光的干涉与干涉仪习题集

第三章  光的干涉和干涉仪
3.1在杨氏干涉实验中,若两小孔距离为0.4mm,观察屏至小孔所在平面距离为100cm,在观察屏上测得干涉条纹的间距为1.5mm,试求所用光波的波长
3.2波长为589.3的钠光照射在一双缝上,在距双缝100cm的观察屏上测量20个条纹宽2.4cm,试计算双缝之间的距离。
3.3设双缝间距为1mm,双缝离观察屏为1m,用钠光灯做光源,钠光灯发出波长为=589nm和=589.6nm两种单光,问两种单光各自的第10级条纹之间的距离是多少?
3.4在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为50cm。当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时,发现屏上的条纹移动了0.5cm,试决定该薄片的厚度。
4题图
3.5一个长30mm的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前,在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。然后抽出气室中空气,注入其中气体,发现条纹系移动25个条纹。已知照明光波波长=656.28nm,空气折射率n=1.000276,试求注入气室内的气体的折射率。
3.6  菲涅耳双面镜实验中。单光波长500 nm,光源和观察屏到双面镜交线的距离分别为0.5m1电视剧谍影重重之上海.5m,双面镜的夹角为,试求(1)观察屏上条纹的间距;(2)屏上最多可看到多少亮条纹?
RFI
3.7菲涅耳双面镜实验中,光源和观察屏到双棱镜的距离分别为10 cm90 cm,观察屏上条纹间距为2 mm.单光波长589.3nm,计算双棱镜的折射角(已知双棱镜的折射率为l.52)。
3.8比累对切透镜实验中,透镜焦距为20cm,两半透镜横向间距为O.5 mm,光源和观察屏到透镜的距离分别为40cmlm,光源发出的单光波长为500 nm,求条纹间距。
3.9在图所示的洛埃透镜实验中,光源到观察屏的垂直距离为1.5m,到洛埃镜面的垂直距离为2mm,罗埃镜长40cm,置于光源和屏之间的中央。(1)确定屏上可以看到条纹的区域大小;(2)若光波波长500nm,条纹间距是多少?在屏上可看见几个条纹?(3)写出屏上光强分布的表达式。
9题图
3.10试利用菲涅耳双面镜装置,证明光源的临界宽度和干涉孔径角的关系为
3.11试对于洛埃镜和菲涅耳双棱镜干涉装置,证明光源的临界宽度和干涉孔径角之间也有关系
3.12在点光源的干涉实验中,若光源的光谱强度分布为(参看图)
   
式中,试证明干涉条纹对比度的表达式可近似地写为
并绘出对比度K随光程差的变化曲线。
12题图
3.13在杨氏干涉实验中,照明两小孔的光源是一个直径是2mm的圆形光源。光源发出的波
长为500nm,它到小孔的距离为1.5m,问两小孔能够发生干涉的最大距离是多少?
3.14菲涅耳双棱镜实验中,光源到双棱镜和观察屏的距离分别为25cm和1m,光的波长为546nm,问要观察到清晰的干涉条纹,光源的最大横向宽度是多少?(双棱镜的折射率n=1.52,折射角是。)
3.15已知太阳直径对地面的张角为0.01rad(约等于30’),太阳光的极大位于波长550nm处,试计算地球表面的相干面积。
3.16若光波的波长宽度为,频率宽度为,试证明。式中徐薇涵分别为该光波的频率和波长。对于波长为632.8nm的氦氖激光,波长宽度=2*10-8nm,试计算它的频率宽度和相干长度。
3.17试对于平行平板情况,证明光源的临界宽度和干涉孔径角也有关系
17题图
3.18在图所示的干涉装置中,若照明光波的波长600nm,平板的厚度h=2mm,折射率n=1.5,其下表面涂上某种高折射率介质(nH),问(1)在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮纹还是暗斑?(2)由中心向外计算,第10个亮环的半径是多少?(观察望远镜物镜的焦距为。)(3)第10个亮环处的亮纹间距是多少?
18题图
3.19证明玻璃平板产生的等倾圆条纹的直径,是同一厚度的空气板的等倾圆条纹直径的倍(分别是光束在玻璃平板表面入射角和折射角)
3.20用氦氖激光照明迈克耳孙干涉仪,通过望远镜看到视场内有20个暗环,且中心是暗斑。然后移动反射镜M建筑经济1,看到环条纹收缩,并一一在中心消失了20环,此时视场内只有10个暗环,试求(1)M1移动前中心暗斑的干涉级数(设干涉仪分光板G1没有镀膜);(2)M1移动后第5个暗环的角半径。
3.21在3.18题图所示的平行平板干涉装置中,若平板的厚度和折射率分别为h=3mm和n=1.5,望远镜的视场角为60,光的波长450nm,问通过望远镜能够看到几个亮条纹。
3.22用等厚条纹测一玻璃光楔的楔角时,在长达5cm的范围内共有15个亮纹,玻璃折射率n=1.52,所用单光波长600nm,问此光楔的楔角是多少?
3,23利用牛顿测透镜的曲率半径时,测量出第10个暗环的直径为2cm,若所用单光波长为500nm,透镜的曲率半径为多少?
3.24证明牛顿环条纹的间距e满足关系式
 式中,N是由中心向外计算的条纹数,cnki免费入口是照明光波波长,R是透镜曲率半径。
3.25在图中,A、B是两块玻璃平板,D为金属细丝,O为A、B的交棱。(1)设计一测量金属细丝直径的方案;(2)若B表面有一半圆柱形凹槽,凹槽方向与A、B交棱垂直,问在单光垂直照射下看到的条纹形状如何?(3)若单光波长632.8nm,条纹的最大弯曲量
为条纹间距的2/5.问凹槽的深度是多少?
25题图
3.26试根据干涉条纹许可清晰度的条件(对应于光源中点和边缘点,观察点的光程差之差必须小于),证明在楔板表面观察的等厚干涉时,光源许可角宽度为,式中,h是观察点处楔板的厚度,n和n’是楔板和楔板外介质的折射率。
3.27 如图所示,长度为10cm的柱面透镜一段与平面玻璃相接触,另一端与平面玻相隔0.1mm,透镜的曲率半径为1m。问(1)在单光垂直照射下看到的条纹形状怎样?(2)在两个互相垂直的方向上(透镜长度方向及与之垂直的方向),由接触点向外计算,第N个暗条纹到接触点的距离是多少?(设照明光波波长。)
运载火箭
27题图
3.28 曲率半径的凸透镜和曲率半径为R2的凹透镜相接触如图所示。在=589.3nm的钠光垂直照射下,观察到两透镜之间的空气层形成10个暗环。已知凸透镜的直径D=30mm,曲率半径=500mm,试求凹透镜的曲率半径。
28题图
3.29 假设照明迈克耳逊干涉仪的光源发出两种波长12的单光,这样,当平面镜M1移动时,条纹将周期性地消失和再现。(1)若以表示条纹相继两次消失M1移动的距离,试利用(=||)、1写出的表达式;(2)如果把钠光包含的=589.6nm和=589.0nm两个光波看成是单光,问以钠光做光源时是多少?

本文发布于:2024-09-22 09:32:42,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/129557.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:条纹   光源   观察   干涉   波长   透镜   平板
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议