16.1光学习题课.ppt
《16.1光学习题课.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《16.1光学习题课.ppt(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第十二章第十二章光的干涉光的干涉1、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,用玻璃纸遮住其中,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一缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5,则屏上则屏上原原0级明纹处级明纹处A.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.无法确定无法确定 B2、两个直径相差甚微的圆柱夹在两块平板玻璃之间构成两个直径相差甚微的圆柱夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖,如图所示。单色光垂直照射,可看到等厚干涉空气劈尖,如图所示。单色光垂直照射,可看到等厚干涉条纹,如果将两圆柱之间的距离条纹,如果将两圆柱之间的距离L拉大,则
2、拉大,则L范围内的干范围内的干涉条纹涉条纹A.数目增加,间距不变数目增加,间距不变B.数目增加,间距变小数目增加,间距变小C.数目不变,间距变大数目不变,间距变大D.数目减小数目减小,间距变大,间距变大L C3、如图所示,折射率为如图所示,折射率为n2、厚度为、厚度为e 的透明介质薄膜的上的透明介质薄膜的上方和下方的介质的折射率分别为方和下方的介质的折射率分别为n1和和n2,已知,已知n 1 n3。若用波长为若用波长为 的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光速膜上、下两表面反射的光速与与的光程差是的光程差是n1n2n3 eB4、在迈克
3、尔干涉仪的一支光路中,放入一片折射率在迈克尔干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为为n的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长量为一个波长,则薄膜的厚度是,则薄膜的厚度是D5、如图所示。假设两个同相的相干点光源如图所示。假设两个同相的相干点光源S1和和S2,发出,发出波长为波长为 的光。的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与与A之间插入厚度为之间插入厚度为e、折射率为、折射率为n的薄玻璃片,则两光的薄玻璃片,则两光源发出的光在源发出的光在A点的相位差点的相位差=-。若已知。若已知=500nm,n=1.
4、5,A点恰为第四级明纹中心,则点恰为第四级明纹中心,则e=-。AS1S2ne6 6、观察肥皂液膜的干涉时,先看到膜上有彩色条纹,然观察肥皂液膜的干涉时,先看到膜上有彩色条纹,然后条纹随膜的厚度变化而变化。当彩色条纹消失膜面呈黑后条纹随膜的厚度变化而变化。当彩色条纹消失膜面呈黑色时,肥皂膜随即破裂,为什么?色时,肥皂膜随即破裂,为什么?分析:白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干,其中干涉相长的成分显分析:白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干,其中干涉相长的成分显色。随着膜厚度变化,干涉相长的频率在变化,因此彩色条纹也在不断色。随着膜厚度变化,干涉相长的频率在变化,因此彩色条纹也在不断变化。当膜厚度趋
5、于变化。当膜厚度趋于0时,光程差只剩半波损失引起的时,光程差只剩半波损失引起的 /2,各种频率,各种频率成分都干涉相消,此时膜呈黑色,也面临着破裂。成分都干涉相消,此时膜呈黑色,也面临着破裂。(a)7、两块平玻璃板构成的劈尖干涉装置发生如下变化,两块平玻璃板构成的劈尖干涉装置发生如下变化,干涉条纹将怎样变化?干涉条纹将怎样变化?()上面的玻璃略向上平移;()上面的玻璃略向上平移;()上面的玻璃绕左侧边略微转动,增大劈尖角;()上面的玻璃绕左侧边略微转动,增大劈尖角;()两玻璃之间注入水;()两玻璃之间注入水;()下面的玻璃换成上表面有凹坑的玻璃。)下面的玻璃换成上表面有凹坑的玻璃。条纹左移条纹
6、左移 其它不变化其它不变化条纹间距变小条纹间距变小条纹间距变小条纹间距变小条纹向棱边偏转条纹向棱边偏转8.如图所示,用波长为如图所示,用波长为 的单色光照射双缝干涉实验装置。的单色光照射双缝干涉实验装置。并将一折射率为并将一折射率为n,劈尖角为劈尖角为(很小很小)的透明劈尖的透明劈尖b插入光插入光线线2中。设缝光源中。设缝光源S和屏和屏C上的上的O点都在双缝点都在双缝S1和和S2的中垂线上。的中垂线上。问:要使问:要使O点的光强由最亮变为最暗,劈尖点的光强由最亮变为最暗,劈尖b至少向上移动多至少向上移动多大距离大距离d(只遮住只遮住S2)。Cb解:解:O点从最明到最暗,则是劈尖点从最明到最暗,
7、则是劈尖向上移产生的附加程差为:向上移产生的附加程差为:dl9.折射率为折射率为1.6的两块标准平面玻璃板之间形成的两块标准平面玻璃板之间形成个劈尖个劈尖(劈劈尖角很小尖角很小)用波长用波长 =600nm(1nm=10-9m)的单色光垂直入射,的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹。假如在劈尖内充满产生等厚干涉条纹。假如在劈尖内充满n=1.40的液体时的相的液体时的相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小 l=0.5mm,那么劈,那么劈尖角应是多少尖角应是多少?解:空气劈尖时,间距解:空气劈尖时,间距 液体劈尖时,间距液体劈尖时,间距 间距缩小:间距缩小:10.用
8、波长为用波长为 的平行光垂直照射图中所示的装置,观的平行光垂直照射图中所示的装置,观察空气薄膜上、下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试察空气薄膜上、下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试在装置图下方的方框内画出相应干涉条纹。只画暗条纹,在装置图下方的方框内画出相应干涉条纹。只画暗条纹,表示出它的形状、条数和疏密。表示出它的形状、条数和疏密。7/4柱面平凹透镜柱面平凹透镜球面平凹透镜球面平凹透镜11.在图示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃在图示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率(设玻璃折射率n1=1.50)之间的空气)之间的空气(n1=1.00)改换成水改换成水(n 2=1
9、.33);求;求:第第k 个暗环半径的相对改变量个暗环半径的相对改变量.几何关系几何关系牛顿环半径牛顿环半径明明暗暗空气换水后空气换水后光程差光程差解:解:暗纹暗纹公式公式暗纹时暗纹时rROh12.在在双双缝实验中中,单色色光光源源 和和两两缝 、的的距距离离分分别别为为l1和和l2,并并且且,双双缝缝之之间间的的距距离离为为d,双双缝缝到到屏屏幕幕的的距距离离为为D(Dd).如如图图,求求:1)零零级级明明纹纹到到屏屏幕幕中中内内O的的距距离离;2)相相邻邻明明纹间的距离。纹间的距离。解:解:如图所示,零级明纹中心的位置为如图所示,零级明纹中心的位置为P01)又因为零级明纹:又因为零级明纹:
10、2)由扬氏双缝干涉光程差公式:由扬氏双缝干涉光程差公式:光强极大时:光强极大时:可得各级明纹的位置为:可得各级明纹的位置为:所以相邻明纹的间距为:所以相邻明纹的间距为:13.从从小小孔孔A A发发出出的的两两束束波波长长为为 的的光光在在真真空空中中传传播播,其其中中一一束束光光在在镜镜面面上上B B点点反反射射,另另一一束束光光穿穿过过长长为为 、折折射射率率为为 的的介介质质,两两束束光光在在 c点点相相遇遇,如如附附图图所所示示。求求:这两束光的光程差这两束光的光程差?解解:光线光线1在在B点反射有半波损失,其光程为点反射有半波损失,其光程为L/2LABC60060012光线光线2通过介
11、质,光程有改变,其光程为通过介质,光程有改变,其光程为二光束的光程差为:二光束的光程差为:2.2.一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a+ba+b)为为下列哪种情况时(下列哪种情况时(a a代表每条逢的宽度)代表每条逢的宽度)k=3,6,9k=3,6,9等级次的主极等级次的主极大均不出现(大均不出现()A.a+b=2aA.a+b=2a B.B.a+ba+b=3a=3a C.a+b=4a D.C.a+b=4a D.a+ba+b=6a=6a 1.1.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中,将单缝K K沿垂直于
12、光的沿垂直于光的 入射方向(图中的入射方向(图中的x x方向)稍微平移,则(方向)稍微平移,则()A.A.衍射条纹移动,条纹宽度不变衍射条纹移动,条纹宽度不变 B.B.衍射条纹移动,条纹宽度变动衍射条纹移动,条纹宽度变动 C.C.衍射条纹中心不动,条纹变宽衍射条纹中心不动,条纹变宽 D.D.衍射条纹什么都不变衍射条纹什么都不变第十三章第十三章第十三章第十三章 光的衍射光的衍射光的衍射光的衍射 B B D D4.4.如如图图所所示示,波波长长为为 480480nm的的平平行行光光束束垂垂直直照照射射到到宽宽度度为为a=0.40mm的的单单缝缝上上,单单缝缝后后透透镜镜的的焦焦距距为为f=60cm
13、,当当单单缝缝两两边边缘缘点点ABAB射射向向P P点点的的两两条条光光线线在在P P点点的的位位相相差差为为 时时,P,P点点的的明明暗暗程程度度和和离离透透镜镜焦焦点点O O的的距距离离等于多少等于多少?A.2,3,4,5A.2,3,4,5 B.2,5,8,11 B.2,5,8,11 C.2,4,6,8 C.2,4,6,8 D.3,6,9,12 D.3,6,9,123.3.某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为 和和和和 的光谱线,在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象的光谱线,在光栅光谱中,这两种
14、波长的谱线有重叠现象的光谱线,在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象的光谱线,在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠重叠重叠重叠处处处处 的谱线的级次将是(的谱线的级次将是(的谱线的级次将是(的谱线的级次将是()解解:由由A.B两边缘发出的光线到两边缘发出的光线到P点的位相差为点的位相差为可得其光程差为可得其光程差为:又因为两光线到又因为两光线到P点的光程差是点的光程差是:是奇数个半波带所以是奇数个半波带所以P点是明纹点是明纹D D5.5.波长为波长为500nm 的光以的光以 的倾角入射光栅,光栅常数的倾角入射光栅,光栅常数d=2.1 m,透光缝宽透光缝宽a=0.7 m,求求:所有能
15、看到的谱线级次所有能看到的谱线级次?解:倾角入射时光栅方程解:倾角入射时光栅方程缺级缺级 3 3,6 6缺级缺级6.6.复色光由波长复色光由波长 1600nm和和 2=400nm的单色光组成,垂直的单色光组成,垂直入射光栅,距屏幕中央明纹入射光栅,距屏幕中央明纹5cm处的处的k级谱线与的级谱线与的k+1级谱线级谱线重合,透镜焦距重合,透镜焦距 f=50cm。求:求:(1)(1)k的值的值?(?(2 2)光栅常数)光栅常数d?解解:(1 1)光栅方程有:光栅方程有:因为重合因为重合(2)(2)7 7右下右下右下右下图为图为图为图为夫琅和夫琅和夫琅和夫琅和费费费费双双双双缝缝缝缝衍射衍射衍射衍射实
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 16.1 光学 习题
限制150内