第15章 光的干涉 习题解答河北工程大学大学物理课后习题答案VIP免费

《大学物理学》习题解答15-1第15章15-1一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？答：单色光从空气射入水中，其频率不变；波速变大；波长变长。15-2什么是光程？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？在相位差与光程差的关系式2中，光波的波长要用真空中的波长，为什么？答：光在某一媒质中所经过的几何路程r和该介质的折射率n的乘积nr称作光程。当光通过几种介质时，光程=iinr。光程可认为是在相同时间内，光在真空中通过的路程。在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程不相同，所需时间相同。在均匀介质中，cnrrctu，因此光程可认为是在相同时间内，光在真空中通过的路程。引进光程的概念后，我们就可将光在媒质中经过的路程折算为光在真空中的路程，这样便可统一用真空中的波长来比较两束光波经历不同介质时所引起的相位改变。若令光程差1122()nrnr，则两束光到达P点的相位差为2，上式中，不论光在何种介质中传播，均是光在真空中的波长。15-3单色光射在两个相距为0.2mm的狭缝上，在狭缝后1.0m的屏幕上，从第一级明纹到同侧第四级明纹间的距离为7.5mm，求此单色光的波长。解：根据双缝干涉明条纹条件，光程差sinxddkD，可得,0,1,2,Dxkkd所以同侧第一级明纹与第四级明纹间距41(41)3DDxxdd得此单色光的波长3341()7.5100.210m500nm331.0xxdD15-4波长为589.3nm的钠光照射在一双缝上，在距双缝200cm的观察屏上测量20个条纹共宽3cm，试计算双缝之间的距离。解：由题意，条纹间距为：30.15cm20Dxd所以双缝间距为：9322.00589.3100.7910m0.1510Ddx15-5杨氏双缝干涉实验中，两小孔的间距为0.5mm，光屏离小孔的距离为50cm，光以1.6n的透明薄片贴住小孔2S时，发现屏上的条纹移动了1cm，试确定该薄片的厚度e。解：原来的双缝干涉中，第k级明条纹位于x处，条件为21xdrrkD第15章光的干涉15-2得：kDxd若云母片覆盖2S，设第k级明条纹移到了坐标为x处，对应的两条光束的光程差为2121'(1)(1)xdrenerrrneneD第k级明条纹的条件为''(1)xdnekD得：(1)'kDDenxdd则(1)|||'|Denxxxd所以薄片厚度35|'|0.010.5101.6710m(1)0.5(1.61)xxdeDn15-6双缝干涉中，波长550.0nm单色平行光垂直入射到双缝间距4210md的双缝上，屏到缝间距2mD。求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心间距；(2)用一厚度66.610me，折射率1.58n的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移动到原来的第几级明纹处？解：(1)第k明纹中心位置为,0,1,2,Dxkkd那么两条第10级明纹中间间距为710104202025.5100.11m210Dxxd(2)第k级明纹对应的两条光束的光程差21rrk设狭缝2S覆盖上云母片后，零级明纹(中央明纹)将移到此处，则有2121(1)0renerrrne解得67(1)(1.581)6.61075.510nek即零级明纹移到覆盖云母片的狭缝这一侧的原来的第7级明纹处。15-7在杨氏干涉实验中，两小孔的距离为1.5mm，观察屏离小孔的垂直距离为1m，若所用光源发出波长1650nm＝和2532nm＝的两种光波，试求两光波分别形成的条纹间距以及两组条纹的同侧两个第8级亮纹之间的距离。解：第k明纹中心位置为,0,1,2,Dxkkd对于1＝650nm的光波，条纹间距为：《大学物理学》习题解答15-3931131650100.43310m1.510Dxd对于2＝532nm的光波，条纹间距为：932231532100.35510m1.510Dxd两组条纹的同侧第8级条纹之间的距离为：331212()8(0.4330.355)10m0.62410mDDxkkkxxdd15-8在玻璃板(折射率为1.50)上有一层油膜(折射率1.30)。已知对于波长为500nm和700nm的垂直入射光都发生反射相消，而这两波长之间无...