物理光学-第二章(仅)习题

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光 的 衍 射

光 的 衍 射

第二章光的衍射试题与解答(3)一、选择题1.根据惠更斯—菲涅耳原理,若已知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(B) 光强之和(C) 振动振幅之和的平方(D) 振动的相干叠加2.在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小,若使单缝宽度a变为原来的3/2,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3/4,则屏幕上单缝衍射条纹中央明纹的宽度△X变为原来的[ ](A) 3/4 倍(B) 2/3 倍(C) 9/8 倍(D) 1/2倍3.当单色平行光垂直入射时,观察单缝的夫琅和费衍射图样。

设I0表示中央极大(主极大)的光强,θ1表示中央亮条纹的半角宽度。

若只是把单缝的宽度增大为原来的3倍,其他条件不变,则[ ](A) I0增大为原来的9倍,sinθ1 减小为原来的1/3(B) I0增大为原来的3倍,sinθ1 减小为原来的1/3(C) I0增大为原来的3倍,sinθ1 减小为原来的3(D) I0不变,sinθ1 减小为原来的1/34.波长为λ的单色光垂直入射到光栅常数为d、总缝数为N的衍射光栅上。

则第k级谱线的半角宽度△θ[ ](A) 与该谱线的衍射角θ无关(B) 与光栅总缝数N成反比(C) 与光栅常数d成正比(D) 与入射光波长λ成反比5.一平面衍射的光栅具有N条光缝,则中央零级干涉明条纹和一侧第一级干涉明纹之间将出现的暗条纹为[ ](A) N(B) N2(C) N –1(D) N - 2二、填空题1.一物体作余弦振动,振扶为15×10-2 m,圆频率为6 π s-1,初相位为0.5π,则振动方程为x =__________.2.在单缝夫琅和费衍射示意图中,所画出的各条正入射光线间距相等,那么光线1与3在幕上P点相遇时的位相差为________,P点应为_________点3.波长为λ=4800Å的平行光垂直照射到宽度为的a=0.40 mm单缝上,单缝后透镜的焦距为f = 60 cm,当单缝两边缘点A、B射向P点的两条光线在点的位相差为π时,点离透镜焦点O的距离等于_________。

物理光学-第2章 光的干涉

物理光学-第2章 光的干涉


m = 0,1,2, … 明条纹 ,半波长的偶数倍 m = 0,1,2, …暗条纹,半波长的奇数倍
λ
6、观察等倾干涉的实验装置 、
23
7、透射光的干涉: 、透射光的干涉:
对于同一厚度的薄膜, 对于同一厚度的薄膜,在某一方向观 察到某一波长对应反射光相干相长, 察到某一波长对应反射光相干相长, 则该波长在对应方向的透射光一定相 干相消。因为要满足能量守恒。 干相消。因为要满足能量守恒。 增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上, 增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上,就 是根据这个道理。 是根据这个道理。
E * = ae i1 e iω1t + be i 2 e iω 2t
= I 1 + I 2 + 2a bcos[(ω1 ω 2 )t + δ ]
I = I1 + I 2 + a bcosδ
6
2.1 光波的叠加
讨论-两个光波就能产生干涉的条件: I = I1 + I 2 + a b cosδ ⑴两个光波的频率相同; ⑵位相差不随时间变化,或者位相差随时间的改变 量远小于毫弧度(rad); ⑶两个光波的偏振状态不正交。
x = x m +1 x m =
λd 0
D
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
双缝干涉条纹是与双缝平行的一组明暗相间彼 此等间距的直条纹,上下对称。 此等间距的直条纹,上下对称。
15
六、光强分布
I = I1 + I 2 ± 2 I1 I 2 cos δ
I1 = I 2
I = 4 I1 cos 2 (δ 2)
12
三、双缝干涉的光程差

物理光学课后习题答案-汇总

物理光学课后习题答案-汇总
解:设能看见 个亮纹。从中心往外数第 个亮纹对透镜中心的倾角 ,成为第N个条纹的角半径。设 为中心条纹级数, 为中心干涉极小数,令 ( , ),从中心往外数,第N个条纹的级数为 ,则

两式相减,可得 ,利用折射定律和小角度近似,得 ,( 为平行平板周围介质的折射率)
对于中心点,上下表面两支反射光线的光程差为 。因此,视场中心是暗点。由上式,得 ,因此,有12条暗环,11条亮环。
解:由题意,得,波列长度 ,
由公式 ,
又由公式 ,所以频率宽度

某种激光的频宽 Hz,问这种激光的波列长度是多少?
解:由相干长度 ,所以波列长度 。
第二章光的干涉及其应用
在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片,其厚度 ,若光波波长为500nm,试计算插入玻璃片前后光束光程和相位的变化。
解:由时间相干性的附加光程差公式
,所以

杨氏干涉实验中,若波长 =600nm,在观察屏上形成暗条纹的角宽度为 ,(1)试求杨氏干涉中二缝间的距离(2)若其中一个狭缝通过的能量是另一个的4倍,试求干涉条纹的对比度
解:角宽度为 ,
所以条纹间距 。
由题意,得 ,所以干涉对比度
若双狭缝间距为,以单色光平行照射狭缝时,在距双缝远的屏上,第5级暗条纹中心离中央极大中间的间隔为,问所用的光源波长为多少是何种器件的光源
解:由公式 ,所以
= 。
此光源为氦氖激光器。
在杨氏干涉实验中,照明两小孔的光源是一个直径为2mm的圆形光源。光源发光的波长为500nm,它到小孔的距离为。问两小孔可以发生干涉的最大距离是多少?
解:因为是圆形光源,由公式 ,
则 。
月球到地球表面的距离约为 km,月球的直径为3477km,若把月球看作光源,光波长取500nm,试计算地球表面上的相干面积。

八年级物理第二学期 第二章光学练习 沪科版

八年级物理第二学期 第二章光学练习 沪科版

八年级物理第二学期第二章光学练习沪科版姓名:_______________班级:_______________考号:_______________一、作图题1、将一平面镜斜放在装有水的水槽中,有一束光线垂直射出水面,如图所示,请画出这束光线由空气射入水中并在水中行进的光路图二、简答题2、如图8所示,在练功房里,小红同学利用平面镜来帮助矫正舞蹈姿势。

画出她的脚上B点的光线经过平面镜后进入人眼A点的光路图。

三、填空题3、夏天太阳光经过树叶的空隙照在地面上会形成圆形光斑,这是由于光_ _______形成的太阳的像;将放大镜正对着太阳,调整它与地面的距离,地面上会形成很小很亮的光斑,这是由于光的________形成的。

4、安庆是一座沿江城市,有美丽的大湖,气候宜人。

大湖中映着岸边树木的倒影是由于光的________所形成;湖岸边绽放有各种颜色的花朵,其中黄花________ (选填“吸收”、“反射”、透过”)红色光。

5、优美的诗句描绘了光的现象,如“春江潮水连海平,海上明月共潮生”、“潭清疑水浅,荷动知鱼散”其中“海上明月”是光的现象;“疑水浅”是光的现象,该现象是光从___ __中进入__ ___中所形成的。

6、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟因为在“光在纤维中的传输用于光学通信”的成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。

光在玻璃纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外包层的分界面时,均要发生反射,而不折射,从而使光在不断的反射中沿内层玻璃芯向远处传播,如右图。

请根据图回答:当增大入射光线AB的入射角时,CD光线的入射角(选填“增大”、“减小”或“不变”),D点将要向侧移动(选填“左”或“右”)。

7、2009年7月22日上午,五百年一遇的罕见日全食在天空上演,我国长江流域12个省区市能见日全食,观测日全食不能用肉眼直接对着太阳,如果没有专用的太阳滤镜,可采用如下的三种简便方法。

方法一:准备一盆黑墨水置于阳光下,在脸盆中观察太阳的像,如图甲所示,这是利用了成像原理;方法二:将手指展开,互相垂直叠放,如图乙所示,对着阳光,在白纸上观察太阳的像,这利用了成像原理;方法三:如图丙所示,用啤酒瓶底观看日食,啤酒瓶底可以一些色光,避免强光伤害眼睛。

光学习题课(大学物理A2)

光学习题课(大学物理A2)

(三)光的偏振性 马吕斯定律
1.自然光和偏振光 包含了各个方向的光振动,没有哪一个方向的光 振动会占优势,这样的光叫自然光。 自然光经过某些物质的反射、折射或吸收后,可 能保留某一方向的光振动,称为线偏振光或者完全 偏振光。若一个方向光振动较与之相垂直方向上的 光振动占优势,则称为部分偏振光。
2.马吕斯定律 光强为 I 0 的线偏振光,当其偏振方向与检偏器 偏振化方向的夹角为 时,则透射过检偏器后的 透 I I 0 cos2 射光强为 该式称为马吕斯定律
8.折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜 (劈尖角 很小)。用波长 600 nm 的单色光垂直入射,产 生等候干涉条纹。加入在劈形膜内充满 n 1.40 液体时的相邻 明纹间距比劈形膜内是空报时的间距缩小 l 0.5mm ,那么劈 尖角 应是多少?
【分析】利用劈尖干涉中相邻条纹的间距l 2n和题给出条件可求出 解 劈形膜内为空气时 劈形膜内为液体时 则由 得
光学习题课
干涉、衍射、偏振、双折射
一、内容小结
(一)光的干涉
1.相干光 (1)相干条件:同频率、同振动方向、相位差恒 定; (2)获得相干光方法:分波阵面、分振幅 2.光程与光程差 光程:=nr ;光程差:=n2r2-n1r1 3.半波损失 光从光疏介质向光密介质入射,反射光有的相位 突变,相当光程增加或减少/2,称半波损失。
4.杨氏双缝干涉 劳埃德镜 光程差:r =r2-r1dsin dsin=k, k=0,1,2…… 明条纹 dsin=(2k+1)/2, 暗条纹 条纹特点: 均匀明暗相间,白光照射为彩色条纹,但 中央条纹仍为白色。
r1
几何关系:D d
d

D
x r2

物理光学各章典型习题及部分习题解答2

物理光学各章典型习题及部分习题解答2
20 5893 10-8 n 1.000276 1.0008653 2.0
例题2-10 在杨氏双缝实验中,采用蓝绿光源,波长 分别为 1=440和2=540 ,试计算条纹从第几级发生 完全重叠。
解:杨氏干涉条纹中明纹的位置为
D xm d
条纹发生重叠
m 0, 1 2, , ...
2ne (2m 1)

2
设1=500nm的第m级干涉极小, 2=700nm的第m-1 级干涉极小,则
(2m 1)
1
2
2(m 1) 1
2
2
1 2 m 2(2 1 )
12 e 673nm 2n(2 1 )
例题2-15 光线以 =300入射到折射率n2=1.25的空 气中的薄膜上。当波长1=6400Å时,反射最大;而 当波长2=4000Å时,反射最小。求薄膜的最小厚度。 解: 由于是空气中的薄膜,一定有半波损失,故
e
(零级)
现在,两光线到达中央处的光 程差:
5 -5 e =10 (m) n2 n1
=5 =(n2 -n1)e
例2-13 有一单色光垂直照射在杨氏双缝实验装置上, 已知双缝间距为a=1.1297mm,在缝后放置一接收屏, 测得相邻明条纹的间距为0.5362mm,然后将屏向后 移动50cm,测得相邻明条纹的间距为0.8043mm,确 定该单色光波长。
零级条纹出现条件是
m 0
即 考虑到
S2Q2 (n n)l 0 S 2Q2 (n n)l
n n S2Q2 0
于是,零级条纹(因而所有条纹)应当上移。 (2) 考察屏幕上的一个固定点移动一个条纹,表明光 程差相差一个波长 由

物理光学第2章习题解答

物理光学第2章习题解答

由于可见光范围在380 780nm之间,故波长为687.5nm和458.3nm
相应地,薄膜呈紫色
对低折射率,镀膜后起减反增透作用
1 当厚度为 时,反射比最大,即无增透效果。 2 5 nh k , 即 0 k 2 4 2

1 5 0 k 2
当 k 1时, 1375nm
当 k 3时, 458.3nm
当 k 2时, 687.5nm 当 k 4时, 343.75nm
(n 1)h (0.01mm)
h 0.01mm 0.01mm 1.72 102 mm n 1 1.58 1
6.一个长30mm的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前,在观察屏上观察到 稳定的干涉条纹系。然后抽去气室中的空气,注入某种气体,发现条纹移动了25个 条纹,已知照明光波波长 656.28nm ,空气折射率 n0 1.000276 。试求注入气室 内气体的折射率。 【解】

2

合成后
I I1 I 2 4 I 0 [1 cos(
) cos( )] 1 2 1 2 2 4 I 0 [1 cos cos( 2 )]
,所以 cos(

2
)对强度的变化不敏感
【解】 (1) 设两光波的光程差为,
对于1: I1 4I 0 cos2 对于2: I 2 4 I 0 cos2
1 2 4 I 0 (1 cos ) 1 2 1
1 2 4 I 0 (1 cos ) 2 2 2

2 cos
cos cos 2 cos
【解】
(1)
环条纹中心是亮斑还是暗斑,决定于该点的干涉级数是整数还是半整数。

物理光学第二章答案

物理光学第二章答案

第二章光的干涉作业1、在杨氏干涉实验中,两个小孔的距离为1mm,观察屏离小孔的垂直距离为1m,若所用光源发出波长为550nm和600nm的两种光波,试求:(1)两光波分别形成的条纹间距;(2)两组条纹的第8个亮条纹之间的距离。

2、在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为100cm,当用一片折射率为1.61的透明玻璃贴住其中一小孔时,发现屏上的条纹系移动了0.5cm,试决定该薄片的厚度。

3、在菲涅耳双棱镜干涉实验中,若双棱镜材料的折射率为1.52,采用垂直的激光束(632.8nm)垂直照射双棱镜,问选用顶角多大的双棱镜可得到间距为0.05mm 的条纹。

4、在洛埃镜干涉实验中,光源S1到观察屏的垂直距离为1.5m,光源到洛埃镜的垂直距离为2mm。

洛埃镜长为40cm,置于光源和屏的中央。

(1)确定屏上看见条纹的区域大小;(2)若波长为500nm,条纹间距是多少?在屏上可以看见几条条纹?5、在杨氏干涉实验中,准单色光的波长宽度为0.05nm,平均波长为500nm ,问在小孔S 1处贴上多厚的玻璃片可使P ’点附近的条纹消失?设玻璃的折射率为1.5。

6、在菲涅耳双面镜的夹角为1’,双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm 和1m 。

设光源发出的光波波长为550nm ,试决定光源的临界宽度和许可宽度。

7、太阳对地球表面的张角约为0.0093rad ,太阳光的平均波长为550nm ,试计算地球表面的相干面积。

8、在平行平板干涉装置中,平板置于空气中,其折射率为1.5,观察望远镜的轴与平板垂直。

试计算从反射光方向和透射光方向观察到的条纹的可见度。

9、在平行平板干涉装置中,若照明光波的波长为600nm ,平板的厚度为 2mm ,折射率为1.5,其下表面涂上高折射率(1.5)材料。

试问:(1)在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗斑?(2)由中心向外计算,第10个亮环的半径是多少?(f=20cm )(3)第10个亮环处的条纹间距是多少?P P ’10、检验平行平板厚度均匀性的装置中,D是用来限制平板受照面积的光阑。

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物理光学习题库——光的干涉部分一、选择题1. 下列哪一个干涉现象不属于分振幅干涉?A. 薄膜干涉B.迈克尔逊干涉C.杨氏双缝干涉D.马赫-曾德干涉2. 平行平板的等倾干涉图样定域在A. 无穷远B.平板上界面C.平板下界面D.自由空间3. 在双缝干涉试验中,两条缝的宽度原来是相等的,若其中一缝的宽度略变窄,则A.干涉条纹间距变宽B. 干涉条纹间距变窄C.不再发生干涉现象D. 干涉条纹间距不变,但原来极小处强度不再为04. 在杨氏双缝干涉实验中,相邻亮条纹和相邻暗条纹的间隔与下列的哪一种因素无关?A.光波波长B.屏幕到双缝的距离C. 干涉级次D. 双缝间隔5. 一束波长为λ的单色光从空气中垂直入射到折射率为n的透明薄膜上,要使反射光得到干涉加强,薄膜厚度应为A. λ/4B. λ/4nC. λ/2D. λ/2n6. 在白炽灯入射的牛顿环中,同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是A.由里向外B.由外向里C. 不变D. 随机变化7. 一个光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖,用波长为500nm的单色光垂直照明,看到的反射光干涉条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切,则工件的上表面缺陷是A.不平处为凸起,最大高度为250nmB.不平处为凸起,最大高度为500nmC.不平处为凹槽,最大高度为250nmD. 不平处为凹槽,最大高度为500nm8. 在单色光照明下,轴线对称的杨氏干涉双孔装置中,单孔屏与双孔屏的间距为1m,双孔屏与观察屏的间距为2m,装置满足远场、傍轴近似条件,屏上出现对比度K=0.1的等间隔干涉条纹,现将双孔屏沿横向向上平移1mm,则A. 干涉条纹向下平移2mmB. 干涉条纹向上平移2mmC. 干涉条纹向上平移3mmD. 干涉条纹不移动9. F-P腔内间距h增加时,其自由光谱范围ΔλA. 恒定不变B. 增加C. 下降D. =010. 把一平凸透镜放在平玻璃板上,构成牛顿环装置,当平凸透镜慢慢向上平移时,由反射光形成的牛顿环A. 向中心收缩,条纹间隔不变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11. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,垂直光线方向放入折射率为n、厚度为h的透明介质片,放入后,两路光束光程差的改变量为A. 2(n-1)hB. 2nhC. nhD. (n-1)h12. 在楔形平板的双光束干涉实验中,下列说法正确的是A. 楔角越小,条纹间隔越宽;B. 楔角一定时,照射波长越长,条纹间隔越宽C. 局部高度变化越大,条纹变形越严重D. 形成的干涉属于分波前干涉13. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹会A. 不变B. 变密集C.变稀疏D.不确定14. 若想观察到非定域干涉条纹,则应选择A. 单色扩展光源B.单色点光源C. 白光扩展光源D. 白光点光源15. 将一金属丝置于两块玻璃平板之间,构成如图所示的结构,垂直向下观察可见干涉条纹,当在A点施加一个均匀增加的力F时,下列说法正确的是A.条纹间隔逐渐增大B.条纹数量逐渐变多C.干涉条纹级次D.条纹向级次低的方向移动16. 由A、B两只结构相同的激光器发出的激光具有非常接近的强度、波长及偏振方向,这两束激光A. 相干B.不相干C.可能相干D.无法确定17. 下列干涉现象不属于分振幅干涉的是A. 薄膜干涉B.迈克尔逊干涉C. 马赫-增德尔干涉D.菲涅尔双棱镜干涉18. 有关平行平板的多光束干涉,下列说法正确的是A. 干涉形成的条件是在平板的内表面镀增透膜B.透射场的特点是在全亮的背景上得到极细锐的暗纹C.膜层的反射率越低,透射场的亮纹越细锐D. 透射场亮纹的光强等于入射光强19.镀于玻璃表面的单层增透膜,为了使增透效果好,膜层材料的折射率应该()A.大于玻璃折射率B.等于玻璃折射率C.介于玻璃折射率与空气折射率之间D. 等于空气折射率E. 小于空气折射率二、填空题1. 干涉条纹对比度表达式为,其取值范围是,两列相干简谐波叠加时,两列波的振幅比为1:3时,则干涉条纹对比度为。

2. 干涉的三个基本条件是。

3. 光源的相干长度与相干时间的关系是,相干长度越长,说明光源的时间相干性。

4. 获得相干光的方法有和,杨氏双缝干涉属于,牛顿环属于。

5. 迈克尔逊干涉仪的可移动反射镜移动了0.310mm,干涉条纹移动了1250条,则所用的单色光的波长为。

6. 牛顿环实验中所观察的条纹属于(填写“等倾或等厚”)干涉条纹,干涉条纹从中心向外,干涉级次(填写“增大或减小”)。

7. 某种放电管产生的镉(Cd)红光,其中心波长λ=644nm,相干长度Lc=200mm,求镉红光的线宽Δλ为,频宽Δυ为。

8. 氪红线波长为605.7nm,谱线宽度为Δλ=0.0047nm,则它的相干长度为,相干时间为。

9. 一束波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明膜中,要使透射光加强,则膜的厚度至少为。

10. 在杨氏双缝实验中,缝距为0.45mm,缝与屏的距离为1.2m,测得10个亮条纹之间的距离时1.5cm,则光源的波长为。

11. 用波长为600nm的单色光垂直照射一玻璃楔时,发现干涉条纹出现局部弯曲,测得此时Δe=0.2e,设玻璃的折射率为1.5,则玻璃楔的局部厚度变化为。

12. 有两个波长在600nm附近相差1nm,要用法布里—珀罗干涉仪把它们分辨开,设反射率为0.95,则干涉仪两平面镜之间的间隔应为。

13. 利用等厚干涉条纹测量楔角时,所用光波波长为600nm,已知楔形板材料的折射率为n=1.52,在长为5cm的范围内刚好有15个条纹间隔,则楔角的大小为rad。

14. 在折射率为n=1.55的玻璃表面镀一层折射率为n1=1.38的氟化镁增透膜,当入射光波为550nm时,则膜的厚度至少为。

(按照正入射考虑)15. 某一光源发射中心波长为600nm的光波,原子发射时间为10-9s,则光源发出光波的波长宽度为nm。

16. 光的干涉和衍射现象反映了光性质,光的偏振现象说明光波是波。

三、简答题1. 获得相干光的方法有哪几种?2. 等倾干涉条纹和牛顿环有何异同?在实验中如何区分这两种干涉图样?3. 迈克尔逊干涉是常见的光学仪器,请画出它的平面结构图,说明各个元件的作用,结合图解释为什么可以用面光源,讨论干涉条纹的特征。

4. 在牛顿环装置的透镜(n1)与平板(n2)之间,充入液体(n3),且n1<n2<n3,则看到的牛顿环干涉条纹中心是亮斑还是暗斑?为什么?5. 为什么厚的薄膜不能观察到干涉条纹?如果薄膜的厚度很薄(远小于入射光波长),则能否观察到干涉条纹?6.为什么白光下,只有很薄的膜才能呈现彩色,而普通玻璃则看不到?7.吹起的小肥皂泡往往是无色的,当吹大到一定程度后会出现随肥皂泡增大而改变的色彩,当肥皂泡很薄时(破裂前的瞬间)会变得暗而无色,为什么?8.在杨氏双孔干涉实验中,小孔S沿着平行于s1和s2的连线方向上下移动,干涉条纹是否有变化,将怎样变化?如果小孔S沿着垂直于两孔连线方向前后移动,干涉条纹是否有变化?为什么?9.多光束干涉和双光束干涉有何异同?为什么多光束干涉多采用透射光干涉,而双光束干涉采用反射光干涉?请从干涉装置、干涉条纹形状、定域位置等方面回答。

10.提高法布里-珀罗干涉仪的分辨本领的方法是什么?11.在杨氏双缝干涉实验中,两缝的宽度会对干涉条纹间距产生影响吗?如果双缝彼此稍微移近,干涉条纹有何变化?12.平行平板的等倾干涉条纹定域在什么位置?楔形板的等厚干涉条纹定域在什么位置?13.太阳光垂直入射到厚度为815nm、折射率为1.33的肥皂泡表面上(肥皂泡两面皆为空气),问可见光波中哪些波长将反射干涉相长?14.在泰曼干涉仪中,半透半反的分光镜没有镀膜,观察屏上视场内有8个同心暗环,且圆环中心是暗斑。

移动两个反射镜之一,看到暗环扩展,并在中心一一出现6个暗环,此时,视场内共有16个暗环。

问:此干涉条纹是等倾条纹还是等厚条?条纹中心对应的光程差和波长的关系式是什么?反射镜按什么相对方向移动?四、计算题1. 在杨氏干涉实验中,双缝间距为1mm,离观察屏1m,用钠黄光做光源,它发出两种波长的单色光,λ1=589.0nm和λ2=589.6nm,则两种单色光的第5级亮纹之间的间隔为多少?2. 在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为100cm,用一片折射率为1.6的透明玻璃贴住其中一个小孔,发现屏上的条纹移动了0.5cm,试确定该薄片的厚度。

3. 在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置折射率分别为n1=1.4和n2=1.7的两块厚度相同的玻璃片,则原来的中央极大所在的位置被第5级亮条纹所占据,设入射光波长为λ=480nm,求玻璃片的厚度h及条纹迁移方向。

4. 在杨氏双缝干涉实验中,入射光源的平均波长λ=0.6μm,∆λ=10nm, 两缝间距为d=1mm,缝到观察屏的距离为D=1m.求干涉条纹的区域宽度,此区域一共有多少条纹?5.在折射率为1.5的玻璃上,镀上折射率为1.35的透明介质膜,入射光波垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对λ1=600nm的光波干涉相消,对λ2=700nm的光波干涉相长,且在600-700nm没有别的波长出现最大限度相消或相长情形,试求所镀介质膜的厚度。

6. 在杨氏双缝干涉实验装置中,双缝间隔为0.5mm,接收屏距双缝1m,点光源距离双缝300mm,发射出500nm的单色光,试求(1)屏上干涉条纹的间隔;(2)若点光源由光轴向下平移2mm,屏上干涉条纹向什么方向移动?(3)若点光源发射出的光波为500±2.5nm 范围内的准单色光,求屏上能够看到的干涉极大的最高级次。

7. 一个长为30mm的充以空气的气室置于杨氏装置的一个小孔前,在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。

继后抽去气室中的空气,注入某种气体,发现条纹系移动了25个条纹,已知照明光波长为λ=656.28nm,空气折射率为n0=1.000276。

试求注入气室内气体的折射率。

8. 在照相物镜上通常镀上一层光学厚度为5λ/4(λ=550nm)的低折射率介质膜,问:(1)介质膜的作用是什么?(2)求此时可见光区(390-780nm)反射的最大波长,薄膜呈什么颜色?9. 迈克尔逊干涉仪可以用来精确测量单色光波长,调整仪器,使得观察到单色光照明下的等倾干涉条纹。

如果把可移动臂移动了0.03164mm,条纹移动了100个,求单色光波长。

10. 用He-Ne激光照明迈克尔逊干涉仪,通过望远镜看到视场内有20个暗环,且中心是暗斑。

然后移动反射镜M1,看到环条纹收缩,并且一一在中心消失了20个环,此时视场内只有10个暗环,试求:(1)M1移动前中心暗斑的干涉级次(设干涉仪分光板不镀膜)。

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