2014年西南交通大学《大学物理AII》作业No.05光的干涉

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1、©物理系_2014_09《大学物理AII》作业No.5光的干涉一、判断题：（用“T”和“F”表示）[F]1．光程就是光在空间通过的路程。解：光程是光的几何路程与介质折射率的乘积。[T]2．杨氏双缝干涉是通过分波阵面法获得相干光的。解：书上P.104。[T]3．光从光疏介质入射到光密介质界面反射时，将发生半波损失。在反射面上，反射光将产生π的相位突变。解：由P106计算光程时的常见情况（2）可得。[F]4．在厚度均匀的薄膜表面形成的干涉条纹是等厚干涉条纹。解：由P113等厚干涉的定义可得。[F]5．

2、对于某单色光的增反膜，其反射光干涉相消。解：增透膜就是膜的两个表面的反射光干涉相消，增反膜就是膜的两个表面的反射光干涉相长。二、选择题：1.如图所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n、劈C角为α的透明劈尖b插入光线2中，则当劈尖b缓慢向上移动时(只遮住S2)，屏C上λS11的干涉条纹[C](A)间隔变大，向下移动。SO(B)间隔变小，向上移动。S22(C)间隔不变，向下移动。(D)间隔不变，向上移动。bD解：双缝干涉条纹间距∆x=λ只与D、d有关，与光程的改变无关。劈尖b插

3、d入，使光线2的光程大于光线1的光程，零级明纹向下移动。b缓慢地向上移动，使光线2的光程更增大，干涉条纹继续向下移动。2．在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹。若将缝S盖住，并在SS连线的垂直平分面处放一反射镜M，212如图所示，则此时P[](A)P点处仍为明条纹S1(B)P点处为暗条纹SMS(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹2E(D)无干涉条纹解：由杨氏双缝干涉明条纹条件可知：缝S2盖住前，屏幕E上的P点处光程差满足∆=SP−SP=kλ21则缝S2盖住后，因反射点M处反射光有半波损失，

4、屏幕E上的P点处光程差满足λλλλ∆=SM+MP−SP+=SM+MP−SP+=SP−SP+=(2k+1)1121212222即此时的P点处光程差满足暗纹条件，故P点处为暗条纹故选B3．如图所示，折射率为n、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别①1②为n和n，已知n

5、上表面反射时因n

6、明条纹条件λλ∆=2ne+=(2k)知厚度越大，级次越高，故边缘高级次环状干涉条纹将向中心区域低级次移动。故选B225．用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为λ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部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分［C］(A)凸起，且高度为λ/4(B)凸起，且高度为λ/2平玻璃(C)凹陷，且深度为λ/2(D)凹陷，且深度为λ/4空气劈尖工件解：劈尖干涉条纹向相邻低级次弯曲，说明低级次处有膜厚增加的情况（凹陷

7、），而由劈尖干涉明条纹条件λ∆=2ne+=kλ(k=1,2,3,?)知相邻级次膜厚差为λ/2，故选C26．在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n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λ，则薄膜的厚度是λλ[](A)(B)22nλλ(C)(D)n2(n−1)解：设薄膜厚度为d，则放入薄膜后光程差的改变量为2(n－1)dλ由题意有2(n－1)d＝λ，则该薄膜的厚度为d=故选D2(n−1)三、填空题：1．如图所示，在双缝干涉实验中SS1=SS2。用波长为λ的光照射双缝S1和S2

8、，通过空气后PS1在屏幕E上形成干涉条纹。已知P点处为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差为SS2______________。若将整个装置放于某种透明液体中，P点变为第四级明条纹，则该液体E的折射率n＝_______________。解：双缝干涉中，光程差满足∆=kλ(k=0,1,2,?)为明纹，k＝0为中央明纹，k＝1为第一级明纹，…。故对第三级λ4明纹有k＝3，光程差为∆=3λ。将整个装置放入透明液体中，3λ=4→n==1.33。n32．两束光在界面发生反射和折射，如图所