杨氏双缝干涉实验经典问题
20200318物理波动学及光学杨氏双缝干涉练习题答案解析
A．两列不同颜色的光可能发生干涉
B．两列强度不同的光不可能发生干涉
C．两列强度不同的光可能发生干涉
D．两列颜色相同的光不可能发生干涉
颜色是有频率决定的，干涉条件没有强度一定相同（也就是振幅可以不一样）
11、关于光的干涉现象，下列说法正确的是（ C ）（提示：1 利用纹间距公式分析 2、波
长由大到小的顺序是：赤橙黄绿青蓝紫（这个要记住））
3、绳子上的驻波由下式表示 y 0.08 cos 2x cos 50t
求形成该驻波的两列波的振幅、波长和波速。（记住一合一分，把形成驻波的 两个波动方程找到）原波动方程为：0.04cos（50π t-2π x），记得振幅为驻波 振幅的一半个。求出λ =1 角频率= 50π =2π /T，求出 T=0.04，再求出波速 u=1/0.04=25
程中振幅不变，则两波同时传到 P 点时，在 P 点引起的合振动的振幅为:
0
。解析：也可根据是距离差半波长的奇数倍判断减弱就是 0
ΔØ=2π*（4.5λ-3λ）/λ=3π，cos3π=-1，代入合振幅公式=0
7. 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 点沿某一路 径传到 b 点．若 a、b 两点的相位差为 3π ，则此路径的长度为（ A ）（提到 路径，指的几何距离，不是光程）
(A) 3 2n
(B) 3 n
(C) 3 2
(D) 3 n 2
此题内容知识点还没讲，但可以推出，介质中的速度为真空中速度的 1/n，，
介质中波长也=为真空中波长的 1/n，题目告诉的是真空中的波长，不是介质中
的波长，所以代入相位差公式要换一下，之前波动里学的波长都是介质里的，
后面学习光学要注意一般都指的真空中的波长，所以相位差计算式，一一对
9.1 杨氏双缝干涉习题
9．1 光的干涉 课堂基础训练1、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于(A))()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n -第1题图 第4题图2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等．3、在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹．若将缝S 2盖住，并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ，如图所示，则此时(A) P 点处仍为明条纹． (B) P 点处为暗条纹．(C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹． (D) 无干涉条纹．4、在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处(A) 仍为明条纹；(B) 变为暗条纹； (C) 既非明纹也非暗纹；(D) 无法确定是明纹，还是暗纹．5、在双缝干涉实验中，光的波长为600 nm (1 nm ＝10－9 m )，双缝间距为2 mm ，双缝与屏的间距为300 cm ．在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm ． (B) 0.9 mm ． (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm ．6、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法 (A)使屏靠近双缝．(B)使两缝的间距变小． (C)把两个缝的宽度稍微调窄．(D)改用波长较小的单色光源．7、把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中，两缝间距离为d ，双缝到屏的距离为D (D >>d )，所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d ． (C) λd / (nD )． (D) λD / (2nd )．PS 1S 2 r 1n 1n 2t 2r 2t 19．1 光的干涉 课后巩固训练1、在双缝干涉实验中，波长λ＝550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a ＝2×10-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离D ＝2 m ．求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2) 用一厚度为e ＝6.6×10-5 m 、折射率为n ＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)2、双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离D ＝120 cm ，两缝之间的距离d ＝0.50 mm ，用波长λ＝500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射双缝．(1) 求原点O (零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标x ．(2) 如果用厚度l ＝1.0×10-2 mm ， 折射率n ＝1.58的透明薄膜复盖在图中的S 1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标x '．3、在双缝干涉实验中，单色光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为l 1和l 2，并且l 1－l 2＝3λ，λ为入射光的波长，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) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离． (2) 相邻明条纹间的距离．4、在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求：(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长；(2) 相邻两明条纹间的距离．屏。
杨氏双缝干涉问题浅析
杨氏双缝干涉问题浅析杨氏双缝干涉实验是物理学中经典的实验之一，它可以很好地说明波动性理论和干涉现象。
实验中，一束光通过两个非常窄的缝隙，产生出一系列明暗相间的条纹，从而揭示了光的波动性质和波的干涉现象。
这个实验最早由英国科学家杨守敬在公元1801年进行，他利用了太阳光的自然光源，通过两个非常细小的缝隙将光束分成了两束，并让这两束光束在屏幕上干涉。
当两者恰好相位差为整数倍波长时，两束光互相增强，形成明亮的条纹；当相位差为奇数倍波长时，两束光则互相抵消，形成暗条纹。
这样一来，就产生了一系列明暗相间的干涉条纹。
杨氏双缝干涉实验说明了波动现象中的相长和相消干涉，这个现象和实验结果揭示了光的本质中所蕴含的波动性质。
实际上，光是一种电磁波，在空间中传播，它的波长决定了光的颜色。
当光穿过两个缝隙时，会形成两个交叠的光波，这两个波的干涉会导致明暗相间的条纹。
据统计，实验中的干涉现象符合以下的一些规律：1. 条纹的间距和波长成反比例关系。
如果光的波长越短，那么条纹的间距就越大；相反，如果光的波长越长，那么条纹的间距就越小。
这是因为相位差的变化取决于波长。
3. 物体与光的干涉可以产生类似的干涉效应。
除了光的干涉现象外，物体之间也可以产生干涉现象。
在水面上扔一块小石头，就会引起水波的干涉现象。
这种物体之间的干涉与杨氏双缝干涉实验的原理是相同的，都是基于波动的干涉原理。
杨氏双缝干涉实验是波动理论的重要实验之一，它不仅揭示了光的波动性质，还为后来的波动理论奠定了基础，也为量子力学的发展提供了重要的参考。
这个实验的成果也得到了测量技术的发展，为后续的科学实验和技术应用提供了重要的支撑。
杨氏双缝干涉实验被广泛应用于冶金、工程、生物和医学等领域，成为物理学中重要的实验之一。
杨氏双缝干涉问题浅析
杨氏双缝干涉问题浅析杨氏双缝干涉是物理学中一个经典的实验，可以用来研究光的波动性质。
这个实验由英国物理学家杨德尔1831年首次进行，并通过实验证明了光是一种波动现象。
杨氏双缝干涉实验的基本原理很简单。
实验中，将一束光通过一个狭缝光源，将光线分成两束。
之后，这两束光线分别通过两个狭缝，最后进入一块屏幕上。
在屏幕上可以看到一系列的明暗条纹，这就是干涉条纹。
干涉条纹的形成原因是，光波在经过两个狭缝后，会形成两组圆形波阵。
在波阵相遇的地方，会出现相位差，从而形成交叠干涉效应。
当两束光线的相位差为整数倍的情况下，两束光线会增强干涉效应，形成明纹；而当相位差为半整数倍的情况下，两束光线会发生干涉相消，形成暗纹。
通过杨氏双缝干涉实验，我们可以对光的波动性质进行一些研究。
这个实验验证了光是一种波动现象，而不是粒子现象。
因为在粒子模型中，两束光线相遇后应该发生撞击和反弹，而不是发生干涉效应。
杨氏双缝干涉实验还可以用来研究光的波长。
在实验中，我们可以改变两个狭缝之间的间距，通过观察干涉条纹的变化来推断波长的大小。
当两个狭缝间距变大时，干涉条纹的间隔也会变大，说明波长也变大。
反之，当狭缝间距变小时，干涉条纹的间隔也会变小，说明波长也变小。
在实际应用中，杨氏双缝干涉实验可以用来测量光的波长、光源的强度和颜色等。
通过改变干涉装置的参数，比如狭缝间距和光源的强度，我们可以对光的性质进行调节和控制，从而帮助我们更好地理解光的特性。
杨氏双缝干涉实验是一种重要的实验方法，可以用来研究光的波动性质。
通过这个实验，我们可以验证光是一种波动现象，并且可以通过观察干涉条纹的变化来推断波长的大小。
这个实验在实际应用中也具有重要意义，可以用来测量光的波长、强度和颜色等。
杨氏双缝干涉和薄膜干涉习题
设透明薄膜的厚度为x：
d = r2 - (r1 - x + nx ) = k ¢ l = 0
Q r2 - r1 = kl = 3l
\ 3l + x - nx = 0
3l - 6 \ x = = 3.27 10 (m ) n- 1
4. 在某些光学玻璃上，为了增加反射光的强度， 往往在玻璃上镀一层薄膜，这种薄膜称为增反膜。 今折射率n3=1.52的玻璃上镀层ZnS薄膜（折射率 n2=2.35），当波长为6.328×10-7m的单色光垂 直入射时反射强度最大，ZnS薄膜的最小厚度e 应为多少？ l (2k - 1)l d = 2n 2e + = k l \ e= 2 4n 2 k=1时，厚度e最小，即
2. 在双缝实验中，用一很薄的云母片（n=1.58）覆 盖上边的一条狭缝，这时屏幕上的第6级明条纹 恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置。请问是 哪边的第6级明条纹移至中央？如果入射光的波 长为550nm，则云母片的厚度应为多少？ 设云母片的厚度为d： d = r2 - (r1 - d + nd )
h 2 sin a b
h b b
得：h＝0.219 m
2a
例8：用He-Ne激光器发出的λ=0.633μm的单色光，在牛顿环实 验时，测得第k个暗环半径为5.63mm，第k+5个暗环半径为 7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R。 解：由暗纹公式，可知
rk kR
油膜
n3=1.50
1. 在杨氏双缝实验中，设两缝间的距离d=0.2mm， 屏与缝之间的距离D=100cm，试求： （1）以波长为5890×10-10m的单色光照射时，求 第10级明条纹中心距中央明纹中心的距离；并求 第10级干涉明纹的宽度； （2）以白光照射时，屏上出现彩色干涉条纹，求 第二级光谱的宽度； （3）以波长为6.4×10-5cm的单色光照射时，若P 点离中央明条纹的中心距离 x 为0.4mm，问两 光束在P点的相位差是多少？并求P点的光强和 中央明条纹中心O点的强度之比？
光的干涉和衍射练习题杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射
光的干涉和衍射练习题杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射光的干涉和衍射练习题：杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射在物理学中，光的干涉和衍射是讲述光波传播的重要现象。
本文将深入探讨杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射的相关理论，并提供一些练习题供读者练习应用。
一、杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是由杨振宁提出并实验验证的，通过物理实验可以观察到明暗相间的干涉条纹。
杨氏双缝干涉实验如下：实验仪器：一束单色光经由狭缝照射到一个间距相等的双缝上，然后在投影屏上观察到干涉图案。
光波的干涉是由于光波的相长和相消引起的。
当两个光波到达投影屏时，如果它们的位相一致，则光波相长，出现亮纹；如果不一致，则光波相消，出现暗纹。
在杨氏双缝干涉中，我们可以使用以下公式计算出干涉条纹的位置：Δy = λD / d其中，Δy表示两个相邻暗纹之间的距离，λ是光波的波长，D是双缝到投影屏的距离，d是双缝的间距。
练习题1：如果使用红光（波长λ = 650 nm），双缝的间距为0.1 mm，投影屏距离双缝的距离为1 m，计算相邻暗纹之间的距离。
解答：代入公式，Δy = (650×10^-9 m)×(1 m) / (0.1×10^-3 m) =6.5×10^-3 m。
练习题2：如果将双缝的间距减小为原来的一半，其他条件保持不变，计算相邻暗纹之间的距离。
解答：代入公式，Δy = (650×10^-9 m)×(1 m) / (0.05×10^-3 m) =13×10^-3 m。
二、菲涅尔衍射菲涅尔衍射是法国物理学家菲涅尔提出的一种衍射现象，适用于光线通过较小尺寸的孔或物体时的衍射。
菲涅尔衍射实验如下：实验仪器：一束单色光通过一块孔或物体衍射，然后在观察屏上可以观察到具有明暗交错的衍射图案。
菲涅尔衍射的公式相较于杨氏双缝干涉较为复杂，但可以使用数值计算来求解。
练习题3：一束波长为400 nm的蓝光通过孔的直径为0.02 mm的圆孔时，观察屏上的最小亮斑直径为0.1 mm，求孔到观察屏的距离。
2杨氏双缝干涉
杨氏双缝干涉实验
英国医生兼物理学家托马斯 · 杨于 1801 年 首先成功地进行了光干涉实验 , 并看到了干 涉条纹,使光的波动学说得到了证实.
现代实验装置
实 验 装 置
d
s1Biblioteka sos2P 0
r0 d
D
在S1和S2点处，因为经过的路径是对称的
E1 A cos(t k1r0 0 ) E2 A cos(t k2r0 0 ) 2 在均匀的材料中，折射率相同 k n= c k1 =k2 =k
( j 0,1, 2) ( j 0,1, 2)
2 1 (2 j 1)
干涉相消
光干涉问题的关键在于计算光程差.
光程差:
• 干涉条纹在屏幕上的分布
2
明纹：
2 1
1 0 -1 -1
暗纹：
D 条纹间距：x d
-2 -2
明纹级数 暗纹级数
相邻明纹或暗纹的间距
条纹为等间距分布 复色光照射双缝时条纹?
E1 E2
E1 A1 cos(t kr1 0 )=A1 cos(t 1 ) E2 A2 cos(t kr2 0 )=A2 cos(t 2 )
2 1 2 j
干涉相长
从S1和S2点处传播到P点处：
1 = kr1 0 2 = kr2 0
解:
思考题1：在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间 距变大，可采取的办法是什么？
1.屏与双缝间的距离变____ 2.两缝间距变______
3.光波波长变______
思考题2：双缝干涉实验中，若单色光源到两缝距离相等，则 中央明条纹位于两缝中央位置，如将光源向下移动，则中央 明纹位置如何移动？条纹间距如何变化？
杨氏双缝干涉问题浅析
杨氏双缝干涉问题浅析杨氏双缝干涉问题是光学中的一个经典问题，它展示了光波的干涉现象。
这个问题可以通过实验观察来解释，本文将对这个问题进行浅析。
杨氏双缝干涉实验的原理是：当光通过两个紧密排列的狭缝后，它们将在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由光波的干涉效应引起的。
我们需要了解一些基本概念。
光波是一种电磁波，它在传播过程中会产生振幅和相位变化。
振幅决定了光的亮度，相位决定了光的位置。
当两个光波相遇时，它们的振幅和相位会叠加，产生干涉现象。
在杨氏双缝实验中，我们可以将光波看作是一系列波峰和波谷的交替。
当这些光波通过两个缝隙时，它们会扩散到屏幕上形成一系列圆形波纹。
在屏幕上的某一点上，如果两个光波的波峰和波谷同时到达，它们将叠加并加强对应位置的亮度。
反之，如果波峰和波谷错开，它们将相互抵消并减弱对应位置的亮度。
根据这个原理，我们可以理解为什么在杨氏双缝实验中会出现明暗相间的条纹。
当光波通过两个缝隙之后，它们在屏幕上形成的波纹会交替出现明暗区域。
明暗区域的位置取决于两个缝隙之间的距离和光的波长。
具体而言，当两个缝隙之间的距离为波长的整数倍时，明暗区域将出现在屏幕上；当距离为波长的奇数倍加上半个波长时，暗区将出现在屏幕上。
这是因为在这些位置上，波峰和波谷会相互加强或抵消。
对于杨氏双缝干涉问题的浅析，我们可以得出一些结论。
明暗相间的条纹是光波的干涉效应的结果。
亮度和暗度的分布取决于两个缝隙之间的距离和光的波长。
我们可以通过调整缝隙之间的距离或光的波长来改变干涉条纹的形状和分布。
该问题的研究对光学学科具有重要意义。
它不仅为我们理解光波的干涉现象提供了实验依据，还为光的性质和行为提供了新的认识。
在实际应用中，杨氏双缝干涉问题也被运用到很多光学设备中，例如激光干涉仪、光谱分析仪等。
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在电子的Young氏双缝干涉实验中，下列描述有哪些是正确的？
（1）电子通过两缝的概率都存在，但真实的过程中，电子只能通过双缝之一；（2）电子通过哪个缝是确定的，但我们无法得知；
（3）电子同时通过双缝，双缝之后的电子处于叠加态；
（4）电子干涉是概率波的干涉，与电子真实运动无关；
（5）电子通过双缝后处于叠加态，打在观测屏幕上时属于测量的范畴，此时量子态塌缩；
（6）电子通过双缝后处于叠加态，打在观测屏幕上时量子态没有塌缩，电子只是按概率的大小运动；
（7）一个电子通过双缝是不存在干涉效应的，只是大量的电子通过双缝时才存在干涉效应，并通过观测屏显示出来；
（8）一个电子通过双缝，它就已经存在干涉效应，只是无法显示出来。