《光的干涉习题课》PPT课件

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1、4.4杨氏干涉的应用之一是测气体的折射率，其原理性结构如下图所示。在S1的后面放置一长度为l的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过S1S2SlPO程中，接收屏上的干涉条纹就会移动。由干涉条纹移动的数目可推知待测气体的折射率，设待测气体的折射率为n，且大于空气的折射率n0。如果充入的气体为氯气，l=2.0cm，条纹移动的数目Δm=20，光波波长为λ=589.3nm，空气的折射率n0=1.000276，求:(1)干涉条纹如何移动？(2)待测氯气的折射率。第四章习题课解：(1)充氯气前，接收屏上某确定点P为m级亮纹，则S

2、1和S2在P点的光程差为Δ=n0r2－n0r1=mλ充氯气后，接收屏上某确定点P为m'级亮纹，则S1和S2在P点的光程差为：Δ'=n0r2－[n0(r1－l)+nxl]=n0r2－n0r1+(nx－n0)l=mλ+(nx－n0)l=m'λ(2)由上式得(nx－n0)l=(m'－m)λ=Δmλ∴=mλ∵nx>n0，∴m'>m，即干涉条纹向中央明纹移动教材4.19用波长λ=632.8nm的光源照明迈克耳孙干涉仪测量长度时，发现一镜移动一段距离后，干涉条纹移动1000条，求这段距离。解：已知λ=632.8nm,N=1000,求Δ

3、h=?习题册P47.8.用折射率n=1.5的透明膜覆盖在一单缝上，双缝间距d=0.5mm，D=2.5m，当用λ=5000Å光垂直照射双缝，观察到屏上第五级明纹移到未盖薄膜时的中央明纹位置，求：(1)膜的厚度及第10级干涉明纹的宽度；(2)放置膜后，零级明纹和它的上下方第一级明纹的位置分别在何处？解：已知n=1.5,d=0.5mm,D=2.5×103mmλ=5×10-4mmS1r1r2oS2h(1)在O点δ=[(r2–h+nh)–r1]r1=r2=(n－1)h=5λ∴h=5λ/(n－1)=5×10-3mmΔx=Dλ/d=2.

4、5mm=2.5×103mm×5×10-4mm/0.5mm(2)设置放膜后，屏幕上方第五级明纹移到原中央明纹处，则置放膜后的零级明纹移到原来下方第五级明纹处。x0'=x-5=–5Dλ/d=–12.5mm置放膜后,上、下方一级明纹位置x1'=x–4=–4Dλ/d=–10mmx'–1=x–6=–6Dλ/d=–15mmx'–1=x'0–Δx=–12.5–2.5=–15mmx1'=x'0+Δx=–12.5+2.5=–10mm或P.47.3.在双缝实验中，用厚度为6μm的云母片，覆盖其中一条缝，从而使原中央明纹位置变为第七级明纹，若入

5、射光波长为5000Å，则云母片的折射率为：（）(A)0.64(B)1.36(C)1.58(D)1.64解:δ0=r－r=0δ=[(r－h)+nh]－r=(n－1)h=7λ∴n=1+7λ/h=1.58rroS1S2hC习题册P.51.9、在双缝干涉实验中，波长λ＝5500Å的单色平行光垂直入射到缝间距d＝2×10-4m的双缝上，屏到双缝的距离D＝2m，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e＝6.6×10-6m，折射率为n＝1.58的玻璃覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？解:（1）由

6、明纹条件（2）原来盖玻璃片后这表明，零级明纹将移到原来第七级明纹处。习题册P.47.1.用某单色光作杨氏双缝实验，双缝间距为0.6mm，在离双缝2.5m处的屏上出现干涉条纹，现测得相邻明纹间的距离为2.27mm，则该单色光的波长是：()(A)5448Å(B)2724Å(C)7000Å(D)10960Å解：由Δx=Dλ/d得λ=dΔx/D=5.448×10-7mA习题册P.47.2.在杨氏双缝实验中，入射光波长为λ，屏上形成明暗相间的干涉条纹，如果屏上P点是第一级暗条纹的中心位置，则S1，S2至P点的光程差δ=r2－r1为（

7、）(A)λ(B)3λ/2(C)5λ/2(D)λ/2暗条纹处光程差应满足δ=r2－r1=(2m－1)λ/2将m=1代入得δ=r2－r1=λ/2解：D习题册P.51.4、在显微镜的物镜(n1＝1.52)表面涂一层增透膜(n2＝1.30)，要使此增透膜适用于5500Å波长的光，则膜的最小厚度应为。解:时，反射光相消，透射光增强则取m=0，则h最小Å入射光h膜n2玻璃n1abn空=11058Å∵n2

8、射光中看到干涉环（）(A)扩大(B)缩小(C)不变(D)消逝解:由明环半径和暗环半径可知当n=1→n>1时,r减小B习题册P.51.1波长为λ的单色平行光垂直照一折射率为n的的玻璃劈尖，相邻明条纹所对应的劈尖的厚度差为(C)(A)λ/4n(B)λ/4(C)λ/2n(D)λ/2解:习题册P.48.5.在空