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第十一章 光学 物理学 第五版 第十一章 习题 1 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处，现将光源S向下移动到示意图中的S′位置，则（） （A）中央明纹向上移动，且条纹间距增大 （B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变 （C）中央明纹向下移动，且条纹间距增大 （D）中央明纹向下移动，且条纹间距不变 S1 S2 S S‘ O 2 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L变小，则在L范围内干涉条纹的（ ） （A）数目减小，间距变大 （B）数目减小，间距不变 （C）数目不变，间距变小 （D）数目增加，间距变小 L ? 3 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射在宽度为3 ?的单缝上，对应于衍射角为30o的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（ ） （A）2个 （B） 3个 （C） 4个 （D） 6个 4 在双缝干涉实验中，用波长?=546.1 nm的单色光照射，双逢与屏的距离d′=300 mm，测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2 mm ,求双缝间的距离。 5 一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射率为1.70的薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插入以后，屏上原来的中央极大所在点，现变为第五级明纹。假定?=480 nm ，且两玻璃片厚度均为d，求d. 6 白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm的肥皂膜上。设肥皂的折射率为1.32.试问该膜 的正面呈现什么颜色？背面呈现什么颜色？ 7 在折射率为n3=1.52的照相机镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的MgF2增透膜，若此膜仅适用于波长?=550 nm的光，则此膜 的最小厚度为多少？ 8 如图所示，利用空气劈尖测细丝直径，已知?=859.3 nm ,L=2.888?10-2 m,测得30条条纹的总宽度为4.295?10-3 m ,求细丝直径d. L d 9 集成光学中的楔形薄膜耦合器原理如图所示。沉积在玻璃衬底上的是氧化钽（Ta2O5）薄膜，其楔形端从A到B厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长?=632.8 nm的He-Ne激光垂直照射，观察到薄膜楔形端共出现11条暗纹，且A处对应一条暗纹，试求氧化钽薄膜的厚度（Ta2O5对632.8 nm 激光的折射率为2.21）。 A B 10 在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当用波长为589.3 nm的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为?r=4.0?10-3；当用波长未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为?r′=3.85?10-3 ，求该单色光的波长． 11 如图如示，折射率n2=1.2的油滴落在n3=1.5的平板玻璃上，形成一个上表面近似于球面的油膜， dm ? n2 n3 12 把折射率n=1.40的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂，如果由此产生了7.0条条纹的移动，求膜厚。设入射光的波长为589 nm。 测得油膜中心最高处的高度dm=1.1 ?m ，用?=600 nm的单色光垂直照射油膜。求（1）油膜周边是暗环还是明环？（2）整个油膜可看到几个完整暗环？ 13 如图如示，狭缝的宽度b=0.60 mm，透镜焦距f=0.40 m ,有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处。若以单色光垂直照射狭缝，则在屏上离点O为x=1.4 mm的点P看到衍射明条纹。试求：（1）该入射光的波长；（2）点P条纹的级数；（3）从点P看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可作半波带的数目。 14 单缝的宽度b=0.40，以波长?=589 nm的单色光垂直照射，设透镜的焦距f=1.0 m。求：（1）第一级暗纹距中心的距离；（2）第二级明纹距中心的距离；（3）如单色光以入射角i=30o斜射到单缝上，则上述结果有何变动。 15 一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条明纹位置正好和波长为600 nm的单色光入射时的第二级明纹位置一样，求前一种单色光的波长。 16 已知单缝宽度b=1.0?10-4，透镜焦距f=0.50m，用?1=400 nm和?2=760 nm的单色平行光分别垂直照射，求这两种光的第一级明纹离屏中心的距离，以及这两条明纹之间的距离。若用每厘米刻有 1 000条刻线的光栅代替这个单缝，则这两种单色光的第一级明纹分别距屏中心多远？这两条明纹之间的距离又是多少？ 17 迎面而来的一辆汽车的两车头灯相距为1.0 m, 问在汽车离人多远时，它们刚能为人眼所分辩？设瞳孔直径为3.0 mm,光在空气中的波长?=500 nm