第十三章 波动光学 (一)获得相干光的方法 双缝干涉 一、选择题与填空题： 1,相无光满足的条件是① 同板包 ,®日孰姓 ,③ 相义有两束相干光，频率为，初相相同，在空气中传播，若在相遇点它们几何 路程差为2-1，则相位差△p= c-n). 2.光强均为的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强 是 4To 可能出现的最小光强是 O 3.用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一纯蓝色的滤光 片遮盖另一条缝，则 ①) (A)干涉条纹的宽度将发生改变。 (B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹 (C)干涉条纹的亮度将发生改变。 (D)不产生干涉条纹 4.一波长为λ的单色光照射在一双缝装置上，在屏上产生由暗条纹间隔开的亮条纹干 涉图样，如图所示，则从两缝S,和S2到亮纹P点的光程差为 (A)分 (B) (C) (D)2X 27 X=2 5.试分析在双缝实验中，当作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化？ (A)双缝间距变小： (B)屏幕移近： (C)波长变长： A小△X个 (D)如图把双缝中的一条狭缝挡住，并在两缝垂直 平分线上放一块平面反射镜： 明、监发支换一治线
第十三章 ,波·动 :光 学 C一 )获得相干光的方法 双缝干涉 一、选择题与填空题: 1柙歹投灌厍的条仵是① 亻捞 襦薪早疵麟荔茄赢襁 ② 茚痛掩赢齑Ξ♀湎亠 路裢羞另乇 ’ 二i1∶ 页i相位差△♀= -乏孓Cr△'F、 。 孑踮箍均为 IO的 两束相干 箱遇区域内有可能出现的最大光强 是 4L 。可能出现的最小光强是 。 3.用 白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一纯蓝色的滤光 片遮盖另一条缝,则 (A)干涉条纹的宽度将发生改变。 (B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹 (C)干涉条纹的亮度将发生改变。 (D)不产生干涉条纹 ∷ 4。 一波长为λ的单色光照射在△双缝装置革,在屏上产 产甲亨罕罕:呷Tl早 最爷 涉图样,如 图所示,则从两缝s`和 s2到亮纹P点的光程羞为 T (冫 ) (A)去 (:)λ (C)÷λ -D)纸 : ∷j∵ 5,试分析在双缝实验中, 诘’ 0i镐 涉条纹:∶∶宙i讠。 冖 冫’ (A)双缝间距变小 : (B)屏幕移近| (C)波长变长I (D)如 图把双缝中的∵条狭缝挡住,并在两缝垂直 平分线上放一块平面 ·30·
6.双缝干涉实验装置中，当光源发生下列变化时，屏上条纹的位置将如何变化？ (1)S平行S,S2,联线方向作微小位移：（如图S移到S') (2)S沿垂直S,S2联线方向作微小位移。 不毁 二、计算题： 当9E4的， 1.在双缝干涉实验中，用波长入=546.1nm的单色光照射，双缝与屏距离D=300mm,测 得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm,求双缝间的距离。 d=10 Dn/x=0.13m 2.用钠光（入=589m)作杨氏实验，在离双缝1.0m处的屏幕上仔细测量干涉条纹，发 现第20级明纹的中心在距第零级条纹中心11.78mm处。问这两缝间距是多少？ 3.在一双缝实验中，缝间距为5.0mm,缝离屏1.0m,在屏上可见到两个千涉花样。一 个有480nm产生，另一个由600nm的光产生。问在屏上两个不同花样第三级干涉明条纹间 的距离是多少？ 4X)= 72 ·31·
⒍双缝干涉实验装置中:当光源发生下列变化时,屏 ξ雩斧叩守 覃将如何变化? (1)β 平行 s画 ,联线方向作微小位移:(如 图 s移到 甲sF于享⒎:|产罕歹甲f繁忄产箩。△床鲛 =、 讨算璎:∷ ∷·∷∷Ⅱ∷ ∷∷∶∷Ⅱ∷∷∷∷∷i Ⅰ∷∷∶∷∷ ∷ ∷ ∷ 1.在 双缝干涉实验中,用波长λ〓M6.1nm的 单色光照射,双缝与屏距离p干 sO0血”,测 得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为 12.2mm,求双缝间的距离。 ∶ ∷ 艹 铲 ∷∷ ∷ ∷ ∶ J亠/0 Ot招 ￠ⅡⅡⅡ 2,用钠光(λ 〓ss9nη )作杨氏实验,在 离双缝 1.0血:处 的屏幕上仔细测量干涉条纹,发 现第 ⒛ 级明纹的中心在距第零级条纹中心 I1。 Tgm”处。∷间这两缝间距是多少? 3· 枣∵双缝实验∷申:缝 ∷间跛为 △thm,缝离屏 1.Om,在屏上可见到两个干涉花样。∷ 个有 鲳0nm产生,另 一个由6∞z1m的光产生:问在屏上两个不同花样第三级干涉明条纹间 的距离是多少? ∵ ∶∷ ,刁 丿 ∷丬| P刁|灬二 ∷ L Γ氵 阢 已K9P T ·31·
(二)薄膜干涉劈尖 一、选择题与填空题： 1.光在折射率为n的介质中走过几何路程为r,相当于光在真空中走过门二 路程，把它称为 光程 2.两条相干光a和b,从相位相同的A点和B点传至P点，它们的相差分别等于多少。 空气 (a) (b) 空气 玻璃 (c) (a)△p= 0 (b)A=_ 2T0-)A (c)Ao= Cn)2 3.如图所示，波长为入的平行单色光垂直人射在折射率为2的薄膜上，经上下两个表 面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e,而且n,>n2>n3>,则两束反射光在相遇点的 光程差8= 3nze ,相差Aφ=一eA S=2ne (无拨) 一买8 na }-0)g-2eJn2-n24 .二2en2z 4.两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直人射。若上面的平玻璃慢 慢地上平积则干涉条纹 () ()向棱边方向平移，条纹间隔变小。 ·32. 8-2dt冯 d个6个
(二 )∷薄膜干涉∴∷劈∵尖 -、 选择题与填空题: 1.光 在折射率为n的介质力魑过几何路程为r,相 当于光在真空中走过 y9r 路程,把它称为 2.两条相干光 a和 -,从相位相同的A点和 B点传至 P点 ,它们的相差分别等于多少: 卜 卜 f。 9 (a)Δ【P= (b)Δ9= (c)Δcp= 3.如 图所示 ,波 长为 λ的平行单 直人射在折射率为 n2的 薄膜上,经上下两个表 卜 }Ⅱ∴p冫eJ Ⅱ卜济邢 甩 ” △吼 ˉ ˉ ˉ ˉ — _水 面反射的两束光发生干涉:若薄膜厚度为 e,而且 nl)n2)瑁 FlIFf∷l∶【 氵 晃程差 s亠 :亠 n冫O ∴ 相差 A【P△ ∷ -Jˉ9 s·2田 ,e 耐 彬 ) 邓 ⒎△紫s∵ 4.两块平玻璃构成空气劈尖,左边为棱边,用单色平行光垂直八射。若上面的平玻璃墁 ·32· ∶则干涉条纹 S讠 蚓唣 洗个 召个 (((∶∶!∶∶J
(B)向棱边方向平移，条纹间隔变大。 0理某图 (C)向棱边方向平移，条纹间隔不变。 (D)向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变。 (E)向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。 5.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,夹在两块平板玻 的中间，形成空劈尖，当单色光垂直人射时，产生等厚干涉条纹。如果滚柱之间的之 L变小，则在L范围内毛涉条纹的 (A)数目减少，间踵变大。 (B)数目不变，间距变小。 候补)数目增加间野变个 (D)数目减少，间距不变。 长 二、计算题： 1.在折射率为n=1.68的平板玻璃表面涂一层折射率为n=1.38的MgF,透明薄膜，可 以减少玻璃表面的反射光。若用波长入=500nm(1nm=10’m)的单色光垂直人射，为了尽 量减少反射，则MgF2薄膜的最小厚度应是多少？ ↓↓ MgF 玻片 2买2冰13-+DT 22人8≥可 、Cn>38) 纳9058nm ·33
〈B)向 棱边方向平移,条纹河隔变大。 ∷ ∷ ∶∷∷.∷ ·∷ ∷ ∷ ∷ ∷ (C》向棱边方向平移:条纹间隔不变。|∷ ∶ ∶∷ ∷ ∷ (D)向远离棱边的方向平移∫条纹间隔不变: ∶∷∷∷∶∷∷ ∷∷ ∷ ∷ (E)向 远离棱边的方向平移,条纹间隔变小。 ∷ 5.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 △,夹在两块平板玻 璃的中间,形 ,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 L变小j则在⊥ (A)数 目减少 ,阃 (B)数 目不变,间距变小c (D)数 目∷减少,间距不变。 条纹的 ’ 簟 硎 ∷弩:l罩·!∴ 甲 `t3 f` g箩 变小。 刂∴∶ 二、计算题: ∷∷∷∷∷ ∷ ∷∷∷∷ |∷ ∷ ∷ 量 以 Ⅱ 减 减 少 少 钞玻 反 璃 鼢 科表 :负 肀面 ⅡM查 汐的 ∷ F∶ 反 |丁 射 薄 ⒈ 光 膜 |呼:若 的最 用 小 咿波 厚 长 度 睁 应 λ=5∞ 是 |‰ 多少 】 ? γT瑟姆 ∷ 蕊搬 硝絮 哂 一∷∷ ⒉丁 一 刀 t.引 :i而|匕△Dt 毛干1艹 ^亠 y|t 刀 丿 亻h 0叨 >∫ ′丿′》 △ 御 甲。`夕 ′冖即 ·33·
2.为了用光学方法精确测定某金属丝的直径，将细丝夹在两块光学玻璃片之间，形成一 空气劈尖，如图所示，用单色平行光垂直照射劈尖。已知入=632.8m,测得L=20.00cm,第 K级明条纹与第K+10级明条纹的间距b=80.00mm,求细丝的直径d。 25分9 80.0nSn0 6328 1o 2 S分0=}955x7ò 9时x希d4607.9划 3.有一劈尖，折射率为1.4，夹角0=10-4rad,在某一单色光垂直照射下，可测得相邻两 明条纹之间的距离为0.25cm。试求： (1)此单色光在空气中的波长； 7oonw (2)如果劈尖长为10.5cm,那么总共可出现多少条明纹？1b℃0.)心 42 0、25C2 2分0X1小4 刀700M○ 753- ·34·
⒉为了用光学方法精确测定某伞属丝的直径,将细丝夹在两块光学玻璃片之间,形 成一 空气劈尖,如 图所示,用单色平行光垂直腮射劈尖σ已知入△“|忠 nm,测得L=?⒐ .00。m,第 K级明条纹与第:Κ +IO级明条纹的间距b=叩 .00叩”,求细丝的直径d。 ∵ ∷∵ ∷ 彳| 乡ρcoDⅡ /° `S枥 = 矢切|冫 四忙邦矿 3,有 一劈尖 ∷ ,折射 率为 1.⒋ 夹 ∷ 角 ⒍亠lO“ rad,在豇某筵一单嚣色光霪垂直藿诬蕊 T皂 黼 1桌溉沪 σ扛 ,胁 Ⅱ∷-/D·私 4℃∶ 刁 D、 ⒉tC认、乙 a`〃 △引b胪 κ/许 °¤ -∶… ∷ ·34·