大学物理第3章作业题解答.doc

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1、《大学物理》第3章作业题解答1.在杨氏实验装置中,光源波长为0.64μm,两缝间距为0.4mm,光屏离缝的距离为50cm。(1)试求光屏上第一亮条纹与中央亮条纹之间的距离;(2)若点离中央亮条纹为0.1mm,则两束光在点的相位差是多少?(3)求点的光强度和中央点的光强度之比。解:(1)由得第一亮条纹(k=1)与中央亮条纹(k=0)之间的距离(2)光程差相应的位相差(3)两束相干光在空间某点相遇时合成光矢量的光强为因,有中央明纹相位差,光强P点相位差,该点的光强度和中央明纹的光强度之比2.在杨氏实验装置

2、中,两小孔的间距为0.5mm,光屏离小孔的距离为50cm。当以折射率为1.60的透明薄片贴住小孔时(如图3-21所示),发现屏上的条纹移动了1cm,试确定该薄片的厚度。图3-21解:未插入透明薄片时,由、发出的光程差为设透明薄片的厚度为,覆盖上透明薄片后光程差为由此带来的附加光程差为=得:6.试求能产生红光(μm)的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。已知肥皂膜的折射率为1.33,且平行光与法向成角入射。解:由反射光中亮条纹满足的条件得二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度7.波长为0.40~0.76μm的可见光

3、正入射在一块厚度为m、折射率为1.5的薄玻璃片上,试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强?解:此题为等倾干涉相长现象,薄膜(玻璃片)厚度确定,求波长,由相干条件:代入数据:n2=1.5、d0=1.2×10-6m、i2=00解出波长:k=0、1、2、3、……将干涉级数k=0、1、2、3、…分别代入,解出在可见光范围内的光波波长;k=5时,;k=6时,k=7时,;k=8时,11.在牛顿环实验中,当透镜与平板玻璃间为空气时,第10个亮环的直径为m;当在其间充满某种均匀液体时(假定液体的折射率小于透镜和平板玻

4、璃的折射率),第10个亮环的直径变为m,试求这种液体的折射率。分析: 当透镜与平板玻璃间充满某种液体(n2>1),且满足n1>n2,n2<n3或n1<n2,n2>n3时,在厚度为d的地方,两相干光的光程差为。由此可推导出牛顿环暗环半径和明环半径,这里明、暗环半径和充入的介质折射率n2有关。解:当透镜与玻璃之间为空气时,k级明纹的直径为当透镜与玻璃之间为液体时,k级明纹的直径为解上述两式得

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