第一章光的干涉(1) 选择题(21分) (本题3分) 如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率 为n2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉,n1 若薄膜的厚度为e,而且,n1>n2>n3,则两束反射光在相 遇点的相位差为:[] (A)4I n2e/A (B)2Ine/A (C)4 Ine/A+ I(D)2 ne/A-I 2.(本题3分) 如上图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两 个表 面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且,nn3,λ1为入射光在折射率为n的媒 质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为[] (A)2πnef(nnl)(B)4rne/(n21)+π (C)4πn2e/nkn)+π(D)4rnef(nnl) 3.(本题3分) 在双缝干涉实验中,两缝间距离为,双缝与屏幕之间的距离为,波长为的平行单色光垂直照 射到双缝上,屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是 (A)2λD/d (B)λd/D (C)dD/λ (D)λD/d 4.(本题3分) 在双缝干涉实验中,入涉光的波长为λ,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25λ,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 5.(本题3分) 如图所示,平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全部 侵入n=1.60的液体中,凸透镜可沿OO移动,用波长 入=500nm的单色光垂直入射,从上向下观察,看到中心 是一个暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是 n=160 1 (A)78.lnm(B)744nm(C)156.3nm (D)l488nm(E)0 n=1.58 6.(本题3分) 在玻璃(折射率n3=160)表面镀一层MF2(折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜,为了使波长为50004 的光从空气(n=100)正入射时尽可能少反射,MF2薄膜的最少厚度应是[ (A)1250A(B)1810A(C)2500A(D)781A(E)906A (本题3分) 硫化镉(CdS)晶体的禁带宽度为2.42eV,要使这种晶体产生本征光电导,则入射到晶体上的光 的波长不能大于 (普朗克常量h=663×1034J 基本电荷e=1.60×1019C) (A)650 nm (B)628 nm (C)550 nm (D)514 nm 二.填空题(共37分)
1 第一章 光的干涉(1) 一.选择题(21 分) 1.(本题 3 分) 如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率 为 n2 的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉, 若薄膜的厚度为 e ,而且,n1 >n2 >n3 ,则两束反射光在相 遇点的相位差为: [ ] (A) 4πn2 e /λ (B)2πn2 e /λ (C)4πn2 e /λ+ π (D)2πn2 e /λ-π 2.(本题 3 分) 如上图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两 个 表 面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为 e ,并且,n1 n3 ,λ1 为入射光在折射率为 n1 的媒 质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ] (A) 2πn2 e /( n1λ1) (B) 4πn1e /( n2λ1) +π (C) 4πn2 e /( n1λ1) +π (D) 4πn2 e /( n1λ1) 3.(本题 3 分) 在双缝干涉实验中,两缝间距离为 ,双缝与屏幕之间的距离为 ,波长为的平行单色光垂直照 射到双缝上,屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是 [ ] (A)2 λ D / d. (B) λ d / D (C) d D / λ (D) λ D / d 4.(本题 3 分) 在双缝干涉实验中,入涉光的波长为 λ,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 2.5λ,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 5.(本题 3 分) 如图所示,平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全部 侵入 n =1.60 的液体中,凸透镜可沿 OO ' 移动,用波长 λ=500 nm 的单色光垂直入射,从上向下观察,看到中心 是一个暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃的距离最少是 [ ] (A)78.1 nm (B)74.4 nm (C)156.3nm (D)148.8nm (E) 0 6.(本题 3 分) 在玻璃(折射率n3 =1.60)表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜,为了使波长为5000Ǻ 的光从空气(n1=1.00)正入射时尽可能少反射,MgF2 薄膜的最少厚度应是 [ ] (A) 1250Ǻ (B) 1810Ǻ (C) 2500Ǻ (D) 781Ǻ (E) 906Ǻ 7.(本题 3 分) 硫化镉(Cd S)晶体的禁带宽度为 2.42 eV,要使这种晶体产生本征光电导,则入射到晶体上的光 的波长不能大于 [ ] (普朗克常量 h =6.63×10-34 J · s ,基本电荷 e =1.60×10-19 C ) (A) 650 nm (B) 628 nm (C) 550 nm (D) 514 nm 二.填空题(共 37 分) n2 n3 n1 e n =1.68 n =1.60 n =1.58 O O
1.(本题3分) 单色平行光垂直入射到双缝上。观察屏上P点两缝的 距离分别为r和r2。设双缝和屏之间充满折射率为n 的媒质,则P点处二相干光线的光程为 2.(本题3分) 在空气中用波长为λ单色光进行双缝干涉实验时,观 察到干涉条纹相邻条纹的间距为1.3m,当把实验装置放在水中时(水的折射率n=,3),则 相邻条纹的间距变为 3.(本题5分) 如图所示,在双缝干涉实验中SS1=SS2用波长为λ的 光照射双缝S1和S2,通过空气在屏幕E上形成干涉条 纹。已知P点处为第三级明条纹,则S1和S2到P点 的光程差为 。若将整个装置放于某中透明液体 中,P点为第四级明条纹,则该液体的折射率n= 4.(本题3分) E 波长=600nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚 度之差为一 5.(本题3分) 波长为λ的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上,劈尖薄膜的这是率为n,第二条纹与第五条明 纹所对应的薄膜厚度之差是 6.(本题3分) 波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上,若劈尖角为θ(以弧度计),劈尖薄膜折射率为n, 则反射光形成的干涉条纹中,相邻明条纹的间距为 7.(本题3分) 波长为λ的平行单色光,垂直照射到劈尖薄膜上,劈尖角为θ,劈尖薄膜的折射率为n,第三条暗 纹与第六条暗纹之间的距离为 8.(本题3分) 检验滚球大小的干涉装置 示意如图(a)。S为单色 光源,波长为λ,L为会S 聚透镜,M为半透半反镜 45° 在平晶T1,T2之间放置A B,C三个滚球,其中A为 标准件,直径为do。在M M 上方观察时,观察到等厚条 纹如图(b)所示。若轻压C 端,条纹间距变小,则可算 出B珠的直径d1 C珠的直径d2= 9.(本题3分) 用迈克尔干涉仪产生等厚干涉条纹,设入射光的波长为λ,在反射镜M2转动过程中,在总的观 测区域宽度L内,观测到总的干涉条纹数从N1条增加到N2条。在此过程中M2转过的角度△e 10用迈克尔干涉仪作干涉实验,设入射光的波长为λ。在转动迈克尔干涉仪的反射镜M2过程中
2 1.(本题 3 分) 单色平行光垂直入射到双缝上。观察屏上 P 点两缝的 距离分别为 r1 和 r2。设双缝和屏之间充满折射率为 n 的媒质,则 P 点处二相干光线的光程为——————————。 2.(本题 3 分) 在空气中用波长为 λ 单色光进行双缝干涉实验时,观 察到干涉条纹相邻条纹的间距为 1.33mm,当把实验装置放在水中时(水的折射率 n=1.33),则 相邻条纹的间距变为————————。 3. (本题 5 分) 如图所示,在双缝干涉实验中 SS1=SS2 用波长为 λ 的 光照射双缝 S1 和 S2,通过空气在屏幕 E 上形成干涉条 纹。已知 P 点处为第三级明条纹,则 S1 和 S2 到 P 点 的光程差为——————。若将整个装置放于某中透明液体 中,P 点为第四级明条纹,则该液体的折射率 n=——————————。 4.(本题 3 分) 波长 λ=600nm 的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚 度之差为——————————nm。 5.(本题 3 分) 波长为 λ 的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上,劈尖薄膜的这是率为 n,第二条纹与第五条明 纹所对应的薄膜厚度之差是————————。 6. (本题 3 分) 波长为 λ 的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上,若劈尖角为 θ(以弧度计),劈尖薄膜折射率为 n, 则反射光形成的干涉条纹中,相邻明条纹的间距为——————————。 7.(本题 3 分) 波长为 λ 的平行单色光,垂直照射到劈尖薄膜上,劈尖角为 θ,劈尖薄膜的折射率为 n,第三条暗 纹与第六条暗纹之间的距离为——————————。 8. (本题 3 分) 检验滚球大小的干涉装置 示意如图(a)。S 为单色 光源,波长为 λ,L 为会 聚透镜,M 为半透半反镜。 在平晶 T1,T2 之间放置 A, B,C 三个滚球,其中 A 为 标准件,直径为 d0。在 M 上方观察时,观察到等厚条 纹如图(b)所示。若轻压 C 端,条纹间距变小,则可算 出 B 珠的直径 d1=—————————; C 珠的直径 d2=——————————。 9.(本题 3 分) 用迈克尔干涉仪产生等厚干涉条纹,设入射光的波长为 λ,在反射镜 M2 转动过程中,在总的观 测区域宽度 L 内,观测到总的干涉条纹数从 N1 条增加到 N2 条。在此过程中 M2 转过的角度 Δθ 是——————————。 10.用迈克尔干涉仪作干涉实验,设入射光的波长为 λ。在转动迈克尔干涉仪的反射镜 M2 过程中, E P S1 S2 S S f 45 M T2 T1 L (a) C B A (b) P d S2 S1
在总的干涉区域宽度L内,观测到完整的干涉条纹数从N1开始逐渐减少,而后突变为同心圆环 的等倾干涉条纹。若继续转动M2又会看到由疏变迷的 直线干涉条纹。直到在宽度L内有N2条完整的干涉条 纹为止。在此过程中M2转过的角度△是 1l.在折射率为n3的平板玻璃上镀一层薄膜(折射率为n), 波长为A的单色平行光从空气(折射率为n)中以入射 角ⅰ射到薄膜上,欲使反射光尽可能増强,所镀薄膜 的最小厚度是多少?(nn,求氨气的折射率(要求计算到小 数点后六位)。 图标装置称为图门干射仪,它是在 迈克尔逊干涉一臂上用凸凹面反射 镜M代替原平面镜M2,且调节光 程OO1=OO2分束镜与成角,现以 单色平行光入射。 (1)在E处观察表面观察到的干 涉图样成什么形状?试求出第级亮纹的位置 (2)当M1朝G移动时,干涉条纹如何变化? 8.图所示,用波长为2=6328A的 F n 单色点光源S照射厚度为 e=1.00×105m、折射率为 R n2=1.50、半径为R=100cm 的圆形薄膜,点光源与薄膜的 垂直距离为d=10.0cm,薄膜 放在空气m1=1.0)中,观察透射光的等倾干涉条纹,问最多能看到几条? (注:亮斑和亮环都亮纹) 9.用波长为λ的单色光作光源
3 在总的干涉区域宽度 L 内,观测到完整的干涉条纹数从 N1 开始逐渐减少,而后突变为同心圆环 的等倾干涉条纹。若继续转动 M2 又会看到由疏变迷的 直线干涉条纹。直到在宽度 L 内有 N2 条完整的干涉条 纹为止。在此过程中 M2 转过的角度 Δθ 是————————。 11.在折射率为 n3 的平板玻璃上镀一层薄膜(折射率为 n2), 波长为λ的单色平行光从空气(折射率为 n1)中以入射 角 i 射到薄膜上,欲使反射光尽可能增强,所镀薄膜 的最小厚度是多少?(n1n1,求氨气的折射率(要求计算到小 数点后六位)。 M1 7. 图标装置称为图门干射仪,它是在 O1 迈克尔逊干涉一臂上用凸凹面反射 M2 镜 M2 代替原平面镜 M2,且调节光 S 程 OO1=OO2 分束镜与成角,现以 450 单色平行光入射。 (1) 在 E 处观察表面观察到的干 G O2 涉图样成什么形状?试求出第级亮纹的位置。 (2) 当 M1 朝 G 移动时,干涉条纹如何变化? E 8. 图所示,用波长为 λ=6328Å 的 单色点光源 S 照射厚度为 e = 1.00×10-5 m、折射率为 n2 = 1.50、半径为 R = 10.0 cm 的圆形薄膜,点光源与薄膜的 垂直距离为 d = 10.0 cm,薄膜 放在空气(n1 = 1.00 )中,观察透射光的等倾干涉条纹,问最多能看到几条? (注: 亮斑和亮环都亮纹) 9. 用波长为 λ 的单色光作光源, 3 n 1 n 2 n i L f d 1 n 1 n S F 2 n R C
观察迈克尔孙干涉仪的等倾干涉条纹 先看到视场中共有10个亮纹(包括中心的亮斑在内),在移动反射镜M2的过程中,看到往中 心缩进去10个亮纹,移动M2后,视场中共有5个亮纹(包括中心的亮斑在内),设不考虑两 束相干光在分束板G1的镀银面上反射时产生的位相突变之差,试求开始时视场中心亮斑的 涉级k
4 观察迈克尔孙干涉仪的等倾干涉条纹, 先看到视场中共有 10 个亮纹(包括中心的亮斑在内),在移动反射镜 M2 的过程中,看到往中 心缩进去 10 个亮纹,移动 M2 后,视场中共有 5 个亮纹(包括中心的亮斑在内),设不考虑两 束相干光在分束板 G1 的镀银面上反射时产生的位相突变之差,试求开始时视场中心亮斑的干 涉级 k