习题册光的干涉汇总课件.ppt

1、一、选择题一、选择题1 1、由两个不同的光源发出的两束白光，在空间某处、由两个不同的光源发出的两束白光，在空间某处相遇不会产生干涉的原因是相遇不会产生干涉的原因是【 】 D A、白光由许多不同波长的色光组成；、白光由许多不同波长的色光组成；B、两束光的光强不一样；、两束光的光强不一样；C、不同波长的光传播速度不同；、不同波长的光传播速度不同；D、两个光源是独立的不相干光源。、两个光源是独立的不相干光源。 2、双缝干涉实验中，入射光波长为、双缝干涉实验中，入射光波长为 ，用玻璃纸遮，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

2、原零级明纹处，则屏上原零级明纹处【 】 A、仍为明条纹、仍为明条纹 B、变为暗条纹、变为暗条纹C、非明非暗、非明非暗 D、无法确定、无法确定 B 3、在杨氏双缝干涉中，若使屏幕上的干涉条纹变的、在杨氏双缝干涉中，若使屏幕上的干涉条纹变的稀疏，可作如下哪种情况的变动稀疏，可作如下哪种情况的变动 【 】 A、将钠黄光换成波长为、将钠黄光换成波长为632.8nm的氦氖激光；的氦氖激光；B、将整个装置浸入水中；、将整个装置浸入水中；C、将双缝的间距、将双缝的间距d增大；增大；D、将屏幕向双缝屏靠近。、将屏幕向双缝屏靠近。 A , 0, 1, 2dxkkd dxd 解：解：A、根据杨氏双缝干涉公式、根据

3、杨氏双缝干涉公式和条纹间距和条纹间距有将钠黄光换成波长为有将钠黄光换成波长为632.8nm的氦氖激光，波长增的氦氖激光，波长增大，则条纹将向两侧平移，且条纹间距变大，使条大，则条纹将向两侧平移，且条纹间距变大，使条纹变得稀疏。纹变得稀疏。 dxd nB、根据杨氏双缝干涉公式条纹间距、根据杨氏双缝干涉公式条纹间距，且，且有将整个装置浸入水中，波长变短，则条纹间距减有将整个装置浸入水中，波长变短，则条纹间距减小，条纹变密。小，条纹变密。 , 0, 1, 2dxkkd dxd C、根据杨氏双缝干涉公式、根据杨氏双缝干涉公式和条纹间距和条纹间距有双缝的间距有双缝的间距d增大，则条纹距中央距离减小，条纹

4、增大，则条纹距中央距离减小，条纹向中间收缩，且条纹间距减小，条纹变密。向中间收缩，且条纹间距减小，条纹变密。 D、有将屏幕向双缝屏靠近，即、有将屏幕向双缝屏靠近，即d减小，则条纹距中心距减小，则条纹距中心距离减小，条纹向中心收缩，且条纹间距减小，条纹变密。离减小，条纹向中心收缩，且条纹间距减小，条纹变密。 4、如图所示，折射率为、如图所示，折射率为n2、厚度为、厚度为e的透明介质薄膜的透明介质薄膜的上方和下方的介质的折射率分别为的上方和下方的介质的折射率分别为n1和和n2，已知，已知n1 n3 。若用波长为。若用波长为 的单色平行光垂直入射到该薄的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两

5、表面反射的光膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光1和和2的光程差的光程差是是【 】 B 5、用劈尖干涉检测工件的表面，当以波长为、用劈尖干涉检测工件的表面，当以波长为 的单的单色光垂直入射时，观察到的干涉条纹如图所示，每一色光垂直入射时，观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切，条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切，由图上的条纹可知，工件表面由图上的条纹可知，工件表面【 】 A、有一凸梗，高为、有一凸梗，高为 /2B、有一凸梗，高为、有一凸梗，高为 /4C、有一凹梗，高为、有一凹梗，高为 /4C、有一凹梗，高为、有一凹梗，高为 /2 D 121 22

6、beb 解：解： 6、如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长 =600nm的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知玻璃的折射率为油膜所形成的干涉条纹。已知玻璃的折射率为 n1=1.50，油膜的折射率，油膜的折射率n2=1.20，问：当油膜中心最，问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距高点与玻璃片的上表面相距h=8.0 102 nm时，可看到时，可看到干涉明纹条数干涉明纹条数【 】 A、三条、三条 B、

7、四条、四条 C、五条、五条 D、六条、六条 B 解解 条纹为同心圆条纹为同心圆kdnk2222nkdk, 2 , 1 , 0k明纹明纹hrRo油膜边缘油膜边缘0, 00dknm250, 11dknm500,22dknm750, 33dknm1000, 44dk由于由于 故可观察到故可观察到四条明纹四条明纹 .nm100 .82h二、填空题二、填空题1、如图所示，由相干光源、如图所示，由相干光源S1和和S2发出波长为发出波长为 的单的单色光，分别通过两种介质（折射率分别为色光，分别通过两种介质（折射率分别为n1和和n2, 且且n1 n2）, 射到这两种介质分界面上的一点射到这两种介质分界面上的一

8、点P。已知。已知两光源到两光源到P的距离均为的距离均为r。这两条光的几何路程是否。这两条光的几何路程是否相等相等_（是或否）？光程是否相等（是或否）？光程是否相等_（是或否）？光程差是多少是或否）？光程差是多少_ ？ 解：解：两光源到两光源到P的距离均的距离均为为r，所以两条光的几何，所以两条光的几何路程相等。两种介质折射路程相等。两种介质折射率分别为率分别为n1和和n2, 所以两所以两条光的光程不相等。光程条光的光程不相等。光程差为差为 21n rn r是是否否21n rn r2、一双缝装置的一个缝被折射率为、一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射率为

9、所遮盖，另一个缝被折射率为1.70的薄玻璃片所遮的薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插入以后，屏上原来的中央极大所在盖。在玻璃片插入以后，屏上原来的中央极大所在点，现变为第五级明纹。假定点，现变为第五级明纹。假定 = 480 nm，且两玻，且两玻璃片厚度均为璃片厚度均为d，则，则d=_。 8.0m解：解：原来两双缝在中央极大点的光程差为零，现在两原来两双缝在中央极大点的光程差为零，现在两双缝处分别放置了不同折射率玻璃片，使得原中央极双缝处分别放置了不同折射率玻璃片，使得原中央极大处光程差不再为零，由题意可知变为第五级明纹，大处光程差不再为零，由题意可知变为第五级明纹，即光程差为即光程差为 5 。 215

10、n dn d 962155 480 108.0 108.01.70 1.40dmmmnn3、在折射率、在折射率n3=1.52 的照相机镜头表面涂有一层折的照相机镜头表面涂有一层折射率射率n2 =1.38的的MgF2增透膜，若此膜仅适用于波长增透膜，若此膜仅适用于波长 =550nm的光，则此膜的最小厚度为的光，则此膜的最小厚度为_。 99.6nm解：解：根据反射光与透射光的总能量守恒，增加透射根据反射光与透射光的总能量守恒，增加透射也就意味着减小反射，且也就意味着减小反射，且n n2 n3 ，无半波损失，无半波损失，所以根据干涉相消条件：所以根据干涉相消条件： 22(21), 0, 1, 22n

11、 dkk有2(21), 0, 1, 24kdkn对应对应k=0时，膜有最小厚度为：时，膜有最小厚度为： 99min2550 1099.6 1099.644 1.38dmmnmn4、波长为、波长为680nm的平行光照射到的平行光照射到L=12cm长的两块长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触 ，另一边被厚，另一边被厚度度D=0.048 mm的纸片隔开。问在这的纸片隔开。问在这12cm长度内会长度内会呈现呈现_条暗条纹。条暗条纹。 142解：解： 2(21)0,1,2,22dkk2(21)22mDk2141.2mDk共有共有142条暗纹条暗纹 5、单色光垂直照射空

12、气劈尖，观察到的条纹宽度为、单色光垂直照射空气劈尖，观察到的条纹宽度为b= /2 , 相邻两暗条纹处劈尖的厚度差为相邻两暗条纹处劈尖的厚度差为_。如如用折射率为用折射率为n的物质构成劈尖，问条纹宽度有何变化的物质构成劈尖，问条纹宽度有何变化_（变宽或变窄），相邻两暗条纹处的变宽或变窄），相邻两暗条纹处的厚度差为厚度差为_。 /2变窄变窄 /2n解：解：根据相邻两暗条纹处劈尖的厚度差与条纹宽度关根据相邻两暗条纹处劈尖的厚度差与条纹宽度关系，有系，有 sindb且且 角很小，所以角很小，所以 22db充物质后，根据暗纹产生条件充物质后，根据暗纹产生条件 2(21), 0, 1, 222ndkk有1

13、22nkkdddn条纹宽度随波长减小而变窄条纹宽度随波长减小而变窄6、用波长为、用波长为589.3nm的钠黄光观察牛顿环，测得某的钠黄光观察牛顿环，测得某一明环的半径为一明环的半径为1.0 10-3m，而其外第第四个明环的，而其外第第四个明环的半径为半径为3.0 10-3m，则平凸透镜凸面的曲率半径为，则平凸透镜凸面的曲率半径为_。 3.39m解：解：根据牛顿环中明环半径根据牛顿环中明环半径 1(), 1, 2, 32rkRk有1()2krkR41(4)2krkR22323249(3.0 10 )(1.0 10 )3.3944 589.3 10kkrrRmm三、计算题三、计算题1、在双缝干涉实

14、验中，两缝间距为、在双缝干涉实验中，两缝间距为0.30mm，用单色光垂直照射，用单色光垂直照射双缝，在离缝双缝，在离缝1.20m的屏上测得中央明纹一侧第的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一条暗纹与另一侧第侧第5条暗纹间的距离为条暗纹间的距离为22.78mm。问所用光的波长为多少，是。问所用光的波长为多少，是什么颜色的光？什么颜色的光？ 解：解：根据双缝干涉暗条纹位置根据双缝干涉暗条纹位置 (21), 0, 1, 22dxkkd 且对应第且对应第5条暗纹，条暗纹，k=4，有，有 3322122.781020.30102 (241)1.20 632.8 xdkdmnm是红光是红光 2、如图所示，

15、用白光垂直照射厚度、如图所示，用白光垂直照射厚度d=350nm的薄膜，的薄膜，若薄膜的折射率为若薄膜的折射率为n2=1.40，且，且n2 n1，n2 n2 n3，所以反射，所以反射光将产生半波损失。根据干涉加强条光将产生半波损失。根据干涉加强条件：件： 22, 1, 2, 32n dkk有22=, 1, 2, 312n dkk由计算可知，只有由计算可知，只有k=2时的光波长在可见光范围内，所以时的光波长在可见光范围内，所以 2 1.40 3502= 653.3 12-2knmnm时，（2）根据反射光与投射光的总能量守恒，在反射）根据反射光与投射光的总能量守恒，在反射中干涉加强的光必在透射光中干

16、涉相消，所以在中干涉加强的光必在透射光中干涉相消，所以在透射光中波长透射光中波长 =653.3 nm的红光会消失的红光会消失 3、在一块光平的玻璃片、在一块光平的玻璃片A上，端正地放一锥顶角很大上，端正地放一锥顶角很大的圆锥形平凸透镜的圆锥形平凸透镜B，其间形成一劈尖角，其间形成一劈尖角 很小的空很小的空气薄层，如图所示。当波长气薄层，如图所示。当波长 的单色平行光垂直地射的单色平行光垂直地射向平凸透镜时，从上方可以观察到干涉条纹，求：向平凸透镜时，从上方可以观察到干涉条纹，求：（1）明暗条纹的位置；）明暗条纹的位置；（2）若平凸透镜稍向右倾斜，干涉条纹有何变化？）若平凸透镜稍向右倾斜，干涉条

17、纹有何变化？ 解：解：（1）如图所示，有：）如图所示，有： tanidr因为因为 很小，有：很小，有： tanidr考虑到反射光产生半波损失，有：考虑到反射光产生半波损失，有： 光程差光程差 2222idr 根据干涉条件，有：根据干涉条件，有： , 0, 1, 2kk 干涉加强2, 1, 2, 32irkk(21), 1, 2, 34ikrk明纹(21), 0, 1, 22kk 干涉减弱2(21), 0, 1, 222irkk, 0, 1, 22ikrk暗纹（2）若平凸透镜稍向右倾斜，则右侧尖角小于左侧）若平凸透镜稍向右倾斜，则右侧尖角小于左侧尖角，所以右边的明、暗条纹变得稀疏，左侧条纹变尖角

18、，所以右边的明、暗条纹变得稀疏，左侧条纹变得稠密。得稠密。 4、在牛顿环实验中，透镜的曲率半径、在牛顿环实验中，透镜的曲率半径R= 40cm，用，用单色光垂直照射，在反射光中观察某一级暗环的半单色光垂直照射，在反射光中观察某一级暗环的半径径r =2.5mm 。现把平板玻璃向下平移。现把平板玻璃向下平移d0=5.0m ，上，上述被观察的暗环半径变为何值？述被观察的暗环半径变为何值？ 解：解：根据牛顿环中暗环半径公式，平移前有：根据牛顿环中暗环半径公式，平移前有： , 0, 1, 2rkRk若平板玻璃向下移动若平板玻璃向下移动d0，干涉减弱满足，干涉减弱满足: 02()(21), 1, 2, 322ddkk022dkd222220 ()22 =()kkrRR ddR ddRrkd R又因为所以2003 263=22 (2.5 10 )2 5.0 100.4 1.5 10 krkRd Rrd Rmm 人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。