光的干涉计算题及答案

上传人:cn****1 文档编号:470324626 上传时间:2023-01-21 格式:DOC 页数:4 大小:292.50KB
返回 下载 相关 举报
光的干涉计算题及答案_第1页
第1页 / 共4页
光的干涉计算题及答案_第2页
第2页 / 共4页
光的干涉计算题及答案_第3页
第3页 / 共4页
光的干涉计算题及答案_第4页
第4页 / 共4页
亲,该文档总共4页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述

《光的干涉计算题及答案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光的干涉计算题及答案(4页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、光的干涉计算题1.在双缝干涉实验中,用波长l546.1nm (1 nm=10-9 m)的单色光照射,双缝与屏的距离D300 mm测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2 mm,求双缝间的距离解:由题给数据可得相邻明条纹之间的距离为 x12.2 / (25)mm1.22 mm 2分由公式 xDl / d,得dDl / x0.134 mm 3分2. 在图示的双缝干涉实验中,若用薄玻璃片(折射率n11.4)覆盖缝S1,用同样厚度的玻璃片(但折射率n21.7)覆盖缝S2,将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹设单色光波长l480 nm(1nm=109m),求玻璃片的厚度d(可

2、认为光线垂直穿过玻璃片)解:原来, d = r2r1= 0 2分覆盖玻璃后, d( r2 + n2d d)(r1 + n1dd)5l 3分 (n2n1)d5l 2分 = 8.010-6 m 1分3. 薄钢片上有两条紧靠的平行细缝,用波长l546.1 nm (1 nm=10-9 m)的平面光波正入射到钢片上屏幕距双缝的距离为D2.00 m,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为Dx12.0 mm (1) 求两缝间的距离 (2) 从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹,共经过多大距离? (3) 如果使光波斜入射到钢片上,条纹间距将如何改变? 解:(1) x 2kDl / d d = 2

3、kDl /Dx 2分此处 k d10 Dl / Dx0.910 mm 2分 (2) 共经过20个条纹间距,即经过的距离 l20 Dl / d24 mm 2分 (3) 不变 2分4. 在双缝干涉实验中,单色光源S0到两缝S1和S2的距离分别为l1和l2,并且l1l23l,l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O点的距离 (2) 相邻明条纹间的距离 解:(1) 如图,设P0为零级明纹中心 则 3分(l2 +r2) - (l1 +r1) = 0 r2 r1 = l1 l2 = 3l 3分 (2) 在屏上距O点为x处, 光程差 2分明纹

4、条件 (k1,2,.) 在此处令k0,即为(1)的结果相邻明条纹间距 2分5. 在双缝干涉实验中,用波长l=500 nm的单色光垂直入射到双缝上,屏与双缝的距离D=200 cm,测得中央明纹两侧的两条第十级明纹中心之间距离为x=2.20 cm,求两缝之间的距离d(1nm=109m)解:相邻明纹间距 Dx0 = Dl / d 2分两条缝之间的距离 d = Dl / Dx0 =Dl / (Dx / 20) =20 D l/Dx = 9.0910-2 cm 3分6. 双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D120 cm,两缝之间的距离d0.50 mm,用波长l500 nm (1 nm=10-9

5、 m)的单色光垂直照射双缝(1) 求原点O (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l1.010-2 mm, 折射率n1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x解:(1) dx / D kl xDkl / d = (1200550010-6 / 0.50)mm= 6.0 mm 4分 (2) 从几何关系,近似有 r2r1 有透明薄膜时,两相干光线的光程差 d = r2 ( r1 l +nl) = r2 r1 (n-1)l 对零级明条纹上方的第k级明纹有 零级上方的第五级明条纹坐标 3分 =1200(1.581)0.015510-4 / 0.50

6、mm =19.9 mm 3分7. 在如图所示的瑞利干涉仪中,T1、T2是两个长度都是l的气室,波长为l的单色光的缝光源S放在透镜L1的前焦面上,在双缝S1和S2处形成两个同相位的相干光源,用目镜E观察透镜L2焦平面C上的干涉条纹当两气室均为真空时,观察到一组干涉条纹在向气室T2中充入一定量的某种气体的过程中,观察到干涉条纹移动了M条试求出该气体的折射率n (用已知量M,l和l表示出来)解:当T1和T2都是真空时,从S1和S2来的两束相干光在O点的光程差为零当T1中充入一定量的某种气体后,从S1和S2来的两束相干光在O点的光程差为(n 1)l 1分 在T2充入气体的过程中,观察到M条干涉条纹移过

7、O点,即两光束在O点的光程差改变了Ml故有 (n1)l0 = Ml 3分 n1Ml / l 1分8.用波长l500 nm的平行光垂直照射折射率n1.33的劈形膜,观察反射光的等厚干涉条纹从劈形膜的棱算起,第5条明纹中心对应的膜厚度是多少?解: 明纹, 2nekl (k1,2,) 3分第五条,k5, 8.4610-4 mm 2分9. 在Si的平表面上氧化了一层厚度均匀的SiO2薄膜为了测量薄膜厚度,将它的一部分磨成劈形(示意图中的AB段)现用波长为600 nm的平行光垂直照射,观察反射光形成的等厚干涉条纹在图中AB段共有8条暗纹,且B处恰好是一条暗纹,求薄膜的厚度(Si折射率为3.42,SiO2

8、折射率为1.50) 解:上下表面反射都有相位突变p,计算光程差时不必考虑附加的半波长. 设膜厚为e , B处为暗纹, 2ne( 2k1 )l, (k0,1,2,) 2分A处为明纹,B处第8个暗纹对应上式k7 1分 1.510-3 mm 2分10. 图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R400 cm用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm (1) 求入射光的波长 (2) 设图中OA1.00 cm,求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目 解:(1) 明环半径 2分 510-5 cm (或500 nm) 2分 (2)

9、(2k1)2 r2 / (Rl) 对于r1.00 cm, kr2 / (Rl)0.550.5 3分故在OA范围内可观察到的明环数目为50个 1分11. 波长为l的单色光垂直照射到折射率为n2的劈形膜上,如图所示,图中n1n2n3,观察反射光形成的干涉条纹 (1) 从形膜顶部O开始向右数起,第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e5是多少? (2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少? 解: n1n2n3, 二反射光之间没有附加相位差p,光程差为 d = 2n2 e第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5, 2n2 e5 = (2k - 1)l / 2 k = 5 3分明纹的条件是 2n2 ek = kl相邻二明纹所对应的膜厚度之差 De = ek+1ek= l / (2n2) 2分

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 高等教育 > 习题/试题

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号