第38讲 波动光学、光的本性.doc

第38讲 波动光学、光的本性例1 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。若现在图1装置中抽去一张纸片，从上往下观察到的干涉条纹将（ ）变疏变密条纹向左移条纹向右移ABCD例2 如图所示为杨氏双缝干涉装置，光源发出的单色光波长为。当屏幕位于位置时，测得幕上干涉条纹的间距为。现将屏幕平移到位置，平移距离为，此时条纹间距变为。试求双缝的间距以及幕到双缝的距离？例3 在如图所示的杨氏双缝干涉装置中，缝光源到双缝和的距离相等，所用单色光的波长为。今在后放置一块厚度均匀的薄膜，其折射率为，观察到幕中央处干涉条纹移过了个条纹，试求薄膜的厚度？例4 如图所示，在洛埃镜试验中，平板玻璃的长度，与平玻璃板垂直的幕到玻璃板端的垂直距离。缝光源位于端正上方，离平玻璃板的高度，光源波长。试求：（1）幕上干涉条纹的间距；（2）干涉条纹的最低级次？例5 如图所示，已知菲涅尔双面镜之间的夹角，缝光源与两镜交线的距离，单色光的波长，观察屏幕与两虚光源的连线平行，观察屏幕与两镜交线相距。试问：（1）幕上干涉条纹的间距多大？在幕上最多能看到多少条干涉条纹？（2）若光源到两镜交线的距离增大一倍，干涉条纹怎样变化?（3）若缝光源横向移动，干涉条纹如何变化？例6 如图所示，波长的平行激光束垂直入射到双棱镜上，双棱镜的顶角，宽度，折射率。试问：当幕与双棱镜的距离分别为多大时，在幕上观察到的干涉条纹的总数最少和最多？最多时能看到几条干涉条纹？例7 照相机镜头上的增透膜为什么看上去是紫红（或蓝紫）色的？若空气的折射率为，增透膜的折射率为，玻璃的折射率为，那么增透膜的最小厚度应该是多少？例8 如图所示，在一块平板玻璃片上，放一曲率半径很大的平凸透镜，在、之间形成一劈形空气薄层。当平行光束垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平板玻璃上表面反射的光发生干涉，将呈现干涉条纹，这称为牛顿环。证明干涉条纹暗环半径由下式给出，为干涉级数。当在空气劈中加入水，干涉条纹变密还是变疏，为什么？例9 试对下列利用光电效应实验数据绘出的三种图像及其纵横截距作出解释，并说明它们所反映的规律。例10 如图所示，一光电管的阴极用极限波长埃的钠制成。用波长埃的紫外线照射阴极，光电管阳极和阴极之间的电势差，光电流的饱和值。（1）求每秒内由极发射的电子数；（2）求电子到达极时的最大动能；（3）如果电势差不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达极时的最大动能是多大？（普朗克常数）例11 一红宝石激光器可以发射波长的巨脉冲，假定每个脉冲都可以看作是一个具有能量、持续时间为的平行光束，光束的截面是直径为的圆面，脉冲在折射率为1的空气中传播。（1）计算一个脉冲内所包含的光子数；（2）计算光束单位体积内的能量；（3）设脉冲垂直投射到一个屏上，屏对光是完全吸收的，计算此脉冲在屏上产生的压强？例12 一理想凸透镜，它容许入射光完全透过，此透镜直径，焦距，水平放置。四束激光沿竖直方向对称地入射到透镜靠边缘处。已知四束激光总功率为，求激光对透镜的作用力？已知光子动量，其中为光子能量，为光速。例13 由玻尔理论算得氢原子中电子的运动速率为，若其不确定量为，求电子位置的变化范围？