第十六章光的干涉作业及参考答案2014.doc

第十六章 光的干涉 选择题 【C】1.(基础训练2)如图16-15所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且 n1 n2 n3，则两束反射光在相遇点的相位差为 （A） 2?n2e /（n1??） （B）[4?n1e/ ( n2??)] +???? （C） [4?n2e/ ( n1??)] +?????? （D）??n2e ?( n1??)???????? 解答：根据折射率的大小关系n1 n2 n3，判断，存在半波损失，因此光程差，相位差。 其中为光在真空中的波长，换算成介质中的波长即为，所以答案选【C】。 【B】2.(基础训练6）一束波长为 ??的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为 （A） ?/4 （B） ??(4n) （C） ?/2 （D） ??(2n) 解答：干涉加强对应于明纹，又因存在半波损失，所以 光程差 【B】3.（基础训练8）用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 （A） 向右平移 （B） 向中心收缩 （C） 向外扩张 （D） 静止不动 （E） 向左平移 解答：[中央条纹级次最低，随着平凸镜缓慢上移，中央条纹的级次增大即条纹向中心收缩。 【D】4.（自测提高5）在如图16-23所示的由三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P处形成的圆斑为（） （A）全暗 （B）全明 （C）右半部明，左半部暗 （D）右半部暗，左半部明 解答：对左半边而言，介质折射率1.521.621.75，没有半波损失，因此，出现明纹；对右半边而言，介质折射率1.521.621.52，产生半波损失， 因此，出现暗纹。 【A】5. (自测提高6)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了 （A）2（n-1）d （B）2nd （C）2（n-1）d+? / 2 （D）nd （E）（n-1）d 解答：放入薄片后，光通过薄片的原光程d变为nd，又光线往复，光程的改变量为2(n-1)d 【B】6. (自测提高9) 如图16-25a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长?＝500 nm的单色光垂直照射。看到的反射光的干涉条纹如图16-29b所示，有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切。则工件的上表面缺陷是 （A）不平处为凸起纹，最大高度为500 nm （B）不平处为凸起纹，最大高度为250 nm （C）不平处为凹槽，最大深度为500 nm （D）不平处为凹槽，最大深度为250 nm 解答：向上弯曲，高度增加，不平处应凸起以抵偿高度的增加。设相邻条纹对应的厚度差为，因条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切，又空气折射率=1，则最大高度 二、填空题 7.（基础训练12）如图16-17所示，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e,折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向 上 移动；覆盖云母片后，两束光至原中央明纹O处的光程差是 解答提示：设S1被云母片覆盖后，零级明纹应满足 即，显然 中央亮纹将向上移动，如图所示。 O点处，来自S2，S1两束光的光程差为 8.（基础训练16）波长为的单色光垂直照射到折射率为的劈形膜上，如图16-18所示，图中。观察反射光形成的干涉条纹．从劈形膜顶开始向右数第5条暗纹中心所对应的薄膜厚度 解答提示：，没有半波损失，膜顶(e=0)处为暗纹。 暗纹处 第5条暗纹，, 9.（基础训练18）波长600nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第2个明环和第5个明环所对应的空气薄膜厚度只差为900nm 解答提示：相邻明（暗）纹对应的空气薄膜厚度差为半个波长，第2个明环与第5个明环之间为3个明纹的距离，因此，厚度差为3个半波长，即900nm. 10.(自测提高13)一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0nm。若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为 0.75 nm。(设水的折射率为4/3)。在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角，在波长的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距，由此可知此透明材料的折射率n＝ 1.4 . 解答提示：(1)在空气中，其它介质中; (2) 若为空气劈尖，相邻两条纹