大学物理规范作业C上10双缝薄膜劈尖.pptx

1 大学物理规范作业上册总（10）双缝薄膜劈尖干涉一、选择题一、选择题1在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是大，可以采取的办法是(A)使屏靠近双缝使屏靠近双缝 (B)使两缝的间距变小使两缝的间距变小 (C)把把两个缝的宽度稍微调窄两个缝的宽度稍微调窄(D)改用波长较小的单色光源改用波长较小的单色光源 分析：条纹间距要使干涉条纹间距变大，要使干涉条纹间距变大，变大，变大，变大或变大或d变小。变小。【B】2.折射率为折射率为n2、厚度为、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的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透明介质的折射率分别为n1和和n3，已知，已知n1n2n3，若，若用波长为用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜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（上、下两表面反射的光束（1）与（）与（2）的光程差是）的光程差是 A、2n2e B、2n2e-C、2n2e-D、2n2e-/2n2分析：因为n1n2n3，可知该入射光在薄膜上、下表面反射时均存在半波损失。两反射光的光程差为【A】3.如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，形成空，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，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如果滚柱之间的距离L变小，则在变小，则在L范围内干涉条纹的范围内干涉条纹的（A）数目减小，间距变大）数目减小，间距变大（B）数目减小，间距不变）数目减小，间距不变（C）数目不变，间距变小）数目不变，间距变小（D）数目增加，间距变小）数目增加，间距变小L分析：反射光的光程为设e1、e2分别为两滚柱的直径，反射光中明纹的条件明纹数目为条纹数目与无关。变小，条纹数目不变，所以间距变小。【c】二、填空题二、填空题1.双缝干涉实验中，光的波长为双缝干涉实验中，光的波长为600nm，双缝间距为，双缝间距为2mm，双缝与屏的间距为，双缝与屏的间距为3m，则在屏上形成的干涉图，则在屏上形成的干涉图样的明纹间距为样的明纹间距为 ；当另一波长为；当另一波长为400nm的光与前的光与前一光混合入射时，在距中央亮纹一光混合入射时，在距中央亮纹O点为点为 处，两组处，两组干涉条纹的亮纹发生第一次重叠。干涉条纹的亮纹发生第一次重叠。分析：条纹间距根据双缝干涉的明纹条件当两组干涉条纹重叠时，这两组干涉条纹的位置重合 即 0.9mm1.8mm2、两块长度、两块长度10cm的平玻璃片，一端互相接触，另一端的平玻璃片，一端互相接触，另一端用厚度为用厚度为0.004mm的纸片隔开，形成空气劈形膜。以波的纸片隔开，形成空气劈形膜。以波长为长为500nm的平行光垂直照射，观察反射光的等厚干涉的平行光垂直照射，观察反射光的等厚干涉条纹，在全部条纹，在全部10cm的长度内呈现的长度内呈现 条明纹。条明纹。分析：设空气最大厚度为e，根据明纹条件所以明纹数目为16。163.在制作珠宝时，为了使人造水晶在制作珠宝时，为了使人造水晶(n3=1.5)具有强反具有强反射的效果射的效果,就在其表面上镀一层一氧化硅就在其表面上镀一层一氧化硅(n2=2.0)。要。要使波长为使波长为560nm的光强烈反射，这镀层厚度至少为的光强烈反射，这镀层厚度至少为。分析：因为n1n3(n1为空气折射率)，可知该入射光在薄膜上表面反射时存在半波损失，而在薄膜下表面反射时无半波损失。明纹条件镀层厚度70nm三、计算题三、计算题1在双缝干涉实验中，波长在双缝干涉实验中，波长 600 nm的单色平行光的单色平行光垂直入射到缝间距垂直入射到缝间距d210-4m的双缝上，屏到双缝的距的双缝上，屏到双缝的距离离D2 m。求：。求：(1)中央明纹两侧的两条第中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；级明纹中心的间距；(2)用一厚度为用一厚度为e9.610-6m、折射率为、折射率为n1.50的玻璃的玻璃片覆盖上缝后片覆盖上缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处？零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(2)覆盖玻璃后，零级明纹应满足：r2-（r1e+ne）0设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有：r2r1k 解：(1)x20 D/a0.12 m所以：(n1)e=k ，k(n1)e/8 零级明纹移到原第8级明纹处。2.集成光学中的楔形薄膜耦合器原理如图所示。沉积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（在玻璃衬底上的是氧化钽（Ta2O5）薄膜，其楔形端从）薄膜，其楔形端从A到到B厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长=632.8 nm的的He-Ne激光垂直照射，观察到薄膜楔形激光垂直照射，观察到薄膜楔形端共出现端共出现11条暗纹，且条暗纹，且A处对应一条暗纹，试求氧化钽处对应一条暗纹，试求氧化钽薄膜的厚度（薄膜的厚度（Ta2O5对对632.8 nm 激光的折射率为激光的折射率为2.21，玻璃中折射率为，玻璃中折射率为1.46）。）。AB解：光在Ta2O5薄膜上表面反射产生半波损失，在下表面反射不产生半波损失。反射光产生暗纹条件为其中n为Ta2O5的折射率，e为薄膜厚度，k为正整数，k=0时对应B处的暗纹对处