西南交大峨眉校区《大学物理》光的干涉作业答案

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1、大学物理II作业答案西南交大峨眉校区《大学物理》(光的干涉)作业3一选择题λn2n3en11.如图示,折射率为n2厚度为e的透明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n1<n2<n3,若用波长为λ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之间的光程差是(A)2n2e(B)2n2e-(C)2n2e-λ(D)2n2e-[A][参考解]:两束光都是在从光疏介质到光密介质的分界面上反射,都有半波损失存在,其光程差应为=(2n2e+)-=2n2e。S1Pr2r1t1n1S2n2t22.如图,S1、

2、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过一块厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径光的光程差等于(A)(r2+n2t2)-(r1+n1t1)(B)[r2+(n2-1)t2]-[r1+(n1-1)t1](C)(r2-n2t2)-(r1-n1t1)(D)n2t2-n1t1[B]单色光空气3.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上,当平凸透镜垂直向上缓缓平移而离开平面玻璃板时,可以观察到环状干涉条纹(A)向右移动(

3、B)向中心收缩(C)向外扩张(D)静止不动[B][参考解]:由牛顿环的干涉条件(级明纹)可知。4.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传到B,若A、B两点的相位差是3,则此路径AB的光程差是(A)1.5λ(B)1.5nλ(C)3λ(D)1.5λ/n[A][参考解]:由相位差和光程差的关系可得。5.制作:物理教研室@版权所有盗版必究大学物理II作业答案两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃慢慢地向上平移,则干涉条纹(A)向棱边方向平移,条纹间隔变小.(B)向棱边方向平移

4、,条纹间隔变大.(C)向棱边方向平移,条纹间隔不变.(D)向远离棱边的方向平移,条纹间隔不变.[C]二填空题S2S1dθOλ1.如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d的双缝上,入射角为θ,在图中的屏中央O处(S1O=S2O),两束相干光的相位差为。SS1S2r1r2O屏2.如图,在双缝干涉实验中,若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在缝S1上,中央明条纹将向上移动;覆盖云母片后,两束相干光至原中央明条纹O处的光程差为。[参考解]:两束光到中央明条纹处的光程差相等。3.波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上,劈尖角为

5、θ,劈尖薄膜的折射率为n,第K级明纹与第K+5级明纹的间距为。[参考解]:劈尖干涉环的干涉条件(级明纹)为:,故第K级明纹与第K+5级明纹的厚度差,第K级明纹与第K+5级明纹的间距。Lθ4.用波长为λ的单色光垂直照射到空气劈尖上,从反射光中观察到干涉条纹距顶点为L处是暗条纹,使劈尖角θ连续变大,直到该处再次出现暗条纹为止,劈尖角的改变量Δθ是。[参考解]:由暗纹条件知,。故,其中。三计算题1.在双缝干涉实验中,单色光源S0到两缝S1和S2的距离分别为l1和l2,且l1-l2=3λ,λ为入射光的波长,双缝间距为d,双缝到屏的距离为

6、D,如图,求:制作:物理教研室@版权所有盗版必究大学物理II作业答案DS0S2l2屏dOS1l1xPPP(1)零级明纹到屏幕中央O点的距离;(2)相邻两条明纹的间距。[参考解]:(1)设零级明纹在图中P处,则有光程,故有:,所以。(2)由双缝干涉的干涉条件(级明纹),且,所以,相邻明纹间距为。2.一片玻璃(n=1.5)表面附有一层油膜(n=1.32),今用一波长连续可调的单色光束垂直照射油面。当波长为485nm时,反射光干涉相消。当波长增为679nm时,反射光再次干涉相消。求油膜的厚度。[参考解]:由薄膜干涉的暗纹条件可知(下列

7、公式中的n是油膜的折射率):若当波长为的光入射时满足级暗纹条件;则当波长为的光入射时必满足级暗纹条件。联立以上两式则有。3.两块折射率为1.60的标准平面玻璃板间形成一个劈尖,用波长λ=600nm(1nm=10-9m)的单色光垂直入射,产生等厚干涉条纹,假如我们要求在劈尖内充满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Δl=0.5mm,那么劈尖角θ应是多少?[参考解]:制作:物理教研室@版权所有盗版必究大学物理II作业答案劈尖干涉环的干涉条件(级明纹)为:,故相邻级明纹的厚度差,间距。所以:,。制作:物理教研室

8、@版权所有盗版必究

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