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《工科物理教程 练习13 光的波动性5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、练习13光的波动性13.1光是一种电磁波，试说明光波的物理图象。13.2填空:(1)光的波动性的典型表现是________。(2)光在真空中的速度c=________;在折射率为n的介质中的传播速度u=________。(3)光在真空中的波长为λ,在介质中的波长λn=________。(4)光的折射率为n的介质中传播的几何路程为r,则光程为________。(5)可见光(由红光到紫光)的波长范围是从________m到________m。频率范围是从________Hz到________Hz。（6）中央一台的发射频率为v=550KHz，其波长λ=
2、________m.[分析与解答](1)光的波动性的典型表现是具有干涉，衍射和偏振特性。(2)真空中光速c=3×108m/s。在介质中的传播速度。(3)介质中的波长。(4)光程为折射率与几何路程的乘积，即nr。(5)真空中可见光（从红光到紫光）的波长范围是从760nm到400nm(1nm=10-9m).频率范围是从4.3×Hz到7.5×Hz。(6)波长m.光的干涉13.3光的干涉与前面讨论的波的干涉是相似,当然也有不同之处,试讨论：(1)光的干涉的特征;(2)相干光应符合什么条件?(3)如何获得相干光(分波阵面法和分振幅法)?(4)写出用光程差表
3、示的光干涉明纹、暗纹条件的一般表达式。(5)试述处理光的干涉问题的一般思路、方法以及注意点。[分析与解答]参阅《教程》下册P177-179.13.4相位差与光程差有什么关系?并求解:(1)S1和S2为频率为ν、初相位相同的相干光源，发射两束相干光，在P点相遇,试求在P214题13.4(1)图(a)和图(b)情况下,它们的光程差和相位差(图中n1,n2,n为介质的折射率)。题13.4(1)图[分析与解答]（a）光程差为：相位差为：（b）光程差为：相位差：(2)一射电望远镜的天线安装在海岸上,距海平面的高度为h。现有一射电星发出波长为λ的电磁波,一部
4、分直接射到天线上的P点,另一部分经海面反射后到P点(见图)。试求它们到达P点的光程差和相位差。题13.4(2)图题13.4(3)图[分析与解答]由图13.2可知，并考虑在海面反射的波有半波损失、则光程差为则它们的相位差为(3)如图所示,一束单色光(波长为λ)射到A,B两个缝上,并最后到达P点。已知试求它们的光程差和相位差。[分析与解答]这是一个斜入射问题。在到达双缝前已有了光程差。因此，到达P点的总光程差应为于是，相位差为(4)波长为λ=500nm的单色光从空气中垂直地入射到水泥路上的n=1.38、厚度d=10-6m的油膜上，入射光的一部分进入油
5、膜，并在下表面上反射。试问:①光在油膜内的路程上有几个波长?②光线离开油膜时与进入时的相位差为多少?[分析与解答]①光线在油膜内的光程为2nd，则波长数k为②光线由上表面进入，经下表面反射后再由上表面射出，考虑到在下表面反射的光有相位突变，则它们的相位差为光的干涉13.5图示一双缝干涉装置,试求:(1)到达点P的两束光的光程差;(2)点P为明纹的条件及距点O的距离;(3)点P为暗纹的条件及距点O的距离;(4)如图有人说“按干涉条件算出的明、暗纹位置指的是a,b,c,⋯这些位置,表明是最亮或最暗的位置,也就是说,b为最亮处(光强最大),由b向a,c
6、逐渐变暗,到a,c为最暗。”你同意这种看法吗?题13.5图题13.5(4)图[分析与解答]（1）（2）；(推证见教程下册P179-181)（3）;（4）正确。13.6在杨氏双缝干涉中,改变下列条件,干涉条纹如何变化(包括条纹分布、光强、零级条纹等)?(1)将双缝S1,S2的间距d加大;(2)缝S1加宽一倍,缝S2不变;(3)将原先的入射紫光改为用氦氖（）激光照射;（4）在缝S1,S2分别装上偏振化方向相互垂直的偏振片。[分析与解答]（1）由双缝条纹间距公式，可得当d加大时，条纹间距变小（即条纹变密），但亮条纹强度、零级条纹位置等均不变化。（2）当
7、缝S1加宽，而缝S2不变时，由于双缝中心间距d未变，故条纹间距不变，同时零级条纹位置也不变。但由于两缝宽度不同，通过两缝的光振幅不再相同，有A1>A2.因此，暗纹（干涉极小）处的强度不再为零，而是有一定的亮度，同时亮纹（干涉极大）处的亮度也有所增加。（3）当将紫光（）改为氦氖激光()时,由于波长变长,使条纹间距增大(条纹变疏).（4）此时，两束光的振动方向垂直，不符合相干光的条件，故干涉条纹消失。13.7在题13.5图的双缝装置中:(1)d=0.6mm,D=2.5m。相邻两明纹中心的距离为Δx=2.27mm,则λ=________nm。(2)若用
8、氦氖激光(λ=632.8nm)照射,则明纹的宽度l=________。(3)用厚度为e的薄云母片(n=1.58)覆盖在S1上,此时,第7
