规范作业D上11牛顿环单缝课件.ppt

大学物理规范作业D * 一、选择题 解： 1.牛顿环所用的平凸透镜与平板玻璃的折射率相同，平凸透镜的曲率半径为0.254m，用波长为630nm入射光垂直入射，测得从中心向外数第K 环和第K+N 环的半径分别为0.70mm 和1.7mm，则N为 (A)13； (B)14； (C)15； (D) 16。 由 和 （明条纹） （暗条纹） 【 C 】 * 2.在观察单缝夫琅和费衍射时，如果单缝垂直于它后面的透镜的光轴向上或向下移动，屏上衍射图样将： （A）整体向下移动 （B）整体向上移动 （C）整体收缩 （D）不发生改变 【 D 】 对于垂直的入射光，上述光程差完全由衍射角决定， 单缝垂直于光轴上下移动，对衍射角无影响，也不 影响衍射图样。 * 解：设光屏上第k级暗条纹的位置为x。单缝夫琅 和费衍射暗纹条件为 二、填空题 l. 有一单缝，宽度a=0.10 mm，在缝后放置一焦距为f＝50cm的会聚透镜，用平行绿光（λ=546 nm）垂直照射单缝，位于透镜焦平面处的屏幕上的中央条纹宽度为________________，第二级明纹宽度____________。 因θ很小，有 即 k＝1时，可得中央明条纹的宽度为 * 第k级明条纹的宽度为 与k无关，即各级明条纹的宽度均相等，为 中央明条纹的宽度为各级明纹宽度的两倍，即 * 2.在利用牛顿环测量未知单色光波长的实验中，当用已知波长为589.3nm的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四明环的距离为4mm，当用波长为未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四明环的距离为3.85mm，该单色光的波长为______。（牛顿环平凸透镜与平板玻璃折射率相同） 牛顿环装置产生的干涉明环半径 1、4两个干涉明环半径 之差（n=1） 波长改变后 * 3.在夫琅和费单缝衍射的实验中,波长为λ的单色光垂直入射在缝宽a=10λ的单缝上,则在衍射角为30°的方向上,屏上出现的相应条纹是第______级_______纹（明或暗）。 依题意 满足单缝衍射暗纹公式，并且级数为k=5 暗 * 3. 波长为20m的海面波垂直进入宽为50m的港口，在港内海面上衍射波的中央波束的角宽度是______。 解：单缝衍射问题：中央波束半角宽为 中央波束角宽为 * 三、计算题 1. 图示一牛顿环实验装置，开始时中间是空气，当透镜与玻璃之间充以某种液体时，第10个亮环的直径由1.4cm变为1.27cm，试求这种液体的折射率。 牛顿环暗环半径 开始透镜与玻璃之间为空气时n＝1 后来充入折射率为n2的介质 * 2. 用波长λ1=400 nm和λ2=700 nm的混合光垂直照射单缝，在衍射图样中，λ1的第k1级明纹中心位置恰好与λ2的第k2级暗纹中心位置重合，求k1和k2的 最小值；λ1的暗纹中心位置能否与λ2的暗纹中心位置重合？ 解：当λ1的第k1级明纹中心位置恰好与λ2的第k2级暗纹中心位置重合时，这两个条纹在 方向上的光程差相等，即有 得 使上式成立，k取最小： * 若λ1的第k1级暗纹与λ2的第k2级暗纹位置重合，有 得 λ 1的暗纹可以与λ2的暗纹位置重合。