《大学物理AII》作业 No.05光的干涉 参考答案.pdf

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1、《大学物理AII》作业No.05光的干涉班级________学号________姓名_________成绩_______-------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解光的相干条件及利用普通光源获得相干光的方法和原理。2、理解

2、光程及光程差的概念，并掌握其计算方法。理解什么情况下有半波损失，理解薄透镜不引起附加光程差的意义。3、掌握杨氏双缝干涉实验的基本装置及其条纹位置、条纹间距的计算。4、理解薄膜等倾干涉。5、掌握薄膜等厚干涉实验的基本装置（劈尖、牛顿环），能计算条纹位置、条纹间距，能理解干涉条纹形状与薄膜等厚线形状的关系。6、理解迈克耳孙干涉仪原理及应用。-----------------------------------------------------------------------------------------

3、--------------一、填空题1、光的相干条件需满足（频率相同、振动方向相同、相位差恒定）；利用普通光源获得相干光的方法可分为：（分波阵面法）和（分振幅法）。2、光在折射率为n的介质中传播几何路程为x，其相位改变与真空中经过（nx）的几何路程产生的相位改变相同，该几何路程称为光程或者（等效真空程）；利2用光程计算相位改变的一般公式为（）。当光从光疏介质向21光密介质反射时，反射光有的相位突变，相当于光程增加了（）。223、杨氏双缝实验、（菲涅尔双棱镜）、（菲涅耳双面镜）和（劳埃德

4、镜）都属D于分波阵面实验法。杨氏双缝干涉实验的条纹间距x（），该公式同样d可用于计算菲涅耳双面镜或双棱镜实验中的条纹间距，只需将公式中双缝间距d换为菲涅耳双面镜或双棱镜中（两个虚像）之间的距离即可。4、入射光在薄膜（折射率为n）上下表面的反射光为相干光，其光程差的一般222表达式为（2enn1sini+[]）；从该公式可以看出，当膜厚均匀2时，光程差只与入射角有关，入射角i相同的光会聚到同一条干涉条纹，称之为0（等倾）干涉；当入射光垂直入射时，光程差只与薄膜厚度有关，薄膜等厚处干涉情况一样，称之

5、为（等厚）干涉。式中的为额外光程差，假设薄膜上下表面2nn,nn外介质折射率分别为n和n，当折射率满足（1223）或者12nn,nn（1223）时反射光的光程差计算需要考虑额外光程差。5、劈尖干涉实验中，等厚线的形状是（平行于棱边的直线），条纹的形状是（平行于棱边的明暗相间的直条纹），影响条纹间距的因素包括（入射光的波长、介质的折射率n以及劈尖的倾角）。牛顿环实验中的薄膜指的是（平板玻璃和平凸透镜之间形成的盆状介质或空气层），薄膜的等厚线形状是（以接触点O为中心的一系列同心圆环），薄膜干涉条纹的形状

6、是（以接触点O为中心的一组同心圆环）。6、迈克孙干涉仪中的两个镜面如果严格垂直，看到干涉图样是（等倾干涉图样）,每当移动一个镜面的距离为（），视场中就会观察到一个条纹移动，条纹移动2数目与镜面移动距离之间的关系为（dN）。2Pr7、如图所示，两缝S1和S2之间的距离为d，介质的折S11r2射率为n＝1，平行单色光斜入射到双缝上，入射角为，dOS2则屏幕上P处，两相干光的光程差为____________。(n1)解：两相干光的光程差为dsinrrdsinrr1212或

7、r2dsinr1r2r1dsin8、如图所示，用波长为的单色光照射双缝干涉实验CS11装置，若将一折射率为n、劈角为的透明劈尖b插入OSS22b光线2中，则当劈尖b缓慢向上移动时(只遮住S2)，屏C上的干涉条纹间距(不变)，条纹位置（向下移动）。D解：杨氏双缝干涉条纹间距x，只与D、d、有关，与光程的改变无关。d劈尖b插入，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的光程更大，干涉条纹继续向下移动。9、如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明

8、介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1n3。若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是（2ne）；从薄膜下表面透射的光束（用③22与④示意）的光程差是（2n2e）。解：由于n1n3，则薄膜上、下两表面反射的光束的光程差为：2n2e；2薄膜下表面透射的光束的光程差为：2n2e。10