大学物理光学 光的干涉习题.ppt

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1、一、选择题1、双缝干涉实验中，入射光波长为，用玻璃纸遮住其中一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大2.5,则屏上原0级明纹处A.仍为明条纹B.变为暗条纹C.非明非暗D.无法确定][B]2、两个直径相差甚微的圆柱夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示。单色光垂直照射，可看到等厚干涉条纹，如果将两圆柱之间的距离L拉大，则L范围内的干涉条纹数目增加，间距不变B.数目增加，间距变小C.数目不变，间距变大D.数目减小，间距变大L[C]3、如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的介质的折射率分别为n1和n3，已知n1n3。若用波长为

2、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①与②的光程差是n1n2n3①②e[B]4、在迈克尔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，则薄膜的厚度是[D]5、如图所示。假设两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位差=--------。若已知=500nm，n=1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e=-------。AS1S2ne6．观察肥皂液膜的干涉时，先看到膜上

3、有彩色条纹，然后条纹随膜的厚度变化而变化。当彩色条纹消失膜面呈黑色时，肥皂膜随即破裂，为什么？分析：白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干，其中干涉相长的成分显色。随着膜厚度变化，干涉相长的频率在变化，因此彩色条纹也在不断变化。当膜厚度趋于0时，光程差只剩半波损失引起的/2，各种频率成分都干涉相消，此时膜呈黑色，也面临着破裂。(a)7．两块平玻璃板构成的劈尖干涉装置发生如下变化，干涉条纹将怎样变化？（１）上面的玻璃略向上平移；（２）上面的玻璃绕左侧边略微转动，增大劈尖角；（３）两玻璃之间注入水；（４）下面的玻璃换成上表面有凹坑的玻璃。二、计算题例题1如图所示，用

4、波长为的单色光照射双缝干涉实验装置。并将一折射率为n，劈尖角为(很小)的透明劈尖b插入光线2中。设缝光源S和屏C上的O点都在双缝S1和S2的中垂线上。问：要使O点的光强由最亮变为最暗，劈尖b至少向上移动多大距离d(只遮住S2)。Cb解：CbO点从最明到最暗，则是劈尖向上移产生的附加程差为：dl例题2折射率为1.6的两块标准平面玻璃板之间形成—个劈尖(劈尖角很小)．用波长的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹。假如在劈尖内充满n=1.40的液体时的相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小，那么劈尖角应是多少?解：空气劈尖时，间距液体劈尖时，间距间距缩小：例题

5、3用波长为的平行光垂直照射图中所示的装置，观察空气薄膜上、下表面反射光形成的等厚干涉条纹。试在装置图下方的方框内画出相应干涉条纹。只画暗条纹，表示出它的形状、条数和疏密。7/4柱面平凹透镜球面平凹透镜例题4在图示的牛顿环装置中，把玻璃平凸透镜和平面玻璃（设玻璃折射率）之间的空气()改换成水（）；求：第k个暗环半径的相对改变量rROh几何关系牛顿环半径明暗空气换水后光程差解：暗纹公式暗纹时例题5．在双缝实验中，单色光源和两缝、的距离分别为l1和l2，并且，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D>>d).如图，求：1）零级明纹到屏幕中内O的距离；2）相邻

6、明纹间的距离。解：如图所示，零级明纹中心的位置为P01)又因为零级明纹：2）由扬氏双缝干涉光程差公式：光强极大时：可得各级明纹的位置为：所以相邻明纹的间距为：例题5.折射率为1.5的玻璃片上,镀一层折射率为1.38的薄膜,为了使波长为520nm的光反射减到小。求:膜的最小厚度？要使光的反射减到最小就是要使入射波与反射波波长相差半波长的奇数倍即:解得:由此可得反射最小满足:当k=1时，厚度最小:所以光程差不必考虑半波损失。于是光程差为:解:顺着光到达的介质的先后顺序,折射率由小到大排列空气n1=1薄膜n2=1.38玻璃n3=1.5半波损失半波损失h反射光干涉相长

7、满足:可得,只有k=2时,=457.6nm,可见光波段,蓝光。由题意知：h=340nm,n2=1.33,n1=1,i1=60。例题6.厚度为340nm,折射率为1.33的薄膜,放在日光下。问:在视线与薄膜的法线成60。的地方观察反射光,该处膜呈什么颜色?解：此属于等倾干涉现象，反射波有半波损失。光程差：所以解得：例6从小孔A发出的两束波长为的光在真空中传播，其中一束光在镜面上B点反射，另一束光穿过长为、折射率为的介质，两束光在c点相遇，如附图所示。求:这两束光的光程差?L/2LABC600600解:光线1在B点反射有半波损失，其光程为光线2通过介质，光程有改

8、变，其光程为二光束的光程差为：121．