大学物理习题详解—光学部分

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1、大学物理习题详解—光学部分杨氏实验、光程和光程差14．1在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹，若将缝盖住，并在、连线的垂直平分面处放一反射镜M，如图所示，则此时（A）P点处仍为明条纹；（B）P点处为暗条纹；（C）不能确定P点处是明条纹还是暗条纹；（D）无干涉条纹．［］答：B分析：原来为明纹，说明两束光的光程差。放反射镜后，该装置成为洛埃德镜，S1发出的光一束直接入射到屏上P，另一束经镜面反射后入射到屏上P，相当于从S2发出，但反射光有半波损失，相当于反射光增加或减少了半个波长，因此两光的光程差为半波长的奇数倍，故为暗纹。

2、14．2在杨氏双缝干涉实验中，如拉大光屏与双缝间的距离，则条纹间距将（A）不变；（B）变小；（C）变大；（D）不能确定．［］答：C分析：条纹间距，拉大光屏与双缝间的距离D，条纹间距变大。14．3在双缝干涉实验中，若初级单色光源S到两缝、距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处，现将光源S向下微移到图中的S’位置，则（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．［］答：B分析：中央明纹的定义为光程差为零，

3、即。将光源S向下移动到S’后，S’到S1的距离大于到S2的距离，要使光程差为零，S1到屏的距离必须小于S2到屏的距离，因此中央明纹向上移动，而条纹间距为，与S的位置无关，故保持不变。14．4一单色光在真空中的波长为l，它射入折射率为n138大学物理习题详解—光学部分的媒质中由一点传播到另一点，相位改变3p/2，则此光波在这两点间的光程差d和几何路程差Δr分别为（A），；（B），；（C），；（D），．[]答：D分析：光程与位相的关系为。光程差对应位相差2p，相位改变3p/2时，光程改变为。光程的定义为：，故14．5在一双缝装置的

4、两个缝分别被折射率为和的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差d=_________________．答：分析：两束光的光程差为。原中央眀纹满足。14．6在双缝干涉实验中=，用波长为l的光照射双缝和，通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹，已知屏幕上P点处为第三级明条纹，则和到P点的光程差为，若将整个装置放于某种透明液体中，P点为第四级明条纹，则该液体的折射率n=．答：3l，1.33分析：第三级明条纹。整个装置放于某种透明液体中，光程差为，则有n=1.33。14．7如图，在双缝干涉实验中

5、，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_______________．第14.7题图答：上，。分析：覆盖云母片后，光经过云母片的光程加大为，要使光程差（中央眀纹），则有，条纹向上移动。两束相干光至原中央明纹（）O处的光程差为，原中央明纹处，因此O处光程差为。14．8白色平行光垂直入射到间距为d=0．25mm的双缝上，距缝50cm处放置屏幕，第一级明纹彩色带的宽度为____________mm（毫米），第五级明纹彩色带的宽度

6、为____________mm（毫米）。（设白光的波长范围是从4000埃到7600埃．这里说的138大学物理习题详解—光学部分“彩色带宽度”指两个极端波长的同级明纹中心的距离）答：0.72mm，3.6mm分析：由明纹条件，得明条纹的位置k=1时，，，,k=5时，14．9杨氏双缝间距d=0.5mm，缝与屏相距D=50cm，若以白光入射，（1）分别求白光中和的两种光各自的条纹间距．（2）这两种波长的干涉明纹在的第几级明纹处发生第一次重叠？（3）重叠处距中央明纹多远？解：（1）纹距；纹距（2）重叠的条件为：，故有，第一次重叠发生在（

7、3），的第三级明纹。与中央明纹相隔3个条纹。所以或者由，得14．10用的光入射杨氏双缝，光屏上P点为第五级明纹位置，现将n=1．5的玻璃片垂直插入从发出的光束的途中，则P点变为中央明纹位置，求玻璃片的厚度．解：第五级明纹位置放玻璃片后为中央明纹，即光程差为零，则有解得，138大学物理习题详解—光学部分薄膜干涉14．11一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小厚度为（A）；（B）；（C）；（D）．［］答：B分析：薄膜放在空气中，折射率比两边都大，附加光程差。

8、因此反射光干涉加强的条件为，当k=1时，薄膜的最小厚度为。14．12用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为l的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线ekek+1123部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分（A