光的干涉练习试题及答案.docx

一、选择题1、严格地讲，空气折射率大于1,因此在牛顿环实验中，假设将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时，干预环将：（）A.变大；B.缩小；C.不变；D.消失。【答案】：A2、在迈克耳逊干预仪的一条光路中，放入一折射率，厚度为/?的透明介质板，放入后，两光束的光程差改变量为：（）.2（n-1）；B.2nhC.nh；D.（n-V）h0【答案】：A3、用劈尖干预检测工件（下板）的外表，当波长为人的单色光垂直入射时，观察到干预条纹如图。图中每一条纹弯曲局部的顶点恰与左边相邻的直线局部的连线相切。由图可见工件外表：（）A.一凹陷的槽，深为入/4；B.有一凹陷的槽，深为人/2；C.有一凸起的境，深为入/4；D.有一凸起的坡，深为人。答案】：B4、牛顿环实验装置是用一平凸透镜放在一平板玻璃上，接触点为C,中间夹层是空气，用平行单色光从上向下照射，并从下向上观察，看到许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点是：（）A.C是明的，圆环是等距离的；B.C是明的，圆环是不等距离的；C.C是暗的，圆环是等距离的；D.C是暗的，圆环是不等距离的。【答案】：B5、假设将牛顿环玻璃夹层中的空气换成水时，干预环将：（）A变大；8.缩小；C.不变；。.消失。【答案】：B6、假设把牛顿环装置（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,则干预条纹（）A.中心暗斑变成亮斑；3.变疏；C.变密；。.间距不变。【答案】：C7、两个不同的光源发出的两个白光光束,在空间相遇是不会产生干预图样的，这是由于（）A.白光是由许多不同波长的光组成；B.两个光束的光强不一样；C.两个光源是独立的不相干光源；D.两个不同光源所发出的光，频率不会恰好相等。【答案】：C8、在双缝干预实验中，假设单色光源S到两缝S、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于。处。现将光源S向下移动到S位置，则（）A.中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变；B.中央明条纹向上移动，且条纹间距不变;C.中央明条纹向下移动，且条纹间距增大；D.中央明条纹向上移动，且条纹间距增大。【答案】：B9、如以以以下图，平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全部浸入=1.60的液体中，凸透镜可沿O。'移动，用波长4=50Onm（Inm=10-9m）的单色光垂直入射.从上向下观察，看到中心是一个暗斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是（）A.156.3nm；B.148.8nm；C.78.1nm；D.74.4nm0【答案】：C10、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.假设上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干预条纹的（）A.间隔变小，并向棱边方向平移；B.间隔变大，并向远离校边方向平移；c.间隔不变，向棱边方向平移。【答案】：A二、简答题1、漂浮在水上的油膜在阳光下的为什么呈现色彩改变角度颜色会发生变化吗为什么【答案】：答：漂浮在水上的油膜在阳光照射下形成薄膜干预，光程差5=2"病二京7-0（或令（1分），不同方向入射的光线，入射角不同，光程差不同（1分）；不同波长的光各自形成一套干预条纹，彼此错开，形成薄层色，因此在阳光下呈现彩色。（2分）3、简述扩展光源照到平行薄膜上形成干预把戏的特点和随薄膜厚度变化的规律。【答案】：答：扩展光源照到平行薄膜上形成干预把戏属于等倾干预，（1分）其形状为：一系列明暗相间的同心圆环，门分）内疏外密中央阶次最高；（1分）当平行膜的厚度增加时中央不断涌出条纹，当平行膜的厚度减小时，中央条纹不断淹没。（1分）4、：简述牛顿环形成的干预把戏，反射光和透射光的干预把戏有何区别【答案】：答：干预把戏的特点：牛顿环是由于光的等厚干预形成的，形状为一系列明暗相间的同心圆环，内疏外密中央阶次最低。（2分）假设在反射把戏中由于附加光程差的存在中心为暗条纹，则在透射把戏中由于不存在附加光程差中心为亮条纹，（1分）反射光与透射光的光强之和为入射光强，反射把戏与透射把戏互补。（1分）三、分析题1、在双缝干预实验中，在以下情况下，干预条纹将假设何变化试说明理由。（1）入射光由红光换为紫光；（2）屏与双缝的间距D不断增大；（3）在下面一条缝后放一块云母片。【答案工双缝干预条纹相邻明条纹（或暗条纹）的间距为Ax=-A（2分）d（1）红光变紫光波长入减小，其他条件不变时，条纹变窄（或密或向屏中央集中）（3分）（2）D不断增大时，加增大，条纹变稀（或变宽）（3分）（3）在下面一条缝后放一块云母片，通过它的光线的光程增大（2分），干预条纹向下平移（2分）。2、杨氏双缝干预实验条件作如下变化，干预条纹将假设何变化试说明理由。（1）加大双缝间距d；（2）把整套装置浸入水中；（3）在两缝后分别放红色和绿色的滤光片。【答案】：根据：条纹宽度©=2A（2分）a（1）d变大，其他条件不变，则©变小，所以条纹变窄（或密或向屏中央集中）（2分）。增大到一定程度，条纹过于细密而无法分辨，拥挤在一起成为一条明亮带。（2分）（2）装置没入水中后的条纹宽度为Ar=2%,因为>1（2分）na所以r变小，条纹变窄（或密或向屏中央集中）。（2分）使通过两缝的光频率不同，不满足相干条件（2分），干预条纹消失（2分）。3、如以以以下图，4,8两块平板玻璃构成空气劈尖，分析在以下情况中劈尖干预条纹将假设何变化？（1）A沿垂直于B的方向向上平移见图（a）；（2）A绕棱边逆时针转动见图（b）。【答案】：相邻明纹或暗纹介质膜厚度差M="2（2分），相邻明纹或暗纹间距/=4（22n分）。（1）上外表A向上平移时，棱边明暗交替变化，一样厚度的空气薄模向棱边处移动，条纹间距不变。（4分）（2）4绕棱边逆时针转动时，棱边明暗不变，各级条纹向棱边方向移动，条纹变密。（4分）4、在玻璃（/7=1.5）上镀上=1.25的介质薄膜，波长4=500机的光从空气中垂直照射到此薄膜上，要使其为高反膜和增透膜求膜的厚度。【答案解：设薄膜厚度为人则两束反射光的光程差为：=2nhcosi2（2分）当b=2皿cos"=时，反射光光强最大，此时薄膜为高反膜：（3分）h=j=21=J5xl°lfnh=2j×01m（2分）2cosz22n22.5当S=2cosi2=（j+fl时，反射光光强最小，此时薄膜为增透膜（3分）（/H）（/+一）2<.n-7h=2_=2_=（2；+1）-=（2J+l）×10-7m（2分）2?Cosz22n255、利用迈克尔逊干预仪测量光波波长的实验中：11）画出实验的光路图。（2）试分析当两反射镜垂直和近似垂直时干预把戏的特点，以及当其中一个反射镜移动时把戏的变化规律。【答案】：解：（1）光路图（2分）（2）干预把戏的特点：-两反射镜垂直时，相当于扩展光源照到平行薄膜上形成干预把戏属于等倾干预。（1分）其形状为：一系列明暗相间的同心圆环，内疏外密中央阶次最高。（2分）假设其中一个反射镜移动，当平行膜的厚度增加时中央不断涌出条纹，当平行膜的厚度减小时，中央条纹不断淹没。（2分）两反射镜近似垂直时，相当于扩展光源照到劈尖薄膜上形成干预把戏属于等厚干预。（1分）光经过膜形成的干预把戏为：明暗相间的直条纹，条纹等间距，光强分布均匀。（2分）假设其中一个反射镜移动，棱边明暗交替变化，一样厚度的空气薄模向棱边处移动，条纹间距不变。（2分）四、证明题1、如图为利用劈尖干预检测微小变化示意图。（1）工件外表纹路是凹的还是凸的（2）证明凹五、计算题1、杨氏双缝实验中缝间距d=0.02cm、距光屏2根，当/1=500团的光入射到双缝上时，求二级亮条纹的宽度和位置。【答案解：由亮条纹的位置公式：y=j（2分）a可得y2=2=2×J×5×101m=0.0m=cm（2分）d2×10-4t?条纹宽度为y=X5X10,m=0.005?=0.5cm（3分）d2×10-4w2、杨氏双缝实验中以波长4=60Wm的单色光入射到双缝上时，在距离双缝500的光屏上测得条纹宽度为0.3如求：双缝的间距。【答案】：解：杨氏双缝实验条纹的宽度Ay=2;l=0.3Mm（3分）ad=×6×IO7/?=0.001m=Invn（4分），3x10，3、在洛埃镜实验中，4=500加的绿光源S在反射镜左方40Cnl处，与镜面垂直距离为InIn,镜长40Cnb在镜右方40Cm处垂直放置观察屏。求：（1）画光路图，求干预条纹间隔；（2）一共最多能观察到多少条明纹。【答案】：解：d=2mm,r0=1200w?（1分）y=S4=120°X5X10.=0.3mm（2分）d2=,y=2nn；（1分）为80几1XO一=，y=O.5"W7z（1分）必40明纹间隔数：A2l=Z2=5（1分）最多明纹数：6条（1分）Ay0.34、杨氏双缝实验中以波长L=60Wm的单色光入射到双缝上时，在距离双缝50c机的光屏上测得条纹宽度为0.3而求：1）双缝的宽度；2）假设在一缝后放置厚度为4.8x10-3加的平板式薄介质膜发现新的中央亮条纹恰好落到原来第4级亮条纹处，求介质的折射率。【答案工杨氏双缝实验条纹的间距Ay=2l=0.3mm（1分）d=0:×6×101m-0.001m=Xnim2分）Ay3x10，参加玻璃板后光程差变化了AS=d（-1）由题意可知AS=d（"-l）=44（2分）44×6×101m（z,1=+1=+1=1.5（2分）d4.8×10-6w5、如图在双缝干预实验中，d=0.5mm,。=50。%用波长2=48Omn的光垂直照射。（1）求条纹间距；（2）假设分别用同样厚度=1.3,%=1.6的玻璃薄片覆盖缝S-S2使屏上原中央明条纹移动到第五级明纹的位置，求玻璃片的厚度d（可认为光线垂直穿过玻璃片）。【答案】：解：（1）由公式y=2>l可知，d明纹宽度为：y=4.8×10-4m=0.48三（3分）d（2）原来中心S=G-Ai=O（I分）放入玻璃片后=（r2+n2d-d）-（ri+nAd-d）=5（1分）（n2-nl）d=5d=8.0×106m（2分）【知识点】：杨氏双缝干预【难易度工C【分值17分【所在章节第1章，第3节6、观察迈克耳孙干预仪的等倾干预条纹，当移动可动镜M,可以改变“空气层厚度力。当中心吞吐500个条纹时，厚度改变量M是0.15%,试求单色光的波长。【答案解：两条亮条纹对应薄膜的厚度差Ad=4（2分）2移动距离与波长的关系：（3分）%=也;2x0.15*600（2分）2N5007、用波长为/1的单色光作光源，观察迈克尔孙干预仪的等倾干预条纹，先看到视场中共有10个亮纹（包括中心的亮斑在内），在移动反射镜W2的过程中，看到往中心缩进去10个亮纹，移动后，视场中共有5个亮纹1包括中心的亮斑在内），设不考虑两束相干光在分束板G的镀银面上反射时产生的位相突变之差，试求开场时视场中心亮斑的干预级化。【答案解：设开场时干预仪的等效空气薄膜的厚度为,则对于视场中心的亮斑有2%=k对于视场中最外面的一个亮纹有24cosi2=（4-9）4（3分）设移动了可动反射镜之后，干预仪的等效空气薄膜厚度变为生，则对于视场中心的亮斑有2色=（k-10）l