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习题13
13.1选择题
（1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ]
(A) 使屏靠近双缝．
(B) 使两缝的间距变小．
(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．
(D) 改用波长较小的单色光源． [答案：C]
（2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移．
(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A]
（3）一束波长为?的单色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，则薄膜最小的厚度为[ ] (A) ????? ． (B) ? / (4n)．
(C) ????? ． (D) ? / (2n)． [答案：B]
（4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ]
(A) 2 ( n-1 ) d． (B) 2nd． (C) 2 ( n-1 ) d+? / 2． (D) nd．
(E) ( n-1 ) d． [答案：A]
（5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长?，则薄膜的厚度是 ［ ］
(A) ????? ． (B) ? / (2n)．
(C) ???? n ． (D) ? / [2(n-1)]． [答案：D]
13.2 填空题 S1 （1）如图所示，波长为?的平行单色光斜入射到距离
??为d的双缝上，入射角为?．在图中的屏中央O处
O (S1O?S2O)，两束相干光的相位差为
________________． ?? S2 [答案：2?dsin?/?]
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（2）在双缝干涉实验中，所用单色光波长为?＝562.5 nm (1nm＝10 m)，双缝与观察屏的
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d .
距离D＝1.2 m，若测得屏上相邻明条纹间距为?x＝1.5 mm，则双缝的间距d＝__________________________．
[答案：0.45mm]
（3）波长?＝600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个明环与第五个明环所对应
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的空气膜厚度之差为____________nm．(1 nm=10 m)
[答案：900nm ]
（4）在杨氏双缝干涉实验中，整个装置的结构不变，全部由空气中浸入水中，则干涉条纹的间距将变 。（填疏或密）
[答案：变密 ]
（5）在杨氏双缝干涉实验中，光源作平行于缝S1，S2联线方向向下微小移动，则屏幕上的干涉条纹将向 方移动。
[答案：向上 ]
（6）在杨氏双缝干涉实验中，用一块透明的薄云母片盖住下面的一条缝，则屏幕上的干涉条纹将向 方移动。
[答案：向下 ]
（7）由两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以垂直于下平玻璃的方向离开平移，则干涉条纹将向 平移，并且条纹的间距将 。
[答案：棱边，保持不变 ]
13.3 某单色光从空气射入水中，其频率、波速、波长是否变化?怎样变化? 解: ?不变，为波源的振动频率；?n??空n变小；u??n?变小．
13.4 什么是光程? 在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程是否相同?其所需时间是否相同?在光程差与位相差的关系式???波长,为什么?
解:??nr．不同媒质若光程相等，则其几何路程定不相同；其所需时间相同，为?t?因为?中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。
13.5 用劈尖干涉来检测工件表面的平整度，当波长为?的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如题13.5图所示，每一条纹的弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切．试说明工件缺陷是凸还是凹?并估算该缺陷的程度．
解: 工件缺陷是凹的．故各级等厚线(在缺陷附近的)向棱边方向弯曲．按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为?e?2??? 中,光波的波长要用真空中
?． C?2，这也是工件缺陷的程度．
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题13.5图 题13.6图
13.6 如题13.6图，牛顿环的平凸透镜可以上下移动，若以单色光垂直照射，看见条纹向中 心收缩，问透镜是向上还是向下移动?
解: 条纹向中心收缩，透镜应向上移动．因相应条纹的膜厚ek位置向中心移动．
13.7 在杨氏双缝实验中，双缝间距d=0.20mm，缝屏间距D＝1.0m，试求：
(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单色光的波长； (2) 相邻两明条纹间的距离．
1?103D?2?， 解: (1)由x明?k?知，6.0?0.2d∴ ??0.6?10?3mm ?6000A
oD1?103???0.6?10?3?3 mm (2) ?x?d0.2
13.8 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置．若入射光的波长为5500A，求此云母片的厚度． 解: 设云母片厚度为e，则由云母片引起的光程差为
o??ne?e?(n?1)e
按题意
??7?
7?7?5500?10?10??6.6?10?6m ?6.6?m ∴ e?n?11.58?1
13.9 洛埃镜干涉装置如题13.9图所示，镜长30cm，狭缝光源S在离镜左边20cm的平面内，与镜面的垂直距离为2.0mm，光源波长??7.2×10m，试求位于镜右边缘的屏幕上第一条明条纹到镜边缘的距离．
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波动光学大学物理答案
