1、17.1.6 在楊氏雙縫干涉實驗中，當進行如圖所在楊氏雙縫干涉實驗中，當進行如圖所示的下列調(diào)節(jié)時，在屏幕上干涉條紋如何變化，示的下列調(diào)節(jié)時，在屏幕上干涉條紋如何變化，并說明理由：并說明理由：使雙縫間距逐漸增大，則干涉使雙縫間距逐漸增大，則干涉條紋將逐漸條紋將逐漸 ，因，因為為 ；保持兩狹縫的間距不變，是屏幕靠近雙縫，保持兩狹縫的間距不變，是屏幕靠近雙縫，則干涉條紋將則干涉條紋將 ，因，因為為 ；P620變密集變密集條紋間距與雙縫間距成反比條紋間距與雙縫間距成反比DSS2S1EddDx逐漸變密集逐漸變密集條紋間距與雙縫到屏幕的距離成正比條紋間距與雙縫到屏幕的距離成正比MSS2S1DE如果將狹縫如

2、果將狹縫S2遮住，并在雙縫的垂直平分線上遮住，并在雙縫的垂直平分線上放一塊平面反射鏡放一塊平面反射鏡M，則干涉條紋，則干涉條紋將將 。 ，因，因為為 。 ；條紋間距不變，但強度變?nèi)酰瑮l紋間距不變，但強度變?nèi)?，部分條紋消失，明暗條紋位置對調(diào)部分條紋消失，明暗條紋位置對調(diào)入射光與反射光的干涉入射光與反射光的干涉光源與像源的距離與先前一樣，且存在半波損失光源與像源的距離與先前一樣，且存在半波損失d如果用透明的云母片蓋住狹縫如果用透明的云母片蓋住狹縫S2，而不放，而不放置平面反射鏡置平面反射鏡M，則干涉條紋，則干涉條紋將將 ，因，因為為 ；如果將楊氏雙縫干涉實驗裝置整個浸入水如果將楊氏雙縫干涉實驗裝置

3、整個浸入水中，而雙縫與屏幕距離不變，則干涉條紋中，而雙縫與屏幕距離不變，則干涉條紋將將 ，因為，因為 ， 。向下移動，間距不變向下移動，間距不變過過S2的光程變大的光程變大變密集變密集條紋間距與波長成正比，條紋間距與波長成正比，在水中光波波長變短在水中光波波長變短SS2S1DEd17.1.7 在楊氏雙縫干涉實驗中，兩個縫分別用在楊氏雙縫干涉實驗中，兩個縫分別用折射率為折射率為n1=1.4和和n2=1.7的厚度都為的厚度都為d的薄膜遮的薄膜遮蓋，在光屏上原來第蓋，在光屏上原來第2級明紋處，現(xiàn)在為第級明紋處，現(xiàn)在為第7級級明紋所占據(jù)，如果入射光波長明紋所占據(jù)，如果入射光波長=600nm，則薄，則薄

4、膜的厚度膜的厚度d為為 。m 105P620dPn1n2r1r2解：在為加薄膜片之前解：在為加薄膜片之前P點為第點為第2級條紋，在級條紋，在該點的光程差為該點的光程差為7)() 1() 1(11211222dnnrdnrdn2121rrm 10)/(5 512nnd在為加薄膜片之后在為加薄膜片之后P點為第點為第7級條紋，在該級條紋，在該點的光程差為點的光程差為P621 17.1.14 用曲率半徑為用曲率半徑為R的牛頓環(huán)做實驗，測得的牛頓環(huán)做實驗，測得第第k級暗環(huán)直徑為級暗環(huán)直徑為Dk,第第k+5級暗環(huán)直徑為級暗環(huán)直徑為Dk+5，試問：測量單色光波長的公式為試問：測量單色光波長的公式為_。如果將

5、整個實驗裝置浸入水中，如果將整個實驗裝置浸入水中，則測量單色光波長的公式為則測量單色光波長的公式為_。解：平凸透鏡的曲率半徑解：平凸透鏡的曲率半徑R R已知，入射光波的已知，入射光波的波長波長mRDDKmk422RDD kk20225如果將裝置浸入水中，則如果將裝置浸入水中，則暗環(huán)半徑公式變?yōu)榘淡h(huán)半徑公式變?yōu)閚kRrkn n為水的折射率為水的折射率RDDkk20)(33. 1225P622 17.2.3在折射率在折射率n1=1.5的玻璃板上表面鍍一層的玻璃板上表面鍍一層n2=2.5的透明介質(zhì)膜可增強反射。設(shè)在鍍膜過程中的透明介質(zhì)膜可增強反射。設(shè)在鍍膜過程中用一束波長用一束波長 =600nm的單

6、色光從上方垂直照的單色光從上方垂直照射到介質(zhì)膜上，并用照度表測量透射光的強射到介質(zhì)膜上，并用照度表測量透射光的強度。當介質(zhì)膜的厚度逐漸增大時，透射光的度。當介質(zhì)膜的厚度逐漸增大時，透射光的強度發(fā)生時強時弱的變化，試問：當觀察到強度發(fā)生時強時弱的變化，試問：當觀察到透射光的強度第三次出現(xiàn)最弱時，介質(zhì)膜已透射光的強度第三次出現(xiàn)最弱時，介質(zhì)膜已經(jīng)鍍了多少經(jīng)鍍了多少nm厚度的透明介質(zhì)膜：厚度的透明介質(zhì)膜：D 600nm.A 250nm;C 420nm;B 300nm;（B）解：解：薄膜干涉中反射光和透射光的干涉花薄膜干涉中反射光和透射光的干涉花紋是互補的，透射光中出現(xiàn)三次最弱時，紋是互補的，透射光中出

7、現(xiàn)三次最弱時，反射光中出現(xiàn)三次最強。并且在透明介質(zhì)反射光中出現(xiàn)三次最強。并且在透明介質(zhì)薄膜上下表面反射的相干光存在半波損失。薄膜上下表面反射的相干光存在半波損失。224)12(22nkeken代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù)nme3005 . 2410600) 132(9答案選答案選BP622 17.2.4 如圖所示，兩個不同直徑的圓柱軸線平如圖所示，兩個不同直徑的圓柱軸線平行夾在兩塊玻璃片中間，當單色光垂直入射行夾在兩塊玻璃片中間，當單色光垂直入射時，產(chǎn)生等厚干涉條紋，如果兩鋼球之間的時，產(chǎn)生等厚干涉條紋，如果兩鋼球之間的距離減小，則可觀察到距離減小，則可觀察到（ ）D D 干涉條紋數(shù)不變，條紋間距變小；干

8、涉條紋數(shù)不變，條紋間距變小；A A 干涉條紋數(shù)增加，條紋間距不改變干涉條紋數(shù)增加，條紋間距不改變; ;C C 干涉條紋數(shù)增加，條紋間距變小干涉條紋數(shù)增加，條紋間距變小; ;B B 干涉條紋數(shù)減少，條紋間距增大干涉條紋數(shù)減少，條紋間距增大; ;E E 干涉條紋數(shù)不變，條紋間距增大；干涉條紋數(shù)不變，條紋間距增大；D解：解： 空氣劈尖相鄰兩明（暗）紋的薄膜空氣劈尖相鄰兩明（暗）紋的薄膜厚度差厚度差2e而薄膜厚度最大差值即為兩圓柱直而薄膜厚度最大差值即為兩圓柱直徑之差，是個不變量，徑之差，是個不變量，L L減小，劈尖夾角變大，由條紋間距公減小，劈尖夾角變大，由條紋間距公式式nl2間距變小，故答案選間距

9、變小，故答案選D D故在故在L范圍內(nèi)干涉條紋數(shù)目不變范圍內(nèi)干涉條紋數(shù)目不變17.3.2 在楊氏雙縫干涉實驗中，雙縫間距在楊氏雙縫干涉實驗中，雙縫間距d=0.5mm，雙，雙縫與光屏相距縫與光屏相距D=50cm，當用以折射率為，當用以折射率為1.58的透明介的透明介質(zhì)薄片遮住其中一狹縫時，發(fā)現(xiàn)光屏上的干涉條紋移質(zhì)薄片遮住其中一狹縫時，發(fā)現(xiàn)光屏上的干涉條紋移動了動了0.5cm，試求薄片的厚度。，試求薄片的厚度。PP0) 1(12rren21rr xr1r2Dd解：加上薄片之后中心亮條紋由解：加上薄片之后中心亮條紋由P點移動到點移動到P點，點，此時的光程差為：此時的光程差為：而在未加上薄片前而在未加上

10、薄片前P點的光程差為：點的光程差為：Dxd /mDnxde51072. 1) 1( 17.3.8 在兩平面玻璃板之間放置一可被加熱膨脹的直徑在兩平面玻璃板之間放置一可被加熱膨脹的直徑為為D的細金屬絲。如果用波長為的細金屬絲。如果用波長為589nm的單色鈉光照射，的單色鈉光照射，從如圖所示的劈尖正上方中點處（即從如圖所示的劈尖正上方中點處（即L/2處），觀察到處），觀察到干涉條紋向左移動了干涉條紋向左移動了10條。試求：金屬絲直徑膨脹了條。試求：金屬絲直徑膨脹了多少？如果在金屬絲多少？如果在金屬絲D的上方觀察，可看到幾條干涉條的上方觀察，可看到幾條干涉條紋移動？紋移動？LLL/2De解：因在正上

11、方中點處觀察到干涉條紋解：因在正上方中點處觀察到干涉條紋向左移動了向左移動了10條，所以在中點處兩板間條，所以在中點處兩板間距增加為：距增加為：e=10/2=5由于由于D=2e D=10=5.8910-3 mm如果在金屬絲如果在金屬絲D的上方觀察，可看到的上方觀察，可看到20條干涉條紋移動條干涉條紋移動.P625 17.3.12 當牛頓環(huán)裝置的透鏡和玻璃板之間的空當牛頓環(huán)裝置的透鏡和玻璃板之間的空氣層充以某種液體時，第氣層充以某種液體時，第10個亮環(huán)的直徑個亮環(huán)的直徑由由1.40cm變?yōu)樽優(yōu)?.27cm,試求：這種液體的折試求：這種液體的折射率為多少？射率為多少？解：解：牛頓環(huán)中間是空氣薄膜時

12、，干涉明環(huán)牛頓環(huán)中間是空氣薄膜時，干涉明環(huán)的半徑公式為的半徑公式為Rkrk)21( 第第10個亮環(huán)的直徑個亮環(huán)的直徑210101040. 1211022RrD浸入某種液體后，明環(huán)的半徑變?yōu)榻肽撤N液體后，明環(huán)的半徑變?yōu)?210101027. 1)2110(22nRrD（1）（2）聯(lián)立（聯(lián)立（1）（）（2）兩式）兩式22. 12nP625 17.3.17 如果在空氣中有一厚度為如果在空氣中有一厚度為500nm500nm的薄油膜的薄油膜（n n2 2=1.46=1.46）, ,并用白光垂直照射到此油膜上，并用白光垂直照射到此油膜上，試問：在試問：在390390nm到到760nm760nm的范圍內(nèi)，

13、哪些波長的范圍內(nèi)，哪些波長的反射光最強？的反射光最強？解：解：薄油膜上下都是空氣，當白光垂直照薄油膜上下都是空氣，當白光垂直照射時，反射光存在半波損失，射時，反射光存在半波損失，)2(22) 1 (2222enkken有由把波長把波長390nm390nm代入代入(2)(2)式，式，k=4.2k=4.2把波長把波長700nm700nm代入代入(2)(2)式，式，k=2.6k=2.6干涉級干涉級k k只能取整數(shù)，即只能取整數(shù)，即3 3和和4 4把把k=3k=3和和4 4代入干涉相長公式代入干涉相長公式(1)(1)中，得波長中，得波長分別為分別為584nm584nm和和417nm417nm題題17.

14、1.18已知：用波長為已知：用波長為 的光垂直照射單縫，單縫的光垂直照射單縫，單縫后面有一個凸透鏡，則在屏幕上出現(xiàn)了衍射后面有一個凸透鏡，則在屏幕上出現(xiàn)了衍射條紋。條紋。問：若將問：若將凸透鏡上移或者下移，衍射凸透鏡上移或者下移，衍射條紋如何變化？條紋如何變化？答：衍射條紋會隨著凸透鏡上移（或下移）答：衍射條紋會隨著凸透鏡上移（或下移）而上移（或下移）。而上移（或下移）。解解 如圖光路所示：如圖光路所示：因平行于主光軸的因平行于主光軸的光線，經(jīng)過凸透鏡光線，經(jīng)過凸透鏡以后，會聚焦到主以后，會聚焦到主焦點上，而零級條焦點上，而零級條紋的中心，就是焦紋的中心，就是焦點點,則則 上移，上移，1o1o

15、oo條紋隨之上移。條紋隨之上移。題題17.1.19 sin/ 2kanmk已知：用波長為已知：用波長為 的平行光垂直照射單縫。的平行光垂直照射單縫。(1)求：衍射暗紋第求：衍射暗紋第4級處，對應的單縫可分級處，對應的單縫可分成的半波帶數(shù)目，衍射明紋第成的半波帶數(shù)目，衍射明紋第4級處呢？級處呢？解：解：由在暗紋處：由在暗紋處： 在明紋處：在明紋處：sin/2(21) /2kanmk則則,暗紋暗紋k=4處，為處，為m=8條半波帶；條半波帶； 明紋明紋k=4處，為處，為m=9條半波帶。條半波帶。 (2)求：求：設(shè)凸透鏡焦距為設(shè)凸透鏡焦距為f時，中央明紋的角寬度時，中央明紋的角寬度與與中央明紋的線寬度

16、？中央明紋的線寬度？解：解：由由中央明紋角寬度：中央明紋角寬度：則：中央明紋的線寬度：則：中央明紋的線寬度：題題17.1.190122 /an暗紋012 2 /lffan暗紋題題17.1.19(3)求：若將實驗裝置由空氣中放入液體介質(zhì)中求：若將實驗裝置由空氣中放入液體介質(zhì)中時，衍射條紋的線寬度如何變化？時，衍射條紋的線寬度如何變化？解：由條紋線寬度：解：由條紋線寬度：11-= ()2/kkkkxxxf tgtgfann則當則當 增大時，條紋的線寬度增大時，條紋的線寬度 變小。變小。x17.2.10在雙縫衍射實驗中，如果保持雙縫S1和S2的中心之間的距離d不變，而把兩條縫的寬度a稍微加寬，則：(

17、A)單縫衍射的中央主極大變寬，其中包含的條紋數(shù)目變少；(B)單縫衍射的中央主極大變寬，其中包含的條紋數(shù)目變多；(C)單縫衍射的中央主極大變寬，其中包含的條紋數(shù)目不變；(D)單縫衍射的中央主極大變窄，其中包含的條紋數(shù)目變少。（D）解：對于單縫衍射 a sin=2k /2 (k=1,2,3) 暗紋 tan= sin = x/f (近軸條件下很小) 知 暗紋坐標 x=kf /a (k=1,2,3.)； x1暗= f /a ； 單縫衍射的中央明紋寬度=兩第一暗紋之距 Lo=2x1暗=2 f /a 。 因a 則Lo 對于雙縫干涉 d sin=2k /2 (k=0,1,2,3.) tan= sin = x

18、/D (近軸條件下很小) 相鄰兩明紋或暗紋的中心距離為 x=D/d 不變 條紋的數(shù)目N=Lo/ x 變少17.2.13一衍射光柵對某一定波長的垂直入射光，在屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，要使屏幕上出現(xiàn)更高級次的主極大，應該：(A)將光柵向靠近屏幕的方向移動；(B)將光柵向遠離屏幕的方向移動；(C)換一個光柵常數(shù)較大的光柵；(D)換一個光柵常數(shù)較小的光柵。(C)解：1光柵衍射是單縫衍射和多縫干涉調(diào)制的結(jié)果。 2由雙縫干涉的結(jié)論知，光柵靠近屏幕將影響條紋間距的變化。 3由光柵公式 多縫干涉的主極大（明紋） d sin=2k/2 (k=0,1,2,3.) 和 單縫衍射的極小值（暗紋） a sin=

19、2k /2 (k=1,2,3) 暗紋 知k/k=d/a 由此：當 d較小，k和k的值差別也小，說明發(fā)生缺級現(xiàn)象的在低級數(shù)上，要看到更多的次級大，需增加d, 同時透光部分a要相應小些。17.2.17每厘米有5000條縫的光柵，用波長=589nm的鈉光，垂直照射在夫瑯禾費衍射光柵上，則在光屏上最多能夠觀察到的條紋級數(shù)為：(A)6；(B)5；(C)3；(D)4。（C）解：多縫干涉的主極大 d sin=2k /2 (k=0,1,2,3.) d=L/N=210-6m 最大衍射角=90o k=L/(N )=1 10-2/5000/(589 10-9)=8.49 8 因90o是極限條件，取7. 沒有答案！

20、這樣的： k=1 210-6 sin1=1 589 10-9 k=2 210-6 sin2=2 589 10-9 k=k 210-6 sink=k 589 10-9 則 sink=k 0.2945 且-1sink1。k=3.3955，最大取3 已知：白光平行光垂直照射光柵，光柵常數(shù)已知：白光平行光垂直照射光柵，光柵常數(shù)d=40000nm,白光中的紅光波長白光中的紅光波長 ，紫光波長紫光波長 ，凸透鏡的焦距，凸透鏡的焦距f=2m。. 題17.3.23(本碩）=750nm紅=400nm紫sinkdnk求：（求：（1）第）第2級衍射光譜中紅光譜與紫光級衍射光譜中紅光譜與紫光譜之間的距離為何？譜之間的

21、距離為何？解：由光柵公式解：由光柵公式sin/kkkxf tgff kdn光譜線位置光譜線位置得到：得到：題17.3.23+2+2-2-/=22m(750-400)nm/40000nm=3.5 cm)xxfdn紅紅紫紫（）（求：（求：（2）第）第2級紫光譜與第級紫光譜與第1級紅光譜線級紅光譜線之間的距離？之間的距離？解：即解：即+1+2-/=2m(2 400-750)nm/40000nm=0.25cm)xxfdn紅紅紫紫（2）（求：（求：（3）此紅光譜線與紫光譜線級次位置）此紅光譜線與紫光譜線級次位置重合的條件？重合的條件？解：由光譜線位置重合條件：解：由光譜線位置重合條件：題17.3.23=

22、xxk紅k紫kk紅 紅紫紫/400/7508/15kknmnm紅紅紫紫或者：或者：即：即：第第8級紅光譜線與第級紅光譜線與第15級紫光譜線位置會相重合級紫光譜線位置會相重合已知：波長為已知：波長為 的單色光，以的單色光，以 斜入射到光柵上，發(fā)現(xiàn)在垂直入射時的中央斜入射到光柵上，發(fā)現(xiàn)在垂直入射時的中央明紋的位置現(xiàn)在改變?yōu)槊骷y的位置現(xiàn)在改變?yōu)樾比肷湎碌牡谛比肷湎碌牡?2級位級位置。置。題17.3.24500nm3 0求：（求：（1）該光柵）該光柵1cm寬度上的刻痕數(shù)目為何？寬度上的刻痕數(shù)目為何？解：如圖所示解：如圖所示0o o o點是垂直入點是垂直入射時的中央射時的中央明紋的位置明紋的位置o點是斜

23、入射下的中央明紋位置，點是斜入射下的中央明紋位置，則在則在o點有：點有：題17.3.2400(sinsin)0kdnk0sinsin1/22sin2dn即即o在垂直入射下為在垂直入射下為+2級光譜線的位置級光譜線的位置即即由光柵公式由光柵公式20=3022/sin42000dnnm刻痕數(shù)目為：刻痕數(shù)目為：1/5000(cm d 條）求：（求：（2）在屏幕上最多可以看到幾級光譜？）在屏幕上最多可以看到幾級光譜？ 解：如圖斜入射下：解：如圖斜入射下：向上方數(shù)最高理論上可見級次為向上方數(shù)最高理論上可見級次為題17.3.24(sin/2 sin)/2(mkdn級）+(sin/2+sin)/6(mkdn

24、級）向下方數(shù)最高理論理論上可見級次為向下方數(shù)最高理論理論上可見級次為故：最高理論上可見級次為故：最高理論上可見級次為6級級題17.3.24 注：實際上，因上下邊沿兩級趨于無窮遠處，注：實際上，因上下邊沿兩級趨于無窮遠處，是不可見到的。是不可見到的。故：在屏上實際可以見到的光譜級次為：故：在屏上實際可以見到的光譜級次為：+1、0、-1、-2、-3、-4、-5=/ 2k即在即在處不可見。處不可見。17.3.25波長=600nm的單色光垂直入射在一平面透射光柵上，第二級、第三級主極大分別位于sin2=0.20與sin3=0.30處，第四級缺級。試求：光柵常量為多少？縫寬為多少？在所求得的a、b值得條

25、件下，在衍射角為-90o 90o范圍內(nèi)，實際能觀察到的主極大和全部衍射條紋數(shù)各是多少？解：由光柵主極大公式及缺級現(xiàn)象： d sin= k k/k=d/a 其中： k=2 時 sin=0.2 k=3 時 sin=0.3 k=4 時 k=1 =6 10-9m 得d=6.0 10-6m a=1.5 10-6m 由 sin= k/d; -1 sin1 kmax=9 即-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2- 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 在4的整數(shù)倍缺級 -9 -7 -6 -5 -3 -2 -1 0 1 2 3 5 6 7 9 最大主極大9，衍射明紋15條 一束光是自然光和線偏振

26、光的混合光，一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片，如果以此入射光束讓它垂直通過一偏振片，如果以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強度最大值是為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強度最大值是最小值的最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為振光的光強比值為 _ 。 P621 17.1.28解：根據(jù)馬呂斯定理，自然光對過偏振片，解：根據(jù)馬呂斯定理，自然光對過偏振片，光強減半，線偏光經(jīng)過偏振片，最大光強為其光強減半，線偏光經(jīng)過偏振片，最大光強為其本身，最小光強為零?？偟墓鈴姙閮晒鈴姷暮汀１旧恚钚」鈴姙榱?。總的光強為兩光強的和。 設(shè)線偏振光占設(shè)線

27、偏振光占x, ,自然光為自然光為1x,1：2由題意有：由題意有：21521xxx解之得解之得32x所以，自然光與線偏振光的光強比值為：所以，自然光與線偏振光的光強比值為：211xxP622 17.1.33在雙縫干涉實驗裝置的縫后，各放置一片偏振在雙縫干涉實驗裝置的縫后，各放置一片偏振片，則：片，則：兩偏振片的偏振化方向與狹縫平行，兩偏振片的偏振化方向與狹縫平行，單色自然光產(chǎn)生的干涉條紋其光強單色自然光產(chǎn)生的干涉條紋其光強I將將_，但干涉條紋的但干涉條紋的_和和_不變；不變；兩偏振光的偏振化方向相互垂直，其中一片偏兩偏振光的偏振化方向相互垂直，其中一片偏振片偏振化方向與狹縫成振片偏振化方向與狹縫

28、成450角，單色自然光產(chǎn)生角，單色自然光產(chǎn)生的干涉條紋將的干涉條紋將_。位置位置條紋間距條紋間距減弱減弱消失消失 解：（解：（1）因為兩偏振片振動方向相同，）因為兩偏振片振動方向相同，當自然光通過偏振片后，變成線偏振光，振當自然光通過偏振片后，變成線偏振光，振動方向相同，依然滿足相干條件，且由于偏動方向相同，依然滿足相干條件，且由于偏振片很薄，對光程差的影響可略，所以，干振片很薄，對光程差的影響可略，所以，干涉條紋的位置與條紋間距和沒有偏振片時基涉條紋的位置與條紋間距和沒有偏振片時基本一致，只是強度由于偏振片吸收而減弱。本一致，只是強度由于偏振片吸收而減弱。 （2）由于從兩偏振片射出的光方向相互垂）由于從兩偏