大学物理光学光的干涉习题
大学物理 光学答案
第十七章 光的干涉一. 选择题1．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3π，则路径AB 的长度为：（ D ）A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n解： πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ=本题答案为D 。
2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ）A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解：条纹间距d D x /λ=∆，所以d 增大，x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时 ( B )A. P 处仍为明条纹B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点，从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增π，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ）A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑，也可能是暗斑D. 无法确定解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5．一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n )6．在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ）A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm 选择题3图解：增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
大学物理答案
《大学物理CII 》作业 No.05 光的干涉班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题：1．用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则［ D ］ (A) 干涉条纹的宽度将发生改变 (B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹 (C) 干涉条纹的亮度将发生改变 (D) 不产生干涉条纹 解：因不同颜色滤光片使双缝出射的光颜色不同，从而频率不同，两缝出射光不再是相干光，因此不产生干涉条纹2. 双缝干涉的实验中，两缝间距为d ，双缝与屏幕之间的距离为D （D >>d ），单色光波长为λ，屏幕上相邻的明条纹之间的距离为(A)dDλ (B)Ddλ (C)dD2λ (D)Dd2λ[ A ]解：由双缝干涉条件可知，相邻的两明条纹间距为 λdDx =∆ 故选A3. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且321n n n ><, 1λ 为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 1122λπn en (B) πλπ+1212n en (C) πλπ+1124n en(D) 1124λπn en[ C ]解：光在薄膜上表面反射时有半波损失，下表面反射时无半波损失，所以，两束反射光在相遇点的光程差为 2212λ+=∆e n由光程差和相位差的关系，相位差为 112,42n en λλπλπλπϕ=+=∆=∆所以 πλπϕ+=∆1124n en故选C4. 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慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹(A) 向右平移(B) 向中心收缩 (C) 向外扩张(D) 静止不动3(E) 向左平移[ B ]解：牛顿环是等厚干涉条纹，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，某一厚度的空气膜将向中心收缩，所以环状条纹向中心收缩。
大学物理课件 第14章光的干涉习题答案
C.有一凸起的埂，深入 / D4 . 有一凸起的埂，深入
天道酬勤
4
6.一束白光以30度的入射角照射平静的湖水（水的折射 率为4/3）表面的一层透明液体（折射率为 10）2 的薄膜， 若反射光中波长为600nm的光显得特别明亮，则该透 明液体薄膜的最小厚度为（ ）
r1' r1 x sin
r2 r2' x sin
x
sin sin
天道酬勤
10
2.在1题基础上，考虑使用激光测速仪测量微粒运动速度 问题。在激光测速仪里两列交叉的相干激光束照射运 动微粒，…求微粒运动速度大小。
解：利用1题结论，粒子走过的路程
为λ/(sinθ+sinφ)，其中θ、φ分
别为30度。
距D＝1.0m，若第二级明条纹离屏中心的距离为
6.0mm，此单色6光00的n波长 相邻两明条纹间的3距m离
为．
m
m
10.在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，
其几何路程
同不，其所需时间
相同。
11.两光相干除了满足干涉的三个必要条件，即频率相同、 振动方向相同、相位相等或相位差恒定之外，还必须满足 两个附加条件 两相干光的振幅不可相差太大 ， 两 相干光的光程差不能太大 。
6
二、填空题
1.真空中的波长为 的单色光在折射率为n的媒质中由
A点传到B点时，周相改变量为3，则光程的改变量
为 3λ/，2 光从A传到B所走过的几何路程为 3。λ/2n
2.如图所示，在杨氏双缝实验中，若用红光做实验，则 相邻干涉条纹间距比用紫光做实验时相邻干涉条纹间
距 ，大若在光源S2右侧光路上放置一薄玻璃片，则中
第12章(1) 光的干涉答案
图中数字为各处的折射率图16-23一、选择题【C 】1.(基础训练2)如图16-15所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1 < n 2 > n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为（A ） 2πn 2e /（n 1λ1） （B ）[4πn 1e / ( n 2λ1)] + π（C ） [4πn 2e / ( n 1λ1)] + π （D ）4πn 2e /( n 1λ1) 解答：[C]根据折射率的大小关系n 1 < n 2 > n 3，判断，存在半波损失，因此光程 差2/2λδ+=e n 2，相位差πλπδλπϕ∆+==en 422。
其中λ为光在真空中的波长，换算成介质1n 中的波长即为11λλn =，所以答案选【C 】。
【B 】2.(基础训练6）一束波长为 λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为（A ） λ/4 （B ） λ/(4n) （C ） λ/2 （D ） λ/(2n) 解答：[B]干涉加强对应于明纹，又因存在半波损失，所以光程差()()()2/221/4()/4nd k d k n Min d n λλλλ∆=+=⇒=-⇒=【B 】3.（基础训练8）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慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹（A ） 向右平移 （B ） 向中心收缩（C ） 向外扩张 （D ） 静止不动 （E ） 向左平移 解答：[B]中央条纹级次最低，随着平凸镜缓慢上移，中央条纹的级次增大即条纹向中心收缩。
【A 】4.（基础训练9）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。
若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（）。
（A ）间隔变小，并向棱边方向平移； （B ）间隔变大，并向远离棱边方向平移； （C ）间隔不变，向棱边方向平移； （D ）间隔变小，并向远离棱边方向平移。
题解1-光的干涉(已修改)
e
，干涉条纹有
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解: (1)
n2 n
。因为劈尖的棱边是暗纹，对应光程差应为
只能是下面媒质的反射光有半波损失 才合题意。 2 n 9 9 5000 3 e 9 1 .5 10 mm （2） 2 2n 2 1.5
的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面，
从反射光中观察，劈尖的棱边是暗纹。若劈尖上面媒质的折射率
n1 大于薄膜的折射率 n (n 1.5) 求：(1)膜下面媒质的折射率 n2 与 n
什么变化？若 暗纹占据?
的大小关系；
(2)第10条暗纹处薄膜的厚度； (3)使膜的下表面向下平移一微小距离
e 2.0 m ，原来的第10条暗纹处将被哪级
e 2 1.2 m
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k 4 k 1
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6、 1.4
劈尖干涉的条纹宽度：l
3 7、 2n
9 8、 4n2
2n
n
2l
相邻明（暗）纹对应膜厚度差：e
1.40
2n
第2条明纹和第5条明纹膜厚差： e25 劈尖干涉的光程差：
空气 r2 r1 k 3 液体 n（r2 r1） 3n 4
D d
1.33
n 1.33
4、 1mm 杨氏双缝干涉的条纹宽度：
x空气
D x空气 x水 1mm nd 1.33
5、1.2 m
从中心向外数第四个暗环 : 2e (2k 1) ; k 4 2 2
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大学物理Ⅰ第13章光的干涉与衍射习题答案
第13章 光的干涉与衍射训练题（含答案）一、选择题1. 如图所示，折射率为n 2、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n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3。
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(用①与②示意)的光程差是[ ] (A ) e n 22 (B) 222λ-e n(C) λ-e n 22 (D) 2222n e n λ-2.真空波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l 。
若l 等于下列各选项给出的值，A 、B 两点光振动位相差记为ϕ∆，则[ ] (A) 3, 32l λϕπ=∆= (B) πϕλn nl 3,23=∆=(C) πϕλ3,23=∆=nl (D) πϕλn nl 3,23=∆=3. 在双缝干涉实验中，两缝隙间距离为d ，双缝与屏幕之间的距离为)(d D D >>。
波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上。
屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 [ ] (A)d D λ2 (B) D dλ (C) λdD (D) dDλ4. 如图所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n 、劈角为α的透明劈尖b 插入光线2中，则当劈尖b 缓慢向上移动时(只遮住S 2)，屏C 上的干涉条纹[ ] (A) 间隔变大，向下移动。
(B) 间隔变小，向上移动。
(C) 间隔不变，向下移动。
(D) 间隔不变，向上移动。
5. 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置。
当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环[ ] (A) 向中心收缩，条纹间隔变小。
Sλ3(B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化。
(C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化。
(D) 向外扩张，条纹间隔变大。
6. 根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的 [ ] (A) 振动振幅之和。
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第十七章 光的干涉一. 选择题1．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3π，则路径AB 的长度为：（ D ）A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n 解： πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ=本题答案为D 。
2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ）A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失 解：条纹间距d D x /λ=∆，所以d 增大，x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时 ( B ) A. P 处仍为明条纹 B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点，从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增π，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ）A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑，也可能是暗斑D. 无法确定 解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5．一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n ) 6．在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ）A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm选择题3图解：增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。
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第十七章 光的干涉一. 选择题1．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3π，则路径AB 的长度为：（ D ）A. 1.5λB. 1.5n λC. 3λD. 1.5λ/n解： πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ=本题答案为D 。
2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ）A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解：条纹间距d D x /λ=∆，所以d 增大，x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A 。
3．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。
若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条件不变(如图)，则此时 ( B )A. P 处仍为明条纹B. P 处为暗条纹C. P 处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E 上无干涉条纹解 对于屏幕E 上方的P 点，从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增π，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B 。
4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ）A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑，也可能是暗斑D. 无法确定解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5．一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B )A. λ/4B. λ/ (4n )C. λ/2D. λ/ (2n )6．在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。
当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ）A. 5.0nmB. 30.0nmC. 90.6nmD. 250.0nm选择题3图解：增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
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答案： 2 (n 1)e;
e 4103 nm.
S1
n
A
S2
6．观察肥皂液膜的干涉时，先看到膜上有彩色条纹， 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
2n
n
2(n 1)
[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 = ------- 。
例题1 如图所示，用波长为 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)。
s1
s
O
s2 b
C
解：O点从最明到最暗，则是劈尖向上移产生的附加
气时的间距缩小 Δl 0.5mm，那么劈尖角应是多少?
解：空气劈尖时，间距
l1
λ 2n sinθ
λ 2θ
液体劈尖时，间距
λ
λ
l2 2nsinθ 2nθ
间距缩小： Δl l1 l2 λ(11/n)/(2θ)
θ λ(1 1/n) / 2Δl 1.7 104 rad
例题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。
所以相邻明纹的间距为： x xk1 xk D / d
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？
解 :顺着光到达的介质的先后顺序,折射率由小到大排列
所以光程差不必考虑半波损失。
于是光程差为: δ = 2hn
半波损失 半波损失
当k=1时，厚度最小:
h min
=
λ 4n
=
9.42nm
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?
空气n1 = 1 h 薄膜 n2 = 1.38
玻璃 n3 = 1.5
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
λ 2
的奇数倍即:δ = (2k
- 1)λ(k 2
=
1,2,3...)
由此可得反射最小满足: (2k - 1)λ = 2hn
解得 :
2
h
= (2k - 1) λ 4n
(k = 1,2,3...)
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。
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。
(a)
二、计算题
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
1) r2 r1 d P0O / D 又因为零级明纹： (l2 r2 ) (l1 r1) 0
r2 r1 l1 l2 3
P0O D(r2 r1) / d 3D / d
2） 由扬氏双缝干涉光程差公式： (d x / D) 3
光强极大时： k k 1,2,3
可得各级明纹的位置为 xk (k 3) D / d ：
程差为：
s1
s
O
n 1 l
2
s2 b
l
2n
1
C
tg l
d
d
2 n
1
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 600nm(1nm 109 nm)
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
几何关系 R2 r 2 ( R h)2 O
牛顿环半径 r 2 2Rh
R
暗纹时 暗纹公式
2n2h k
r 2 kR
n2
n2
r
h
n1
r暗(空气) KR rk r暗(水)
rk rk 1 1 1 1 13.3%
KR
n2
rk'
rk
n2
1.33
例题5．在双缝实验中，单色光源 S0和两缝 S1 、S2 的距离 分别为 l1和 l2，并且 l1 l2 3，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）相邻明纹间的距离。 解：如图所示，零级明纹中心的位置为P0
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
A. 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
[ C]
L
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n 1< n 2> n3。 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①与②的光程差是 [ B ]
A).
2n2e
B).
2n2e
1 2
C ).
2n2e D).
2n2e
1 2n2
①②
n1
n2
e
n3
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
A).
B).
C ). D).
2
7 /4
球面平凹透镜
柱面平凹透镜
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 n1 1.50）之间的空气( n2 1.00 )
改换成水n（2 1.33 ）；
求：第k个暗环半径的相对改变量 (rk rk ) / rk
解：空气换水后
光程差
2n2h
2
2k
k
1
2
明 暗