大学物理II练习册答案15.doc

1、大学物理练习 十五一选择题：1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 n1n3， 为入射光在折射率为 n1 的媒1质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为 C (A) )/(21ne(B) 42(C) )/(1e(D) 2n解: n1n3 有 半波损失. 2.在双缝干涉实验中，屏幕 E 上的 P 点处是明条纹。若将缝 S2 盖住，并在 S1S2连线的垂直平分面处放一反射镜 M，如图所示，则此时 (A) P 点处仍为明条纹。(B) P 点处为暗条纹。(C) 不能确定 P 点处是明条纹还是暗条纹。(D) 无干涉条纹。 B 解: 反射镜 M

2、有半波损失 . （屏幕 E 上的 P 点处原是明条纹。 ）3如图所示，用波长为 的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n、劈角为 的透明劈尖 b 插入光线 2 中，则当劈尖 b 缓慢地向上移动时（只遮住 S2） ，屏 C 上的干涉条纹 (A) 间隔变大，向下移动。(B) 间隔变小，向上移动。(C) 间隔不变，向下移动。(D) 间隔不变，向上移动.。 C n1 n2 n3 e P E M S1 S2 OSS1S2b 屏12122ne解: 当劈尖 b 缓慢地向上移动时，改变光程差dDx4如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状

3、干涉条纹 B(A) 向右平移 . (B) 向中心收缩.(C) 向外扩张. (D) 静止不动.(E) 向左平移.解: 当平凸透镜垂直向上缓慢平移，薄膜厚增加. 环状干涉条纹向中心收缩.5. 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 D (A) (B) (C) (D) 2n2n)1(2解: dd)1(6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，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，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 L 变小，则在 L 范围内干涉条纹的 (A) 数目减少,间距变

4、大。(B) 数目不变,间距变小。(C) 数目增加,间距变小。(D) 数目减少,间距不变。 B 解: 滚柱之间的距离 L 变小, 夹角增大，干 涉条纹变密.但直径有微小差不变， 故数目不变.2/rRN7在折射率 n3=1.60 的玻璃片表面镀一层折射率 n2=1.38 的 MgF2 薄膜作为增透膜。为了使波长为 的光，从折射率 =1.00 的空气垂直入射到玻璃片05A1上的反射尽可能地减少，薄膜的最小厚度 应是 D mine(A) 2500 (B) 1812 (C) 1250 (D) 9060A00A0AL空 气 单 色 光 解: 02min29642/)1(Aek二填空题：1单色平行光垂直入射

5、到双缝上。观察屏上 P 点到两缝的距离分别为 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差为 。 解: 12rn2如图所示，假设有两个同相的相干点光源 S1 和 S2，发出波长为 的光。A 是它们连线的中垂线上的一点。若在 S1 与 A 之间插入厚度为 e、折射率为 n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A 点的位相差 。若已知 ，n=1.5，A 点恰为第四05级明纹中心，则 e= 。0A解: en)1(2 0414)(Ane3如图所示，波长为 的平行单色光垂直照射到两个劈尖上，两劈尖角分别为 1 和 2，折射率分别为 n1 和 n2，若二者分别形成的干涉

6、条纹的明条纹间距相等，则 1， 2，n 1 和n2 之间的关系是 。 解: 212nl21n4一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上。透镜刚好与玻璃板接触。波长分别为 1=600nm 和2=500nm 的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环。从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为 nm。S1S2 A ne解: 22115e nme25405用波长为 的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环。若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d 的移动过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于 。解: 2/)1(2k

7、2/kd/2dk6用迈克尔逊干涉仪测微小的位移。若入射光波波长 =6289 ，当动臂反射0A镜移动时，干涉条纹移动了 2048 条，反射镜移动的距离 d = 。解: mNd 64.02/16289042/ 07在迈克尔逊干涉仪的一支光路上，垂直于光路放入折射率为 n、厚度为 h 的透明介质薄膜。与未放入此薄膜时相比较，两光束光程差的改变量为 。解: hn)1(28白光垂直照射在镀有 e=0.40 厚介质膜的玻璃板上，玻璃的折射率mn=1.45，介质的折射率 =1.50。则在可见光(3900 7600 )范围内，波长0A0的光在反射中增强。解: ken2/2028Ak0348A043Ak三、计算

8、题1在双缝干涉实验中，波长 的单色光垂直入射到缝间距 m5o 412d的双缝上，屏到双缝的距离 D2m，求：(1)中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距；(2)用一厚度为 m、折射率为 n1.58 的玻璃片复盖一610.e缝后，零级明纹将移到原来的第几条明纹处？ 解：（1）明纹位置： dDkxkcmmdDkx 10105.1022 274 （2）盖片后零级明纹： )(1enr未盖片： kr12由上两式得： 7105.6.)8()( 76en零级明纹移至原来第 7 级明纹处。2. 在折射率 n=1.50 的玻璃上，镀上 =1.35 的透明介质薄膜。入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的

9、干涉，发现对 的光波干涉相消，对016A的光波干涉相长。且在 6000 到 7000 之间没有别的波长是最大限027A0A度相消或相长的情形。求所镀介质膜的厚度。解:2)12(2ken 22ken解得 kk21 3)(1221 mne42078.3在在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片（折射率 n1=1.4）覆盖缝 S1，用同样厚度的玻璃片（但折射率 n2=1.7）覆盖缝 S2，将使屏上原来未放玻璃时的中央明纹所在处 O 变为第五级明纹。设单色光波长 ，求048A 玻璃片的厚度 h（可认为光线垂直穿过玻璃片） 。 如双缝与屏间的距离 D120cm，双缝间距 d0.50 mm，则新的零级明纹 O

10、的坐标 x？解: （ 1）原来： 012r O S1 S2 n2 n1 r1 r2 h D x 盖片后： 5)( )()12 112dndnrr mAAnd 6412 1081084.7.05 （2） dDkx 33101076.515.0825 4两块平行平面玻璃构成空气劈尖，用波长 500nm 的单色平行光垂直照射劈尖上表面。（1）求从棱算起的第 10 条暗纹处空气膜的厚度；（2）使膜的上表面向上平移 e，条纹如何变化？若 e=2.0m，原来第10 条暗纹处现在是第几级？ 解：（1） 910,2)1(2 kke 条 暗 纹 对 应第考 虑 棱 边 为 暗 纹nmk509（2）使膜的上表面向

11、上平移 e，条纹向劈棱方向移动。1750)2()(2)12()( eke原来第 10 条暗纹处现在是第 17 级。或 78982k5图示一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是 R400 cm用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第 5 个明环的半径是 0.30 cm (1) 求入射光的波长 (2) 设图中 OA1.00 cm，求在半径为 OA 的范围内可观察到的明环数目 解：（1）明纹半径： .)3,21()(kRrk O A O，nmmRkr 501.0.4)215(3.0)( 622 （2）可求出 OA1.00 cm 出对应的 k 5.0150.4)(172rkk在半径为 OA 的范围内可观察到的明环数目 50。