光学习题及答案

光学习题及答案

练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程

一、选择题

1、 有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上;

(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上; (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上、

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的就是 (A) 装置(3)、 (B) 装置(2)、 (C) 装置(1)(3)、 (D) 装置(2)(3)、

2、 在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法就是 (A) 使屏靠近双缝、

(B) 把两个缝的宽度稍微调窄、 (C) 使两缝的间距变小、 (D) 改用波长较小的单色光源、

3、 如图22、1所示,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为λ的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n 1与n 2,且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程∆r ,光程差δ 与相位差∆ϕ分别为

(A) ∆ r = 0 , δ = 0 , ∆ϕ = 0、

(B) ∆ r = (n 1－n 2) r , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ 、 (C) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r /λ 、 (D) ∆ r = 0 , δ =( n 1－n 2) r , ∆ϕ =2π (n 1－n 2) r 、

4、 如图22、2所示,在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹、如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化？答:

(A) 保持不变、 (B) 条纹间隔增加、 (C) 条纹间隔有可能增加、 (D) 条纹间隔减小、

5、 用白光(波长为4000Å～7600Å)垂直照射间距为a =0、25mm 的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹与第五级彩色条纹的宽度分别就是

(A) 3、6×10-4m , 3、6×10-4m 、 (B) 7、2×10-4m , 3、6×10-3m 、 (C) 7、2×10-4m , 7、2×10-4m 、 (D) 3、6×10-4m , 1、8×10-4m 、 二、填空题

1、 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1与n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差∆ϕ

图22、1

图22、2

= 、

2、 如图22、3所示, s 1、、s 2为双缝, s 就是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、与s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向

移动;若s 不动,而在s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动、

3、 如图22、4所示,在劳埃镜干涉装置中,若光源s 离屏的距离为D , s 离平面镜的垂直距离为a (a 很小)、则平面镜与屏交界处A 的干涉条纹应为 条纹;设入射光波长为λ,则相邻条纹中心间的距离为 、 三、计算题

1、 在双缝干涉实验中,单色光源s 到两缝s 1与s 2的距离分别为l 1与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 ,如图2

2、5,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、

2、 双缝干涉实验装置如图22、6所示,双缝与屏之间的距离D =120cm,两缝之间的距离d =0、50mm,用波长λ=5000 Å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、

(2) 如果用厚度e =1、0×10-2mm,折射率n =1、58的透明薄膜覆盖在图中的s 1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x ' 、

练习二十三 薄膜干涉 劈尖

一、选择题

1、 如图23、1

所示, 薄膜的折射率为n 2, 入射介质的折射率

为n 1, 透射介质为n 3,且n 1＜n 2＜n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)与(2), 则产生半波损失的情况就是

(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失、 (B) (1)光 (2)光都产生半波损失、 (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失、

(D) (1)光不产生半波损失, (2)光产生半波损失、

2、 波长为λ的单色光垂直入射到厚度为e 的平行膜上,如图2

3、

2,若反射光消失,则当n 1＜n 2＜n 3时,应满足条件(1); 当n 1＜n 2＞n 3时应满足条件(2)、 条件(1),条件(2)分别就是

(A) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ、 (B) (1)2ne = k λ + λ/2, (2) 2ne = k λ+λ/2、

图22、

图23

、

(C) (1)2ne = k λ－λ/2, (2) 2ne = k λ、 (D) (1)2ne = k λ, (2) 2ne = k λ－λ/2、

3、 由两块玻璃片(n 1 = 1、75)所形成的空气劈尖,其一端厚度为零,另一端厚度为0、002cm,现用波长为7000 Å的单色平行光,从入射角为30︒角的方向射在劈尖的表面,则形成的干涉条纹数为

(A) 27、 (B) 56、 (C) 40、 (D) 100、

4、 空气劈尖干涉实验中,

(A) 干涉条纹就是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展、

(B) 干涉条纹就是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢、

(C) 干涉条纹就是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展、

(D) 干涉条纹就是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢、 5、 一束波长为λ的单色光由空气入射到折射率为n 的透明薄膜上,要使透射光得到加强,则薄膜的最小厚度应为

(A) λ/2、 (B) λ/2n 、 (C) λ/4、 (D) λ/4n 、 二、填空题

1、 如图23、3所示,波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为 θ1

与θ2 ,折射率分别为n 1与n 2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等,则θ1 , θ2 , n 1与n 2之间的关系就是 、

2、 一束白光垂直照射厚度为0、4μm 的玻璃片,玻璃的折射率为1、50,在反射光中瞧见光的波长就是 ,在透射光中瞧到的光的波长就是 、

3、 空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,条纹变化的情况就是 ,如将一片玻璃平行的拉开, 条纹变化的情况就是 、 三、计算题

1、 波长为λ的单色光垂直照射到折射率为n 2的劈尖薄膜上, n 1＜n 2＜n 3,如图23、4所示,观察反射光形成的条纹、

(1) 从劈尖顶部O

开始向右数第五条暗纹中心所对应的

图23、3