大学物理3第11章习题分析与解答

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1、习题解答11-1在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝距离相等，则观察屏上中央明纹位于图中O处。现将光源S向下移动到示意图中的位置，则（）习题11-1图S2S1SS’OO’（A）中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变（B）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变（C）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大（D）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大解由S发出的光到达的光成相等，它们传到屏上中央O处，光程差，形成明纹，当光源由S向下移动时，由到达的两束光产生了光程差，为了保持原中央明纹处的光程差为0，它将上移到图中处，使得由沿传到处的两束光的光程差仍为0.而屏上各级明纹位置只是向上平移，因此条纹间距不变。故选B

2、11-2单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如附图所示，若薄膜厚度为e，且n1＜n2，n3＜n2，λ1为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程为（）（A）（B）（C）（D）习题11-2图解由于n1〈n2，n3〈n2，因此光在表面上的反射光有半波损失，下表面的反射光没有半波损失，所以他们的光程差，这里是光在真空中的波长，与的关系是。故选C11-3如图所示，两平面玻璃板构成一空气劈尖，一平面单色光垂直入射到劈尖上，当A板与B板的夹角θ增大时，干涉图样将发生（）变化习题11-3图（A）干涉条纹间距增大，并向O方向移动（B）干涉条纹间距减小，并向B方向移动（C）干涉条纹间

3、距减小，并向O方向移动（D）干涉条纹间距增大，并向B方向移动解空气劈尖干涉条纹间距，劈尖干涉又称为等厚干涉，即k相同的同一级条纹，无论是明纹还是暗纹，都出现在厚度相同的地方.当A板与B板的夹角θ增大时，△ｌ变小.和原厚度相同的地方向顶角方向移动，所以干涉条纹向O方向移动。故选C11-4如图所示的三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P处形成的圆斑为（）（A）全明（B）全暗（C）右半部明，左半部暗（D）右半部暗，左半部明习题11-4图解牛顿环的明暗纹条件（光线垂直入射）在接触点P处的厚度为零，光经劈尖空气层的上下表面反射后的光程差主要由此处是否有半

4、波损失决定.当光从光疏介质（折射率较小的介质）射向光密的介质（折射率较大的介质）时，反射光有半波损失.结合本题的条件可知右半部有一次半波损失，所以光程差是，右半部暗，左半部有二次半波损失，光程差是零，左半部明。故选D11-5在单缝夫琅禾费衍射实验中.波长为的单色光垂直入射在宽度为α=4λ的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（）（A）2个（B）4个（C）6个（D）8个解根据单缝衍射公式因此第k级暗纹对应的单缝波阵面被分成2k个半波带，第k级明纹对应的单缝波阵面被分成2k+1个半波带.由题意asinθ=2λ，即对应第2级暗纹，单缝分成4个半波带。故选B11-6一

5、束光强为的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强为()（A）(B)(C)(D)解光强为的自然光垂直穿过偏振片后的光强变为，两偏振片的偏振化方向成45°角，由马呂斯定律可知经过第二个偏振片后光强为故选B11-7在双缝干涉实验中，若使两逢之间的距离增大，则屏幕上干涉条纹间距为；若使单色光波长减小，则干涉条纹间距。解减小、减小.相邻两明（暗）纹的间距是，其中d是双缝之间的距离，D是双缝到屏的距离，λ是入射光的波长。11-8有一单缝，缝宽α=0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜，用波长λ=546nm的平行光垂直照射单缝，则位于透镜焦平面处屏

6、上中央明纹的宽度为。解两个一级暗纹中心之间为中央明纹（或零级明纹）范围，其线位置为线宽度为，代入已知数据，可得位于透镜焦平面处屏上中央明纹的宽度是。11-9波长为λ=550nm的单色光垂直入射于光栅常数的平面衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为第级。解光栅方程是计算光栅主极大的公式.可能观察到光谱线的最高级次对应的衍射角是最大的，当时，所以最高级次是第3级。11-10已知从一池静水表面反射出来的太阳光是线偏振光，此时，太阳在地平线上的仰角为。（池水的折射率为n=1.33）解当反射光为光矢量垂直于入射面的完全偏振光时，入射角为起偏振角，称为布儒斯特角，本题中n2=1.33，n1=1,故入射

7、角所以太阳在地平线上的仰角为11-11在杨氏双缝实验中，双缝间距d=0.20mm,缝间距D=1.0m，试求：（1）若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，所用单色光的波长；（2）相邻两明条纹间的距离。解（1）根据双缝干涉明纹的条件，得（2）当时，相邻两明条纹间的距离11-12薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长λ=546.1nm的平面光波正入射到钢片上。屏幕距双缝的距离为D=2.00m，测得中央明条纹两侧的