光的干涉和干涉儀習(xí)題集

《光的干涉和干涉儀習(xí)題集》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第三章　　光的干涉和干涉儀3.1在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若兩小孔距離為0.4mm,觀察屏至小孔所在平面距離為100cm,在觀察屏上測得干涉條紋的間距為1.5mm,試求所用光波的波長。3.2波長為589.3的鈉光照射在一雙縫上，在距雙縫100cm的觀察屏上測量20個(gè)條紋寬2.4cm,試計(jì)算雙縫之間的距離。3.3設(shè)雙縫間距為1mm,雙縫離觀察屏為1m，用鈉光燈做光源，鈉光燈發(fā)出波長為＝589nm和=589.6nm兩種單色光，問兩種單色光各自的第10級(jí)條紋之間的距離是多少？3.4在楊氏實(shí)驗(yàn)中，兩小孔距離為1mm，觀察屏離小孔的距離為50cm。當(dāng)用一片

2、折射率為1.58的透明薄片貼住其中一個(gè)小孔時(shí)，發(fā)現(xiàn)屏上的條紋移動(dòng)了0.5cm，試決定該薄片的厚度。4題圖3.5一個(gè)長30mm的充以空氣的氣室置于楊氏裝置中的一個(gè)小孔前，在觀察屏上觀察到穩(wěn)定的干涉條紋系。然后抽出氣室中空氣，注入其中氣體，發(fā)現(xiàn)條紋系移動(dòng)25個(gè)條紋。已知照明光波波長=656.28nm，空氣折射率n=1.000276，試求注入氣室內(nèi)的氣體的折射率。3.6菲涅耳雙面鏡實(shí)驗(yàn)中。單色光波長500nm，光源和觀察屏到雙面鏡交線的距離分別為0.5m和1.5m，雙面鏡的夾角為，試求(1)觀察屏上條紋的間距；(2)屏上最多可看到多少亮條紋?3

3、.7菲涅耳雙面鏡實(shí)驗(yàn)中，光源和觀察屏到雙棱鏡的距離分別為10cm和90cm，觀察屏上條紋間距為2mm．單色光波長589.3nm，計(jì)算雙棱鏡的折射角(已知雙棱鏡的折射率為l.52)。3.8比累對(duì)切透鏡實(shí)驗(yàn)中，透鏡焦距為20cm，兩半透鏡橫向間距為O.5mm，光源和觀察屏到透鏡的距離分別為40cm和lm，光源發(fā)出的單色光波長為500nm，求條紋間距。3.9在圖所示的洛埃透鏡實(shí)驗(yàn)中，光源到觀察屏的垂直距離為1.5m，到洛埃鏡面的垂直距離為2mm，羅埃鏡長40cm，置于光源和屏之間的中央。（1）確定屏上可以看到條紋的區(qū)域大小；（2）若光波波長50

4、0nm，條紋間距是多少？在屏上可看見幾個(gè)條紋？（3）寫出屏上光強(qiáng)分布的表達(dá)式。9題圖3.10試?yán)梅颇p面鏡裝置，證明光源的臨界寬度和干涉孔徑角的關(guān)系為。3.11試對(duì)于洛埃鏡和菲涅耳雙棱鏡干涉裝置，證明光源的臨界寬度和干涉孔徑角之間也有關(guān)系。3.12在點(diǎn)光源的干涉實(shí)驗(yàn)中，若光源的光譜強(qiáng)度分布為（參看圖）　　　　式中，試證明干涉條紋對(duì)比度的表達(dá)式可近似地寫為并繪出對(duì)比度K隨光程差的變化曲線。12題圖3.13在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，照明兩小孔的光源是一個(gè)直徑是2mm的圓形光源。光源發(fā)出的波長為500nm，它到小孔的距離為1.5m，問兩小孔能夠發(fā)生

5、干涉的最大距離是多少？3.14菲涅耳雙棱鏡實(shí)驗(yàn)中，光源到雙棱鏡和觀察屏的距離分別為25cm和1m，光的波長為546nm，問要觀察到清晰的干涉條紋，光源的最大橫向?qū)挾仁嵌嗌伲浚p棱鏡的折射率n=1.52，折射角是。）3.15已知太陽直徑對(duì)地面的張角為0.01rad（約等于30’），太陽光的極大位于波長550nm處，試計(jì)算地球表面的相干面積。3.16若光波的波長寬度為，頻率寬度為，試證明。式中和分別為該光波的頻率和波長。對(duì)于波長為632.8nm的氦氖激光，波長寬度=2*10-8nm，試計(jì)算它的頻率寬度和相干長度。3.17試對(duì)于平行平板情況，證

6、明光源的臨界寬度和干涉孔徑角也有關(guān)系。17題圖3.18在圖所示的干涉裝置中，若照明光波的波長600nm，平板的厚度h=2mm，折射率n=1.5，其下表面涂上某種高折射率介質(zhì)(nH)，問（1）在反射光方向觀察到的干涉圓環(huán)條紋的中心是亮紋還是暗斑？（2）由中心向外計(jì)算，第10個(gè)亮環(huán)的半徑是多少？（觀察望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距為。）（3）第10個(gè)亮環(huán)處的亮紋間距是多少？18題圖3.19證明玻璃平板產(chǎn)生的等傾圓條紋的直徑，是同一厚度的空氣板的等傾圓條紋直徑的倍（和分別是光束在玻璃平板表面入射角和折射角）3.20用氦氖激光照明邁克耳孫干涉儀，通過望遠(yuǎn)鏡看到

7、視場內(nèi)有20個(gè)暗環(huán)，且中心是暗斑。然后移動(dòng)反射鏡M1，看到環(huán)條紋收縮，并一一在中心消失了20環(huán)，此時(shí)視場內(nèi)只有10個(gè)暗環(huán)，試求（1）M1移動(dòng)前中心暗斑的干涉級(jí)數(shù)（設(shè)干涉儀分光板G1沒有鍍膜）；（2）M1移動(dòng)后第5個(gè)暗環(huán)的角半徑。3.21在3.18題圖所示的平行平板干涉裝置中，若平板的厚度和折射率分別為h=3mm和n=1.5，望遠(yuǎn)鏡的視場角為60，光的波長450nm，問通過望遠(yuǎn)鏡能夠看到幾個(gè)亮條紋。3.22用等厚條紋測一玻璃光楔的楔角時(shí)，在長達(dá)5cm的范圍內(nèi)共有15個(gè)亮紋，玻璃折射率n=1.52，所用單色光波長600nm，問此光楔的楔角是多

8、少？3,23利用牛頓測透鏡的曲率半徑時(shí)，測量出第10個(gè)暗環(huán)的直徑為2cm，若所用單色光波長為500nm，透鏡的曲率半徑為多少？3.24證明牛頓環(huán)條紋的間距e滿足關(guān)系式　式中，N是由中心向外計(jì)算