物理习题答案

移动,若以单色光垂直照射,看见条纹向中 心收缩,问透镜是向上还是向下移动? 解: 条纹向中心收缩,透镜应向上移动.因相应条纹的膜厚e位置向中心移动.

k12-8 在双缝装置中,用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置.若入射光的波长为5500A,求此云母片的厚度.

o解: 设云母片厚度为e,则由云母片引起的光程差为

??ne?e?(n?1)e

按题意 ??7? ∴

7?7?5500?10?10e???6.6?10?6mn?11.58?1o ?6.6?m

12-13 如题12-13图,波长为6800A的平行光垂直照射到L=0.12m长的两块玻璃片上,两玻璃片一边相互接触,另一边被直径d=0.048mm的细钢丝隔开.求:

(1)两玻璃片间的夹角???

(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少? (3)相邻两暗条纹的间距是多少? (4)在这0.12 m内呈现多少条明条纹?

题12-13图

解: (1)由图知,Lsin??d,即L??d

0.048故 ??d?L0.12?103?4.0?10?4(弧度)

(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为??e??3.4?10m 2?7(3)相邻两暗纹间距

?6800?10?10?6l???850?10m?0.85 mm ?42?2?4.0?10(4)?N?L?141条 l12-14 用?? 5000A的平行光垂直入射劈形薄膜

o的上表面,从反射光中观察,劈尖的

棱边是暗纹.若劈尖上面媒质的折射率n大于薄

1膜的折射率n(n=1.5).求:

(1)膜下面媒质的折射率n与n的大小关系;

2(2)第10条暗纹处薄膜的厚度;

(3)使膜的下表面向下平移一微小距离?e,干涉条纹有什么变化?若?e=2.0 ?m,原来的第10条暗纹处将被哪级暗纹占据?

解: (1)n2?n.因为劈尖的棱边是暗纹,对应光

?程差??2ne???(2k?1),膜厚e?0处,有k?0,只能是22下面媒质的反射光有半波损失?才合题意; 2(2)?e?9??2n?9?9?5000??1.5?10?32n2?1.5 mm

(因10个条纹只有9个条纹间距)

(3)膜的下表面向下平移,各级条纹向棱边方向移动.若?e?2.0μm,原来第10条暗纹处现对应的膜厚为?e??(1.5?10?3?2.0?10?3)mm

?e?3.5?10?3?2?1.5?N???21?4?n5.0?102

现被第21级暗纹占据.

第十二章

13-12 单缝宽0.10mm,透镜焦距为50cm,用

??5000A的绿光垂直照射单缝.求:(1)位于透镜

o焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少?(2)若把此装置浸入水中(n=1.33),中央明条纹的半角宽度又为多少?

?解:中央明纹的宽度为?x?2naf

半角宽度为??sin?1?na

(1)空气中,n?1,所以

5000?10?10?x?2?0.5??5.0?10?3m?30.10?10

(2)浸入水中,n?1.33,所以有

5000?10?10?3??sin?5.0?100.10?10?3?1 rad

5000?10?10?3?x?2?0.50??3.76?101.33?0.10?10?35000?10?10?3??sin?3.76?101.33?0.1?10?3?1 m

rad

13-13 用橙黄色的平行光垂直照射一宽为a=0.60mm的单缝,缝后凸透镜的焦距f=40.0cm,观察屏幕上形成的衍射条纹.若屏上离中央明条纹中心1.40mm处的P点为一明条纹;求:(1)入射光的波长;(2)P点处条纹的级数;(3)从P点看,对该光波而言,狭缝处的波面可分成几个半波带?

k?1,2,3??? 解:(1)由于P点是明纹,故有asin??(2k?1)?,21.4??3.5?10由xf400?3?tan??sin?

asin?2?0.6??3.5?10故??22k?12k?1?1?4.2?10?3mm2k?13?3

o当 k?3,得??6000A

k?4,得?oo4?4700Ao

(2)若?若?43?6000A,则P点是第3级明纹;

?4700A,则P点是第4级明纹.

(3)由asin??(2k?1)?可知, 当k?3时,单缝处的波面可分成当k?4时,单缝处的波面可分成22k?1?7个半波带;2k?1?9个半波带.

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