高二物理競賽牛頓環(huán)單縫課件

11牛頓環(huán)

單縫衍射2一、選擇題解：1.牛頓環(huán)所用的平凸透鏡與平板玻璃的折射率相同，平凸透鏡的曲率半徑為0.254m，用波長為630nm入射光垂直入射，測得從中心向外數(shù)第K環(huán)和第K+N環(huán)的半徑分別為0.70mm和1.7mm，則N為(A)13；(B)14；(C)15；(D)16。由和（明條紋）（暗條紋）【C】32.在觀察單縫夫瑯和費衍射時，如果單縫垂直于它后面的透鏡的光軸向上或向下移動，屏上衍射圖樣將：（A）整體向下移動

（B）整體向上移動

（C）整體收縮

（D）不發(fā)生改變

【

D

】

對于垂直的入射光，上述光程差完全由衍射角決定，單縫垂直于光軸上下移動，對衍射角無影響，也不影響衍射圖樣。4解：設(shè)光屏上第k級暗條紋的位置為x。單縫夫瑯和費衍射暗紋條件為二、填空題l.

有一單縫，寬度a=0.10mm，在縫后放置一焦距為f＝50cm的會聚透鏡，用平行綠光（λ=546nm）垂直照射單縫，位于透鏡焦平面處的屏幕上的中央條紋寬度為________________，第二級明紋寬度____________。因θ很小，有即k＝1時，可得中央明條紋的寬度為5第k級明條紋的寬度為與k無關(guān)，即各級明條紋的寬度均相等，為中央明條紋的寬度為各級明紋寬度的兩倍，即62.在利用牛頓環(huán)測量未知單色光波長的實驗中，當(dāng)用已知波長為589.3nm的鈉黃光垂直照射時，測得第一和第四明環(huán)的距離為4mm，當(dāng)用波長為未知的單色光垂直照射時，測得第一和第四明環(huán)的距離為3.85mm，該單色光的波長為______。（牛頓環(huán)平凸透鏡與平板玻璃折射率相同）

牛頓環(huán)裝置產(chǎn)生的干涉明環(huán)半徑

1、4兩個干涉明環(huán)半徑之差（n=1）

波長改變后73.在夫瑯和費單縫衍射的實驗中,波長為λ的單色光垂直入射在縫寬a=10λ的單縫上,則在衍射角為30°的方向上,屏上出現(xiàn)的相應(yīng)條紋是第______級_______紋（明或暗）。依題意滿足單縫衍射暗紋公式，并且級數(shù)為k=5暗83.波長為20m的海面波垂直進入寬為50m的港口，在港內(nèi)海面上衍射波的中央波束的角寬度是______。解：單縫衍射問題：中央波束半角寬為中央波束角寬為9三、計算題1.

圖示一牛頓環(huán)實驗裝置，開始時中間是空氣，當(dāng)透鏡與玻璃之間充以某種液體時，第10個亮環(huán)的直徑由1.4cm變?yōu)?.27cm，試求這種液體的折射率。牛頓環(huán)暗環(huán)半徑

開始透鏡與玻璃之間為空氣時n＝1后來充入折射率為n2的介質(zhì)102.用波長λ1=400nm和λ2=700nm的混合光垂直照射單縫，在衍射圖樣中，λ1的第k1級明紋中心位置恰好與λ2的第k2級暗紋中心位置重合，求k1和k2的

最小值；λ1的暗紋中心位置能否與λ2的暗紋中心位置重合？解：當(dāng)λ1的第k1級明紋中心位置恰好與λ2的第k2級暗紋中心位置重合時，這兩個條紋在

方向上的光程差相等，即有得使上式成立，k取最?。?1若λ1的第k1級暗紋與λ2的第k2級暗紋位置重合，有得λ

1的暗紋可以與λ2的暗紋位置重合。12一、選擇題分析：由光柵方程最多見到的條紋級數(shù)kmax對應(yīng)的φ=π

/2B實際看到的最高級次為31.用λ=590nm的鈉黃光垂直入射到每毫米有500條刻痕的光柵上，問最多能看到第幾級明條紋?【】(A):2(B):3(C):4(D):5132.一束自然光以布儒斯特角入到某介質(zhì)表面,則反射光與折射光的偏振情況是【】(A)反射光與折射光都是完全偏振光.(B)反射光與折射光都是部分偏振光.(C)反射光是完全偏振光,折射光是部分偏振光.(D)反射光是部分偏振光,折射光是完全偏振光.

C反射光是只有垂直振動的偏振光，折射光是平行振動占優(yōu)勢的部分偏振光14二、填空題1．一束波長為600nm的平行光垂直入射某一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為30°，且第三級是缺級。則光柵常數(shù)a+d=________nm，透光縫可能的最小寬度a＝__________nm。解：根據(jù)光柵方程2400800152.一束自然光自空氣射向薄膜表面，當(dāng)入射角為52°45′時發(fā)現(xiàn)反射光為完全偏振光，則折射角為______；反射光與折射光的夾角為____________，膜的折射率為___________。37o15′1.32解：根據(jù)布儒斯特定律及，得：空氣90o163.自然光和線偏振光的混合光束，通過一偏振片時，隨著偏振片以光的傳播方向為軸轉(zhuǎn)動，透射光的強度也跟著改變，如最強和最弱的光強之比為6:1，那么入射光中自然光和線偏振光的強度之比為____________。

解：設(shè)混合光束中的自然光光強為I0，線偏振光光強為I1，透射光強最大值為Imax，最小值為Imin，有所以，有2:517三、計算題1.

以氫放電管發(fā)出的光垂直照射在某光柵上，在衍射角φ=30°的方向上看到λ1=750nm和λ2=450nm的譜線相重合。求光柵常數(shù)的最小值是多少？最小值取解：（1）根據(jù)光柵干涉的主極大條件譜線重疊時滿足：182.如圖所示，一塊折射率n=1.50的平面玻璃浸在水中（n′＝1.33），已知一束自然光入射到水面時反射光是完全偏振光