光学第一章习题及答案解析

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物理与机电工程学院 2011级 应用物理班

姓名:罗勇 学号:20114052016

第一章 习题

一、填空题:

1001.光的相干条件为 两波频率相等 、相位差始终不变和 传播方向不相互垂直。

1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时,看到条纹移动的数目为1000个,若光为垂直入射,则所用的光源的波长为_500nm。

1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于折射率和__路程_的乘积 。

1089. 振幅分别为A1和A2的两相干光同时传播到p点,两振动的相位差为ΔΦ。则p点的

22光强I=A?A12?2A1A2cos??

1090. 强度分别为I1和I2的两相干光波迭加后的最大光强Imax=?1+?2。 1091. 强度分别为I1和I2的两相干光波迭加后的最小光强Imin=。I1?I2

1092. 振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最大光强Imax=A1?A2?2A1A2。 1093. 振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最小光强Imin=A1?A2?2A1A2。 1094. 两束相干光叠加时,光程差为λ/2时,相位差??=?。

1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的?2j+1?倍,相位差为π的?2j+1?倍。

1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的2j倍,相位差为π的

2j倍。

A?2??1A??2?1097. 两相干光的振幅分别为A1和A2,则干涉条纹的可见度v=。 2A?1???1A??2?1098. 两相干光的强度分别为I1和I2,则干涉条纹的可见度v=

I1?I2I1?I2。

1099.两相干光的振幅分别为A1和A2,当它们的振幅都增大一倍时,干涉条纹的可见度为不变。

1100. 两相干光的强度分别为I1和I2,当它们的强度都增大一倍时,干涉条纹的可见度 不变。

1101. 振幅比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=4。

531102. 光强比为1/2的相干光波,它们所产生的干涉条纹的可见度V=1。

1103. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上任意一点p到屏中心p点的距离为y,则从双缝所发光波到达p点的光程差为

d2d2222?y?dy?D??y2?dy2?D2。 441104. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p到屏中心p0点的距离为y,则从双缝所发光波到达p点的相位差为

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2??d2d2222?y?dy?D??y2?dy2?D2???4?4I=I0?1?Vcos???。

?? ??1105. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,波长为λ,屏上任意一点p到对称轴与光屏的交点p0的距离为y,设通过每个缝的光强是I0,则屏上任一点的光强1106. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,入射光的强度为I0,波长为λ,则观察屏上相邻明条纹的距离为

?Dd。

1107. 波长为600nm的红光透射于间距为0.02cm的双缝上,在距离1m处的光屏上形成干涉条纹,则相邻明条纹的间距为__3_mm。

1108. 在杨氏双缝干涉实验中,缝距为d,缝屏距为D,屏上干涉条纹的间距为Δy。现将缝距减小一半,则干涉条纹的间距为2?y。

1109. 在杨氏双缝干涉实验中,用一薄云母片盖住实验装置的上缝,则屏上的干涉条纹要向_上移_____移动,干涉条纹的间距不变_____。

1110. 在杨氏双缝干涉实验中,得到干涉条纹的的间距为Δy,现将该装置移入水中,(n=3/4),则此时干涉条纹的焦距为

3?y。 41111. 用波长为500 nm的单色光照射杨氏双缝,入用折射率为1.5的透明薄片覆盖下缝,

?4发现原来第五条移至中央零级处,则该透明片的厚度为_______________。 1112. 增透膜是用氟化镁(n=1.38)镀在玻璃表面形成的,当波长为λ的单色光从空气垂

5?10cm?直入射到增透膜表面是,膜的最小厚度为_____________。

1113. 在玻璃(n0=1.50)表面镀一层MgF2(n=1.38)薄膜,以增加对波长为λ的光的反

5.52?射,膜的最小厚度为______________。

1114. 在玻璃(n=1.50)表面上镀一层ZnS(n0=2.35),以增加对波长为λ的光的反射,

2.76?这样的膜称之为高反膜,其最小厚度为。

1115. 单色光垂直照射由两块平板玻璃构成的空气劈,当把下面一块平板玻璃缓慢向下平移时,则干涉条纹___下移_______,明暗条纹间隔____不变_______。

1116. 波长为λ的单色光垂直照射劈角为α的劈形膜,用波长为的单色光垂直照射,则在

9.40?干涉膜面上干涉条纹的间距为________________。

1117. 空气中折射率为n,劈角为α的劈形膜,用波长为λ的单色光垂直折射,则在干涉

2tan??膜面上干涉条纹的间距为____________。

1118. 由平板玻璃和平凸透镜构成的牛顿环仪,置于空气中,用单色光垂直入射,在反射方向观察,环心是__暗的_________,在透射方向观察,环心是_____亮的_____。

1119. 通常牛顿环仪是用平凸透镜和平板玻璃接触而成,若平凸透镜的球面改为 ______

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圆锥_______面,则可观察到等距同心圆环。

1120. 在牛顿环中,将该装置下面的平板玻璃慢慢向下移动,则干涉条纹向环心缩小___________。

1121. 牛顿环是一组内疏外密的,明暗相间的同心圆环,暗环半径与_其干涉级的二分之一次方__________成正比。

1122. 用波长为λ的单色光产生牛顿环干涉图样,现将该装置从空气移入水中(折射率为

1n),则对应同一级干涉条纹的半径将是原条纹半径的____n_________倍。

1123. 当牛顿环装置中的平凸透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,原来第10个亮环的直径由1.4 cm变为1.27 cm,则这种液体的折射率为______1.10___________。

1124. 在迈克尔逊干涉仪中,当观察到圆环形干涉条纹时,这是属于___等倾_________干涉。

1125. 在迈克尔逊干涉仪实验中,当M1和M2垂直时,可观察到一组明暗相间的同心圆环状干涉条纹,环心级次_最高_______,环缘级次_最低_______。

1126. 观察迈克尔逊干涉仪的等倾圆环形条纹,当等效空气薄膜的厚度增大时,圆环形条纹____沿法线放向外扩大_________________。

1127. 在调整迈克尔逊干涉仪的过程中,在视场中发现有条纹不断陷入,这说明等效空气膜的厚度在_______变小___________。 1128. 调整好迈克尔逊干涉仪,使M1和M2严格垂直的条件下,干涉条纹将是一组同心圆环。当移动动镜使等效薄膜厚度连续增大,则视场中观察到干涉条纹从中心__涌出_______,条纹间距___变大____________。 1129. 调整好迈克尔逊干涉仪,使M1和M2严格垂直的条件下,干涉条纹将是一组同心圆环。当移动动镜使等效薄膜厚度连续减小,则视场中观察到干涉条纹从中心__缩进_______,条纹间距___变小___________。

1130. 用波长为600nm的光观察迈克尔逊干涉仪的干涉条纹,移动动镜使视场中移过100个条纹,则动镜移动的距离为__0.03mm_________。

1131. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明介质片,放入后两光路的程差改变____2(n-1)d___________。 1132. 迈克尔逊干涉仪的一臂重插有一折射率为n,厚度为h的透明膜片,现将膜片取走,为了能观察到与膜片取走前完全相同级次的干涉条纹,平面镜移动的距离为___2h(n-1)__________。

二、选择题: 2007.将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n的介质中,其条纹间隔是空气中的( C ) (A)11倍 (B)n倍 (C)倍 (D)n倍

nn

2013.用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉,当反射镜M1移动0.1mm时,瞄准点的干涉条纹移过了400条,那么所用波长为( A )

(A)500nm。 (B)498.7nm。 (C)250nm。 (D)三个数据都不对。

2015.用单色光观察牛顿环,测得某一亮环直径为3mm,在它外边第5个亮环直径为4.6mm,用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m,则此单色光的波长为( B )

(A)590.3 nm (B)608nm (C)760nm (D)三个数据都不对

2024.以波长为650nm的红光做双缝干涉实验,已知狭缝相距10-4m,从屏幕上测量到相邻两条纹的间距为1cm,则狭缝到屏幕之间的距离为多少m?( B )

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