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1、几何光学、波动光学(一)作业班级: 姓名: 学号:日期:年月日 成绩:一、选择题1.如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜 的上方和下方的透明介质的折射率分别为ni和n3,已知ni n3.若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄 膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用与示意) 的光程差是(A) 2n2 e.(B) 2n2 e / 2.(C) 2n2 e .(D) 2n2 e / (2n2).2.如图所示，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ni出，打为入射光在折射率为ni的媒质中的波长，贝U|下e 两束反射光在相遇点的相位差为n2(A)
2、 2 二n2e / ( ni i).(B)4 二 nie / ( n2 1) + 二.n3(C) 4二n2e / ( ni i) + 二.(D) 4二n2e / ( ni i).3.入射 ni 光I 1反射光in21A反射光2wen3p单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反 射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且nivn2n3，i为入射光在ni中的波长，则两束反 射光的光程差为(A) 2 n2e.(B) 2n2 e； i / (2ni).(C) 2n2 e 一 ni i / 2.(D) 2n2 e n2 i / 2.如图，Si、S2是两个相干光源，它们到P点的距离 分别为ri和
3、r2.路径SiP垂直穿过一块厚度为ti，折射 率为ni的介质板，路径SzP垂直穿过厚度为t2,折射率 为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路 径的光程差等于(A) (a r)2t2)-(niti)(B) D (n -i)t2 -ri (ni -i)t2(C) (a -n2t2)- (ri -n缶)(D) n2t2 -niti在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹.若 将缝S2盖住，并在Si S2连线的垂直平分面处放一高折射 率介质反射面M，如图所示，则此时(A) P点处仍为明条纹.(B) P点处为暗条纹.(C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹.(D) 无干涉条纹.6.在双缝干涉
4、实验中，两条缝的宽度原来是相等的.若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则(A) 干涉条纹的间距变宽.(B) 干涉条纹的间距变窄.(C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零.(D) 不再发生干涉现象.7.在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的.若其中一缝的宽度略变窄 (缝中心位置不变)，则(A) 干涉条纹的间距变宽.(B) 干涉条纹的间距变窄.(C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零.(D) 不再发生干涉现象.8.在图示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J 百 J J $圆斑为(A) 全明.175 P 1
5、-52人、图中数字为各处的折射(B) 全暗.(C) 右半部明，左半部暗.(D) 右半部暗，左半部明.如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长9.=500 nm (1 nm=109 m)的单色光垂直照射.看到的反 射光的干涉条纹如图b所示.有些条纹弯曲部分的顶 点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切.则工件 的上表面缺陷是(A) 不平处为凸起纹，最大高度为 500 nm.(B) 不平处为凸起纹，最大高度为 250 nm.(C) 不平处为凹槽，最大深度为 500 nm.(D) 不平处为凹槽，最大深度为 250 nm.10.把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置.当平凸透镜
6、慢慢地向上平移 时，由反射光形成的牛顿环(A)向中心收缩，条纹间隔变小.（B）向中心收缩，环心呈明暗交替变化.（C）向外扩张，环心呈明暗交替变化.（D）向外扩张，条纹间隔变大.二、填空题11.单色平行光垂直入射到双缝上观察屏上 P点到两缝的 距离分别为ri和匕.设双缝和屏之间充满折射率为n的媒质,则P点处二相干光线的光程差为.12.在双缝干涉实验中，所用光波波长 =5.461X10 mm,双缝与屏间的距离D = 300 mm，双缝间距为d= 0.134 mm,则中央明条纹两侧的两个第三级明条纹之间的距离为.13.一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm.若整个装置放在水中，干涉
7、条纹的间距将为 m.（设水的折射率为4/3）14.波长为的平行单色光垂直地照射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n,第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是 .15.已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为，的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离d的过程中，干涉条纹将移动 .16.有一凹球面镜，曲率半径为20 cm，如果把小物体放在离镜面顶点 6 cm处,则像在镜cm处，是像.（正或倒）17.有一凸球面镜，曲率半径为20 cm .如果将一点光源放在离镜面顶点 14 cm远处，则像点在镜cm处，是像.（实或虚）18.有一凸球面镜，曲率半径为40 cm,物体放在离镜面顶点20 cm处，物高是4 cm,则像高
8、为cm,是像.（正或倒）19.一薄透镜对物体的横向放大率 m =, m值的正或负表示像的.20.一薄透镜的焦距f = -20 cm物体放在p = 30 cm处，物高ho = 5 cm.则像距 q =cm, 像高 hi =cm21.计算题屏OO在双缝干涉实验中，波长二550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距 a = 2 x 10-4 m的双缝上，屏到双缝的距离 D = 2 m.求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距； 用一厚度为e= 6.6x 10-5 m、折射率为n= 1.58的玻璃片覆盖一缝后，零 级明纹将移到原来的第几级明纹处？ (1 nm = 10-9 m) 22.在双缝干
9、涉实验中，单色光源S0到两缝$和S2的距 离分别为11和12，并且11 3，为入射光的波长，双 缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为 D(Dd)，如 图.求：(1) 零级明纹到屏幕中央0点的距离.(2) 相邻明条纹间的距离.23.双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离 D= 120 cm,两缝之间的距离 d = 0.50 mm，用波长= 500 nm (1 nm=109 m)的单色光垂直照射双缝.(1) 求原点0 (零级明条纹所在处)上方的第五级明 条纹的坐标X.(2) 如果用厚度l = 1.0X 10-2 mm，折射率n= 1.58 的透明薄膜复盖在图中的 S1缝后面，求上述第五级明条
10、纹的坐标x.24.用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成 的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边I = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角二；(2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？(3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？参考答案1.B2.C 3.C 4.B 5.B6.C 7.C 8.D9.B10.B11.n2 -1 )3分12.7.32 mm3分13.0.753分14.3 / (2n)3分15.
11、2 d/3分16.后 15 (或-15)2分正1分17.后 5.8(或-5.8)2分虚1分18.22分正1分19.-(q / p )2分正或倒1分20.-122分21分21.解：(1)x 20 D/ a2分0.11 m2分(2)覆盖云玻璃后，零级明纹应满足(n 1)e+ r1 r22分2分所以设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有 2 r i k/-(n 1)e = k k (n 1) e / 6.96 7零级明纹移到原第7级明纹处22.解: (1)则Po如图，设Po为零级明纹中心r2片：dP0O/D(I2 +r2)- (11 +r1)= 02 1 = I1 2 = 3 九RO = D r2
12、 -片 /d =3D，/d 在屏上距O点为x处，光程差:.:-(dx/D) -3 明纹条件二 k xk =： k 3，D /d在此处令k= 0,即为的结果相邻明条纹间距.x = xk 彳 - xk = D /d23.解：T-6x Dk / d = (1200X 5X 500X 10 / 0.50)mm= 6.0 mm(2)从几何关系，近似有4 adlS1S2Dr2 r仟 dx/D有透明薄膜时，两相干光线的光程差、=r2 -( r1 - +nl)=r2 r1 -n- 1)l= dx /D- n-1l对零级明条纹上方的第k级明纹有 k 零级上方的第五级明条纹坐标3分10-4 / 0.50mm3分x = Dn -1 l k !/d=1200(1.58 1) X 0.01 5X 5X =19.9 mm24.解：(1)棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为依此可知第四条暗纹中心处，即 A处膜厚度1e2=处是第二条暗纹中心，23 e4=2v - e4 /I =3 /2I = 4.8X 10-5 rad(2) 由上问可知A处膜厚为 e4 = 3X 500 / 2 nm= 750 nm 对于=600 nm的光，连同附加光程差，在 A处两反射光的光程差为2e4 11 ，它与波长之比为2e4= 3.0 .所以A处是明纹2 2(3) 棱边处仍是暗纹，A处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗纹.
