点的磁场能量密度wmo = 0 ,P点的磁场能量密度 wmP=
5I0236?0?2a2.
2. 反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组积分形式为:
??n??dΦmD?dS?q …………①………………② E?dl?? ?i?S?Ldti?1????ndΦe B?dS?0 …………③…………④ H?dl?I ??i?S?Ldti?1试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的,将你确定的方程是用代号填在相
对应结论的空白处.
(1)变化的磁场一定伴随有传导电流:②;
(2)磁感应线是无头无尾的:③; (3)电荷总伴随有电场:①。
3.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中
??D??lH?dl???t?dS;
??B??lE?dl???S?t?dS.
《大学物理》练习题 No.16 光的干涉性分波面干涉
班级________ 学号________ 姓名 _________ 成绩_______
一、选择题
1.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两点光振动位相差记为??, 则[ C ] (A)当l = 3 ? / 2,有?? =3? . (B)当l = 3 ?/ (2n),有?? =3n ?. (C)当l = 3 ? /(2 n),有?? =3?. (D)当l = 3 n ?/ 2,有?? =3n ?.
2.在双缝干涉中,两缝间距离为d, 双缝与屏幕之间的距离为D (D??d),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暗纹之间的距离是[ D ] (A) 2?D/d.(B)?d/D. (C) dD/?. (D)?D/d.
3. 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[ C ] (A) 使屏靠近双缝.
(B)把两个缝的宽度稍微调窄. (C)使两缝的间距变小.
(D)改用波长较小的单色光源
4.在双缝实验中, 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[ B ]
(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.
5. 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缓慢向上移动时(只遮住S2),屏C上的干涉条纹[ C ] (A) 间隔变大,向下移动。
C(B) 间隔变小,向上移动。 ?S11(C) 间隔不变,向下移动。
O(D) 间隔不变,向上移动。 S2 S2二.填空题 b1. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为?的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差?? =
2?e?(n2?n1).
2.把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝间的距离为d(d??D),入射光在真空中的波长为? ,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是?x?
三.计算题
1. 在双缝干涉实验中,单色光源s到两缝s1和s2的距离分别为l1和l2,并且l1-l2=3?, ?为入射光的波长,双缝之间的距离为d,双缝到屏幕的距离为D,如图,求
(1) 零级明纹到屏幕中央O点的距离; (2) 相邻明条纹间的距离.
l1 s1 d D
D? nd屏 O s l2 s2 解:由于,(l1?l2)?dx?0 D所以,零级明纹到屏幕中央O点的距离:
x?3D? dd?x D由于,??相邻明条纹间的距离:?x?
?Dd
2. 双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长?=5000 ?的单色光垂直照射双缝.
(1) 求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.
(2) 如果用厚度e=1.0×10?2mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的s1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x? .
解:求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标
D1.2x?k??5??5?10?7?6.0mm ?4d5?10薄膜覆盖后,光程差:
d s1 s2 屏 D x O ??dx??(n?1)e?k? D所以,x??1.992cm
《大学物理》练习题 No.17 分振幅干涉
班级________ 学号________ 姓名 _________ 成绩_______
一、选择题
1. 如图所示,折射率为n2、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n1和n3,已知n1< n2> n3。若用波长为?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(用①与②示意)的光程差是 ① ② [ B ](A)2n2e (B)2n2e??2?
??2n2(C) 2n2e??(D) 2n2e?
n1n2n3e2.一束波长为?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
[ B ] (A)? / 4 . (B)? / (4 n) .(C)? / 2 .(D)? / (2 n) . 3. 空气劈尖干涉实验中,
[ C ] (A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展.
(B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢.
(C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展.
(D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢. 4. 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
[ B ] (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。
5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透镜薄片,放入后,这条光路的光程改变了
[ A ](A) 2 (n-1) d (B) 2n d (C) 2 (n-1) d+? (D) n d (E) (n-1)d
二、填空题
-
1.在空气中有一劈尖形透明物,劈尖角? =1.0×104弧度,在波长?=7000?的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率n= 1.4.
2. 波长为?的单色光垂直照射到劈尖薄膜上,劈尖角为?,劈尖薄膜的折射率为n ,第k级明条纹与第k+5级明纹的间距是
125? . 2n?
3.若在迈克耳逊干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm的过程中,观察到干涉条纹移动了2300条, 则所用光波的波长为 5391 ?.
三、计算题
1. 用白光垂直照射置于空气中厚度为0.50?m的玻璃片. 玻璃片的折射率为1.50, 在可见光
范围内(4000?~7600?), 哪些波长的反射光有最大限度的增强 解:反射光有最大限度的增强满足条件,
2nd?所以,???2?k?
2nd?? 1k?2所以当
?k?1,??30000A?k?2,??10000A?k?3,??6000A?k?4,??4268A
?与4268A?的反射光有最大限度的增强 得到,波长为6000A2. 用波长为500nm(1nm?10m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖
上。在观察反射光的干涉现象中,距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。
(1) 求此空气劈尖的劈尖角?;
(2) 改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹还
是暗条纹?
(3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹? 几条暗纹?
解:劈尖顶部为暗条纹,由暗纹条件,
?92nd???(2k?1),d?lsin??l? 22?2n?1.56?10?2???2?(2?3?1)?2
得到,空气劈尖的劈尖角??4.81?10?5rad n600?1800nm?3?0 2因为,A处d?3?,改用600nm的单色光??3?500?所以,改用600nm的单色光,A处是明条纹 所以,A处的范围内共有3条明纹,3条暗纹
《大学物理》练习题 No.18光的衍射
班级________ 学号________ 姓名 _________ 成绩_______
一、选择题
1. 在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度a稍稍变宽,同时使单缝沿y轴正方向作微小位移,则屏幕C上的中央衍射条纹将
[ C ] (A)变窄,同时向上移。(B)变窄,同时向下移。
(C)变窄,不移动。 (D)变宽,同时向上移。
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