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第13章 波动光学基础
§13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验
一．选择题和填空题
1．用白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，用一个纯蓝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) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹． (C) 干涉条纹的亮度将发生改变． (D) 不产生干涉条纹． 2．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． eS13．光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现SO的最大光强是______________________． S24．如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆屏SS1?SS2盖在S1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干 光至原中央明纹O处的光程差为__________________． 5．一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm．若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为____________________mm．(设水的折射率为4/3)
二．计算题
1．在双缝干涉实验中，用波长?=500 nm的单色光垂直入射到双缝上，屏与双缝的距离D=200 cm，-9测得中央明纹两侧的两条第十级明纹中心之间距离为Δx=2.20 cm，求两缝之间的距离d．(1nm=10m)
r1P 2．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，若S2P?S1P?r2?r1??/3，求P点的强度I与干涉加强时最大强度Imax的比值．
S1 r2S2
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§13.4 光程与光程差
一．选择题和填空题 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) 1.5??． (B) 1.5 ?? n． (C) 1.5 n??． (D) 3??． 2．在相同的时间内，一束波长为?的单色光在空气中和在玻璃中［ ］
(A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等．
§13.5 薄膜干涉
一．选择题和填空题 1．两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．若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹［ ］ (A) 向棱边方向平移，条纹间隔变小．(B) 向棱边方向平移，条纹间隔变大 (C) 向棱边方向平移，条纹间隔不变．(D) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变．
(E) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小． 2．用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为?的 单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件平玻璃 表面与条纹弯曲处对应的部分[ ] (A)凸起，且高度为? / 4． (B)凸起，且高度为? / 2． (C)凹陷，且深度为? / 2． (D) 凹陷，且深度为? / 4．
空气劈尖 工件 ?? 3．在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反1.62 1.52 1.62 射光中看到干涉条纹，则在接触点P处形成的圆斑为［ ］ 1.75 P 1.52 (A)全明．(B)全暗．(C)右半部明，左半部暗．(D)右半部暗，左半部明． 图中数字为各处的折射 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［ ］ (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．在玻璃(折射率n2＝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500 -nm(1nm=109m)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) 78.1 nm (B) ) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm (E) 250nm 6．波长为?的平行单色光垂直照射到折射率为n的劈形膜上，相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差 是____________________． ??7．折射率分别为n1和n2的两块平板玻璃构成空气劈尖，用波长为?的n1 = 1.00 单色光垂直照射．如果将该劈尖装置浸入折射率为n的透明液体中，且n2 = 1.30 e n2＞n＞n1，则劈尖厚度为e的地方两反射光的光程差的改变量是 n3 = 1.50 _________________________．
8．波长为?的单色光垂直照射如图所示的透明薄膜．膜厚度为e，两束反射光的光程差??＝学院 专业/班级 姓名 第 28 页 共 63 页 __________________________． 9．波长为?的平行单色光垂直照射到如图所示的透明薄膜上，膜厚为e，折射率为n，透明薄膜放在折射率为n1的媒质中，n1＜n，则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的相位差 ??＝__________________． n1nn1 ? e二．计算题
1．用波长?＝500 nm的单色光作牛顿环实验，测得第k个暗环半径rk＝4 mm， 第k +10个暗环半径rk+10 ＝6 mm，求平凸透镜的凸面的曲率半径R． 2．用波长?＝500 nm的平行光垂直照射折射率n＝1.33的劈形膜，观察反射光的等厚干涉条纹．从劈形膜的棱算起，第5条明纹中心对应的膜厚度是多少？
3．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R＝400 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． OA (1) 求入射光的波长．
(2) 设图中OA＝1.00 cm，求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目
学院 专业/班级 姓名 第 29 页 共 63 页 4．在折射率n＝1.50的玻璃上，镀上n?＝1.35的透明介质薄膜．入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对?1＝600 nm的光波干涉相消，对?2＝700 nm的光波干涉相长．且在600 nm-到700 nm之间没有别的波长是最大限度相消或相长的情形．求所镀介质膜的厚度．(1 nm = 109 m)
5. 用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 ?m的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？ -(1 nm=109 m)
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§13.6 迈克耳孙干涉仪
一．选择题和填空题 1．在迈克耳孙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) ? / 2． (B) ? / (2n)． (C) ? / n． (D) ?2?n?1?． 2. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，插入一块折射率为n，厚度为d的透明薄片．插入这块薄片使
这条光路的光程改变了_______________．
3．已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为?的单色光．在干涉仪的可动反射镜移动距离d的过程中， 干涉条纹将移动________________条．
二．计算题
1. 折射率n＝1.40的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂，如果由此产生了7.0条条纹的移动，求膜厚。设入射光的波长为589nm