基本规律光程差（含半波损失）是半波长偶数倍时干涉加强，干涉相长，明条纹中心；是半波长奇数倍时，干涉相消，暗条纹中心1杨氏双缝干涉结果（分波阵面干涉），只讨论同一介质中传播：等间隔明暗相间条纹光程差： 明条纹位置（k级干涉条纹位置，D屏距，d缝距） 暗条纹位置条纹中心间距：2薄膜干涉结果（分振幅干涉）薄膜干涉基础公式相同，考虑从入射到（），为入射角，d薄膜厚度，此时要考虑“半波损失”，故反射加强（上表面亮纹位置）为反射减弱（上表面暗纹位置）为（注意此处k可以取0，厚度为0处是暗纹）注意，一定要先分析反射光是否存在“半波损失”的情况，不能死搬硬套，一般介质折射率中间大两边小或中间小两边大都有半波损失，而三种介质折射率大小顺序排列无半波损失薄膜干涉光程差是入射角和厚度的函数等倾干涉：对于上两式，如果薄膜厚度不变，而光线倾角（入射角）变化，入射角相同的位置光线光程差相同，条纹花样相同，叫做等倾干涉等厚干涉：对于上两式，所有光线以同一入射角入射，而薄膜厚度变化，则厚度相同的位置光线光程差相同，条纹干涉花样相同，叫做等厚干涉对空气劈尖（上玻璃板下表面和下玻璃板上表面两束光反射）两侧介质相同，由于存在“半波损失”，所以上两式适用于在空气劈尖的上表面干涉一般取垂直入射，则在劈尖上表面干涉，光程差满足 明条纹 暗条纹代表劈尖内介质折射率劈尖端点处是暗纹，相邻明纹（或暗纹）厚度差，条纹线间距：如果两侧介质不同，且满足折射率递增或递减顺序，则无半波损失，光程差满足 明条纹 暗条纹劈尖劈尖端点处是暗纹，相邻明纹（或暗纹）厚度差和条纹线间距与有半波损失时相同利用劈尖原理检测零件平整度，上表面放标准板，顶角在左侧，下板凹陷条纹向左弯，凸起向右弯牛顿环的上表面干涉也是空气劈尖干涉，两侧介质相同，有半波损失，只不过牛顿环的空气厚度测量常转换成距透镜中心距离与透镜的曲率半径来表示牛顿环的明暗纹 （明环） （暗环）