第十三、十四、十五章 波动光学篇

第十三、十四、十五章 波动光学篇

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1、第十三、十四、十五章波动光学篇1在双缝干涉实验中,若单色光源S到两缝、距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O处,现将光源S向下移动到示意图中的S´位置,则()(A)中央明纹向上移动,且条纹间距增大(B)中央明纹向上移动,且条纹间距不变(C)中央明纹向下移动,且条纹间距增大(D)中央明纹向下移动,且条纹间距不变1题图2题图2如图所示,折射率为,厚度为的透明介质薄膜的上方和下方透明介质的折射率分别为、,且,,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的光程差是(A);(B);(C);(D)3如图所示,两

2、个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L,夹在两块平面晶体的中间,形成空气劈形膜,当单色光垂直入射时,产生等厚干涉条纹,如果滚柱之间的距离L变小,则在L范围内干涉条纹的()(A)数目减小,间距变大(B)数目减小,间距不变(C)数目不变,间距变小(D)数目增加,间距变小3题图4在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为l的单色光垂直入射在宽度为3l的单缝上,对应于衍射角为30º的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为()(A)2个;(B)3个;(C)4个;(D)6个.5波长的单色光垂直入射于光栅常数为的光栅上,可能观察到的光谱线的最大级

3、次为()(A)4;(B)3;(C)2;(D)1.6三个偏振片堆叠在一起,的偏振化方向相互垂直,的偏振化方向间的夹角为,强度为的自然光入射与偏振片上,并依次透过,则通过三个偏振片后的光强为()(A);(B);(C);(D).7一束自然光自空气射向一块平板玻璃,如图所示,设入射角等于布儒斯特角,则在界面2的反射光()(A)是自然光;(B)是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面;(C)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面;(D)是部分偏振光.7题图8在双缝干涉实验中,两缝的间距为,照亮狭缝的光源是汞弧灯加上绿色滤光片。在远处的屏幕

4、上出现干涉条纹,测得相邻两明条纹中心的距离为。试计算入射光的波长。解:屏幕上第级与第级明纹中心的距离为代入已知数据,得9用白光垂直入射到间距的双缝上,在距双缝处放置屏幕,求零级明纹同侧第二级干涉条纹中紫光和红光中心的距离(白光的波长范围是)。解:第级明纹位置应满足对紫光和红光分别取,,则条纹距离为10用折射率的透明云母片覆盖杨氏双缝干涉装置中的一条缝,此时屏中心为第五级明纹中心,设光波波长为,(1)求云母片厚度。(2)若双缝相距,屏与狭缝距离为,求零级明纹中心所在的位置。解:(1)由于云母片覆盖一条狭缝,使得屏中心处的光程差变为,

5、一条光路中插入厚度为的透明介质片引起光程变化。所以解得云母片厚度(2)杨氏双缝干涉条纹间距为由于中心位置为第5级明纹中心,故零级明纹距中心为5倍条纹宽度,所以11在杨氏双缝干涉实验中,两缝间距为,用单色光垂直照射双缝,在距离缝的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离为,问所用光的波长为多少?解:杨氏双缝干涉暗纹条件由于条纹对称,可得第5条暗纹与中央明纹中心距离为又中央明纹一侧第5条暗纹对应的条纹级次,那么由暗纹公式可得12如图所示,平板玻璃折射率为,其表面有一层折射率为厚度均匀为的透明油膜,今用白光垂直射向油膜。

6、问:(1)哪些波长的可见光在反射光中干涉加强?(2)若要使透射光中的光干涉加强,油膜的最小厚度为多少?解:(1)因两反射相干光共发生两次相位跃变,故光程差不计半波损失,又光垂直入射油膜,得反射光干涉加强的条件为由上式可得故反射光中波长为的红光产生干涉加强。(2)透射光干涉加强即反射光干涉减弱,有反射光干涉相消条件为由此可得显然所对应的厚度最小,即13波长为的单色光垂直射到置于空气中的平行薄膜上,已知膜的折射率,求(1)反射光最强时膜的最小厚度;(2)透射光最强时膜的最小厚度。解:空气中的薄膜上表面反射光有半波损失,设薄膜厚度为,反

7、射光加强条件透射光最强时,亦而反射光最弱,则满足(1)所以反射光最强时,膜的最小厚度满足(2)透射光最强时,膜的最小厚度满足14如图所示,在半导体生产中,有时为了测定硅片上薄膜的厚度,将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状。现用波长为的钠黄光垂直照射到薄膜表面上,结果在垂直方向上观察到面的反射光干涉条纹有七条暗纹,且第七条位于处,试求薄膜的厚度。空气NM解:根据题意,可知薄膜表面上的暗纹条件为因第七条暗纹的,则有15如图所示,已知,,测得30条条纹的总宽度为,求细丝直径。解:相邻条纹间距是条条纹的宽度除以,即对于空气劈尖,则细丝直径为16用波长

8、为的钠黄光观察牛顿环,测得某一明环直径为,在它外面第五个明环的直径,求平凸透镜凸面的曲率半径。解:设题中两个明环分别对应级和级明纹,则由上两式可得17有一单缝,宽,在缝后放一焦距为的会聚透镜,用平行绿光()垂直照射单缝,试求位于透镜焦平面处的屏幕上

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