9-1 两束平面相干光都以光强I 平行地照射到某一表面上,两光合成可能达到的最大强度是 I 4 . 9-2 在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm ,双缝间距为2 mm , 双缝与屏的间距为3.00 m ,在屏上形成干涉图样的明条纹间距为 0.9 mm . 解:双缝干涉相邻明条纹间距为d D x 9-3 在真空中波长为 的单光,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π3,则此路径AB 的光程差为 5.1 .
9-4 在双缝干涉实验中,入射光的波长为 ,用透明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 2.5 , 则屏上原来的明纹处变为 暗纹 .(填明纹、暗纹、无法确定). 9-5 在双缝干涉实验中,用汞弧灯加上绿滤波片作光源,两缝间距为0.6 mm, 在2.5 m 远处的屏幕上出现干涉条纹,测得相邻两明纹中心距离为2.27 mm .求入射光的波长. 解:相邻两条纹的间距 d D x
D d x 5
.2106.01027.233 =710448.5 m 8.544 nm
usb转换
喷香器
9-6 如图所示,在双缝干涉实验中入射光的波长为550 nm ,用一厚度为μm 85.2 e 的透明薄片盖住1S 缝,发现中央明纹移动了3个条纹,上移至O 点,求透明薄片的折射率.
解:当透明薄片盖住一条缝时,光程差将增加
e n e ne )1( ,正是这一附加光程差使中央
明纹移动到原来3级明纹的位置,
即 3)1( e n , 58.111085.21050.53136
7
e n
S O
9-9 一束波长为 的单平行光垂直照射在薄膜上,经上、下两表面反射的两束光发生干涉,如图所示,薄膜厚度为e . ⑴ 若n 1 n 2 n 3,则两束反射光的光程差 222 e n ; ⑵ 若321n n n ,则两束反射光的光程差 e n 22 . 解:⑴ n 1 n 2 n 3,上表面反射光1有半波损,下表面反射光2没有半波损,
故两束反射光程差为 222 e n
卷帘门锁⑵ 若321n n n ,上、下两表面反射光均有半波损,光程差为 e n 22
9-10 一束波长为 的单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,则薄膜的最小厚度为 n 4 . 解:上表面反射光有半波损,下表面反射光没有半波损,光程差为 22 ne 干涉加强条件为 22 ne k 取1 k ,n e 4 最小
9-11 将单光垂直照射在空气劈尖上,若将整个劈尖装置由空气放入水中,观察劈尖条纹的变化为 变窄 (填“变窄”或“不变”或“增大”). 解:由劈尖条纹间距公式
22n l
白光干涉,劈尖由空气放入水中2n 增大, 不变,∴l 减小.
9-12 在图示的三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点P 附近形成的圆斑为:右半部 暗 (填“明”或“暗”),左半部 明 (填“明”或“暗”).
解:在接触点P ,0 e .在左半边上下表面反射光均有半波损,光程差为0,为明纹.而在右半边,仅上表面反射光有半波损,光程差为2 ,为暗纹.
9-13 如图所示,用波长为 的单光垂直照射折射率为2n 的劈尖膜(2321,n n n n )观察反射光干涉,从劈尖顶开始,第2条明纹对应的薄膜厚度为 e ___)432n ____.
解:劈尖膜仅下表面反射光有半波损.∴ 2222 e n 得
)432n e
9-14 为了测量由两平板玻璃构成的空气劈尖的微小夹角,用波长为589 nm 的平行光垂直照射空气劈尖,测得反射光的等厚干涉条纹的间距0.4 l mm .⑴求劈尖的夹角;⑵接着在该空气劈尖中充满待测液体,再测得干涉条纹间距0.3 l mm,求液体的折射率. 解:⑴ 劈尖等厚干涉条纹间距
sin 22n l
题9-9图
P
题9-12图
1
n 2
n 3
n 题9-13图
空气劈尖 12 n ,劈尖的夹角一般很小,
63
9
21037.710
0.412105892sin l n
rad ⑵ 充液后 0.3 l mm ,但 和 都保持不变,设待测液体的折射率为2
n ,则 2
222)sin 2/()sin 2/(n n n n l l 33.10.30.4122 l l n n
9-15 牛顿环装置中平凸透镜的曲率半径R = 2.00 m ,垂直入射的光波长nm 29.589 ,让折射率为n = 1.461的液体充满平凸透镜和平板玻璃之间形成的环形薄膜间隙中.求:⑴ 充以液体前后第10暗环条纹半径之比是多少?⑵ 充液之后此暗环的半径(即第10暗环的r 10)为多少?
解:⑴ 第K 条暗环半径为 n kR r K ∴
21.1461.1 液气
液
液体空气
n n n r r k k
即由空气到液体牛顿环半径变小,条纹向中心收缩.
非接触测量
⑵ 84.2461
.11029.58900.2109
10 液n KR r mm
9-16 白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm 的肥皂水膜上,问肥皂水膜表面呈现什么颜?(肥皂水的折射率看作1.33). 解:从肥皂膜两表面反射的两条光线的光程差 22 ne ,
当22 ne k , ,3,2,1k 时,反射光最强,解得相应波长 1
fmmix24 k ne
=
, 已知33.1 n ,nm 380 e ,在白光范围400 ~ 760 nm 内,k 只能取21 k 和32 k ,
相应波长为nm 67412238033.141 (红),nm 4041
32380
33.142
(紫)所以肥皂水膜表面呈紫红.
9-17 在折射率52.13 n 的照相机镜头表面镀有一层折射率38.12 n 的MgF 2增透膜,若此膜可使波长550 nm 的光透射增强,问此膜的最小厚度为多少? 解:321n n n ,上、下两表面反射光均有半波损,光程差为 e n 22
为使给定波长的透射光增强,要求该波长光反射光干涉相消,应满足条件
2)12(22 k e n
取0 k ,对应膜的最小厚度 nm 4.9938
.14550
42
min
n e
9-18 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一折射率为1n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了 d n )1(2 .