《大学物理AII》作业 光的干涉

2026/1/27 16:31:53

条暗条纹中心。

(1) 求此空气劈尖的劈尖角?;

(2) 改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条

纹还是暗条纹?

(3) 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹? 几条暗纹?

??解:(1) 暗纹条件:??2e???2k?1?,则棱边处k=0为第一条暗纹,第四条暗

22纹对应k=3,即eA?eAl32?,又

el??,所以

?9?2 ???3?2l?3?500?102?1.56?10?4.81?10?5?rad?

(2) 改为???600nm的单色光,设 2eA?2eA???23?2??3??2?k???

则有k??????2可见A处为明纹(第三级明纹)。

??12600?500?12?3为整数

(3) 由上(2)可知A处为第三条明纹,所以从棱边到A处,共有三条明纹,三条暗纹,明参见右图。

leA暗2.在双缝干涉实验中,两缝相距1mm,屏离缝的距离为1m,若所用光源含有波长

600nm和540nm两种光。试求:

(1) 两光波分别形成的条纹间距。

(2) 两组条纹之间的距离与级数之间的关系。 (3) 这两组条纹之间有可能重合吗?

解:已知d?1mm,D?1m,?1?540nm,?2?600nm。

(1)两光波分别形成的条纹间距?x1和?x2为

?x1?Dd?1?11?10?3?540?10?9m?0.54mm

?x2?

Dd?2?11?10?3?600?10?9m?0.60mm

(2)在两光波各自的干涉条纹中,第k级明纹中心的位置分别为

x1k?kDd?1,x2k?kDd?2

它们的间隔为

?xk?kDd(?2??1)?kDd???6k?10?2mm

不同波长、相同级数条纹的间隔?xk随着干涉级数k的增大而增大。

(3)在两组干涉条纹中,当?2的k级和?1的(k+1)级条纹重合时,有

(k?1)Dd?1?k?Dd?2

?9

得 k??1?2??1540600?540从?2?600nm的k?9级开始,都将有x1(k?2)?x2(k?1),即两组条纹重合。

3.图示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R=400cm。用单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30cm。

(1) 求入射光的波长。 (2) 设图中OA=1.00cm,求在半径为OA的范围内可观察到

的明环数目。

解:(1) 由牛顿环装置知:明环半径为

第5个明环k?5,所以入射光波长

r?2k?12R?,k?1,2,3?

..OA??2r2?2k?1?R?2?0.30?10??2?2?2?2?5?1??400R?,?10?5?10?7?m??500(nm)

(2)由明环半径公式:r?2k?12k?1,2,3?

k?r2R??12?(1.0?10400?10?2?2)2?7?5?10?12?50.5

所以在OA范围内可观察到50个明纹。


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