光学和量子物理习题全解：波动光学干涉下.pdf

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1、一计算题(共267分)1.(本题5分)(0419)在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm．在距双缝1m远的屏上观察干涉条纹，若入射光是波长为400nm至760nm的白光，问屏上离零级明纹20-9mm处，哪些波长的光最大限度地加强？(1nm＝10m)2.(本题5分)(0636)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，若r1PSP−SP=r−r=λ/3，求P点的强度I与干涉加S1r22121强时最大强度Imax的比值．S23.(本题5分)(3181)白色平行光垂直入射到间距为a＝0.25mm的双缝上，距D=50cm处放置屏幕，分别求第一级和第五级明纹彩色带的宽度．(设白光的波长范围是从40

2、0nm到760nm．这里说的“彩色带宽度”指两个极端波长的同级明纹中心之间的距-9离．)(1nm=10m)4.(本题10分)(3182)在双缝干涉实验中，波长λ＝550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a＝2×-410m的双缝上，屏到双缝的距离D＝2m．求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；-5(2)用一厚度为e＝6.6×10m、折射率为n＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零-9级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1nm=10m)5.(本题5分)(3502)在双缝干涉实验中，双缝与屏间的距离D＝1.2m，双缝间距d＝0.45mm，若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距为1.5mm，求光

3、源发出的单色光的波长λ．6.(本题5分)(3503)-9在双缝干涉实验中，用波长λ＝546.1nm(1nm=10m)的单色光照射，双缝与屏的距离D＝300mm．测得中央明条纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm，求双缝间的距离．7.(本题8分)(3613)在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n1d＝1.4)覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n2＝1.7)Sn1r11覆盖缝S2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处OO9Sr2变为第五级明纹．设单色光波长λ＝480nm(1nm=10m)，2n2求玻璃片的厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片)．8.(本题5分)(3615)在

4、双缝干涉实验中，若缝间距为所用光波波长的1000倍，观察屏与双缝相距50cm．求相邻明纹的间距．9.(本题5分)(3617)在双缝干涉实验中，所用单色光的波长为600nm，双缝间距为1.2mm双缝与屏相距500mm，求相邻干涉明条纹的间距．第1页10.(本题8分)(3651)-9薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长λ＝546.1nm(1nm=10m)的平面光波正入射到钢片上．屏幕距双缝的距离为D＝2.00m，测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为Δx＝12.0mm．(1)求两缝间的距离．(2)从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离？(3)如果使光波斜入射到钢

5、片上，条纹间距将如何改变？11.(本题8分)(3656)在双缝干涉实验装置中，幕到双缝的距离D远大于双缝之间的距离d．整个9双缝装置放在空气中．对于钠黄光，λ＝589.3nm(1nm=10m)，产生的干涉条纹相邻两明条纹的角距离(即相邻两明条纹对双缝中心处的张角)为0.20°．(1)对于什么波长的光，这个双缝装置所得相邻两明条纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10％？(2)假想将此整个装置浸入水中(水的折射率n＝1.33)，相邻两明条纹的角距离有多大？12.(本题10分)(3685)在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的距屏S1离分别为l1和l2，并且l1－l2＝3λ，λ为

6、入射光的波长，双l1dO缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D>>d)，如S0l2S2D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．13.(本题5分)(3686)在双缝干涉实验中，用波长λ=500nm的单色光垂直入射到双缝上，屏与双缝的距离D=200cm，测得中央明纹两侧的两条第十级明纹中心之间距离为Δx=2.209cm，求两缝之间的距离d．(1nm=10m)14.(本题10分)(3687)双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离xD＝120cm，两缝之间的距离d＝0.50mm，用波长λ＝λS1-9500nm(1nm=10m)的单色光垂直照射双缝．dO

7、(1)求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明S2D条纹的坐标x．-2(2)如果用厚度l＝1.0×10mm，折射率n＝1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标x′．第2页15.(本题5分)(5323)在如图所示的瑞利干涉仪中，T1、T2是两个长度都是l的T1L2CL1S1S气室，波长为λ的单色光的缝光源S放在透镜L1的前焦面上，λEO在双缝S1和S2处形成两个同相S2T2位的相干光源，用目镜E观察透l镜L2焦平面C上