光干涉习题课.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2000.11.22,#,1,小 结,一、劈尖干涉,1.,形成明、暗纹的条件,明纹,暗纹,2.,相邻两明纹,(,或暗纹,),所对应的膜的厚度差,3.,相邻两明纹,(,或暗纹,),间距离,4.,条纹的移动与膜厚改变量之间的关系,K,级明纹,M,介质中,2,明环,暗环,1.,形成明、暗环的条件,二、牛顿环,B,C,A,O,2.,明、暗环半径,三、增透膜和增反膜,1.,增透膜：,使反射光干涉减弱、,透射光,干涉加强,的薄膜,2.,增反膜：,使透射光干涉减弱、,反射光,干涉加强,的薄膜,3,12.3,迈克尔逊干涉仪,一、仪器结构：,(,固定,),分光板,补偿板,观察孔,二、仪器原理：,光干涉原理。,(1),当 时,等厚空气膜,等倾干涉,（,2,）当 不严格垂直 时,形成空气劈尖,等厚干涉,(,可动,),4,三、仪器的应用,测量微小长度,（可测不透明物体）,(2),在光路上加透明物体,测厚度,（实际还可测 等）,（固定）,分光板,补偿板,观察孔,5,1.,形成明纹、暗纹的条件,明纹,暗纹,d,D,2.,明纹、暗纹的位置,(,中心位置,),明纹中心位置,:,暗纹中心位置,:,3.,相邻明纹,(,或暗纹,),间距离,一、双缝干涉,第十二章 小 结,6,o,紫,红,紫,红,k,级,x,紫,红,k+1,级,(2,级,),白光,白色,波长,大,小,红,紫,4.,用白光照射,中央明纹是白色,其余各级条纹是,紫,到,红,的彩色光带,彩色光带的宽度,当级数高到一定程度时,有重迭现象,假设从第,K,级开始重迭,说明从第,2,级开始重迭,在重迭区域波程差相等,=,7,干涉条纹向光程增大的一侧移动,条纹间距不变,5.,条纹移动问题,6.,光程和光程差,（,1,）光程,（,2,）光程差,（,3,）位相差与光程差的关系,（,4,）光通过薄透镜时不产生附加的光程差,8,二、劈尖干涉,1.,形成明、暗纹的条件,明纹,暗纹,2.,相邻两明纹,(,或暗纹,),所对应的膜的厚度差,3.,相邻两明纹,(,或暗纹,),间距离,4.,条纹的移动与膜厚改变量之间的关系,K,级明纹,M,介质中,9,明环,暗环,1.,形成明、暗环的条件,三、牛顿环,B,C,A,O,2.,明、暗环半径,四、增透膜和增反膜,1.,增透膜：,使反射光干涉减弱、,透射光,干涉加强,的薄膜,2.,增反膜：,使透射光干涉减弱、,反射光,干涉加强,的薄膜,10,五、迈克尔逊干涉仪,测量微小长度,（可测不透明物体）,(2),在光路上加透明物体,测厚度,（实际还可测 等）,（固定）,分光板,补偿板,观察孔,11,第十二章,选择题,1,、在真空中波长为,的单色光，在折射率为,n,的透明介质中从,A,沿某路径传播到,B,，若,A,、,B,两点相位差为,3,，则此路径,AB,的光程为,(A)(B)(C)(D),解：,A,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,n,1,n,2,n,3,，,l,1,为入射光在折射率为,n,1,的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为,(A)2,p,n,2,e,/(,n,1,l,1,),(B)4,p,n,1,e,/(,n,2,l,1,)+,p,(C)4,p,n,2,e,/(,n,1,l,1,)+,p,(D)4,p,n,2,e,/(,n,1,l,1,),解：,C,12,3,、真空中波长为 的单色光，在折射率为,n,的均匀透明媒质中，从,A,点沿某一路径传播到,B,点，路径的长度为,l,A,、,B,两点光振动相位差记为,D,f,，则,(A),l,3,l,/2,，,D,f,3,p,(B),l,3,l,/(2,n,),，,D,f,3,n,p,(C),l,3,l,/(2,n,),，,D,f,3,p,(D),l,3,n,l,/2,，,D,f,3,n,p,解：,C,e,C,4,、如图所示，折射率为,n,2,，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,n,1,和,n,3,，,n,1,n,3,已知，,光若用波长为,的单色平行垂直入射到该薄膜上，则从薄膜,上、下两表面反射的光束,与,的光程差是：,(,A,),(,D,),(,C,),(,B,),解：,1,光有半波损失,13,D,因为红光与蓝光,频率不同，不满,足相干条件，故,不产生干涉条纹。,5,、用白色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，用一个 纯兰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,),产生红光和兰光两套彩色干涉条纹,(,C,),干涉条纹的亮度将发生改变,(,D,),不产生干涉条纹,解：,6,、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,解：,不能完全相消,C,14,7,、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：,(,A,),使屏靠近双缝,(,B,),使两缝间距变小,(,C,),把两缝的宽度稍微调小,(,D,),改用波长较小的单色光,条纹间距,:,B,解：,15,B,变为暗纹。,(2).,因为经镜面反射的光有半波损失，较,(1),光程多,/,2,。,即：,D,8,、在双缝干涉实验中，屏幕上的,P,点处是明条纹，若将缝,S,2,盖住，并在,S,1,S,2,连线的垂直平面处放一反射镜,M,，如图所,示，则此时：,解：,(,A,),P,点处仍为明条纹,(,B,),P,点处是暗条纹,(,C,),不能确定,P,点是明纹还是暗纹,(,D,),无干涉条纹,(1).,满足,=,k,的明纹。,16,9,、在双缝干涉实验中，光的波长为,600 nm(1 nm,10,9,m),，双缝间距为,2 mm,，双缝与屏的间距为,300 cm,在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为,(A)0.45 mm,(B)0.9 mm,(C)1.2 mm (D)3.1 mm,解：,B,10,、在双缝干涉实验中，入射光的波长为,，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大,2.5,，则屏上原来的明纹处,(A),仍为明条纹；,(B),变为暗条纹；,(C),既非明纹也非暗纹；,(D),无法确定是明纹，还是暗纹,解：,变暗,B,17,11,、在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹,(A),向下平移，且间距不变,(B),向上平移，且间距不变,(C),不移动，但间距改变,(D),向上平移，且间距改变,解：,仍为平行光垂直入射,整体上移,B,12,、把双缝干涉实验装置放在折射率为,n,的水中，两缝间距离为,d,，双缝到屏的距离为,D,(,D,d,),，所用单色光在真空中的波长为 ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是,(A),D,/(,nd,)(B),n D,/,d,(C),d,/(,nD,),(D),D,/(2,nd,),解：,A,18,13,、一束波长为,的单色光由空气垂直入射到折射率为,n,的透,明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加,强，则薄膜最小的厚度为：,(,A,),(,D,),(,C,),(,B,),e,解：,B,19,14,、若把牛顿环装置,(,都是用折射率为,1.52,的玻璃制成的,),由空气搬入折射率为,1.33,的水中，则干涉条纹,(A),中心暗斑变成亮斑,(B),变疏,(C),变密,(D),间距不变,解：,光程差增大,条纹变密,C,15,、在牛顿环实验装置中，曲率半径为,R,的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触，它们之间充满折射率为,n,的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为,l,，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径,r,k,的表达式为,(A),r,k,=,(B),r,k,=,(C),r,k,=,(D),r,k,=,解：,暗环半径公式,B,20,e,解：,C,16,、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,MgF,2,透明薄膜，可以减少玻璃表面的反射光，若用波长为,500,nm,的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则,MgF,2,薄膜的最小厚度（单位,nm,）应是：,181.2 (,B,)781,(,C,)90.6,(,D,)56.3,21,17,、把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢地向上平移时，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,解：,仍为平行光垂直入射,整体上移,B,18,、两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的,(A),间隔变小，并向棱边方向平移,(B),间隔变大，并向远离棱边方向平移,(C),间隔不变，向棱边方向平移,(D),间隔变小，并向远离棱边方向平移,解：,仍为平行光垂直入射,整体上移,B,22,19,、由两块玻璃片,(,n,1,1.75),所形成的空气劈形膜，其一端厚度为零，另一端厚度为,0.002 cm,现用波长为,700 nm(1nm=10,9,m),的单色平行光，沿入射角为,30,角的方向射在膜的上表面，则形成的干涉条纹数为,(A)27,(B)40,(C)56,(D)100,解：,斜入射,超纲,23,20,、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为,n,的,透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波,长,，则薄膜的厚度是：,(,A,),(,D,),(,C,),(,B,),D,（固定）,分光板,补偿板,观察孔,解：,