2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：光的干涉習(xí)題

光的干涉習(xí)題課件17-1如圖所示，G1和G2是兩塊塊規(guī)(塊規(guī)是兩個(gè)端面經(jīng)過(guò)磨平拋光，達(dá)到相互平行的鋼質(zhì)長(zhǎng)方體)，G1的長(zhǎng)度是標(biāo)準(zhǔn)的，G2是同規(guī)格待校準(zhǔn)的復(fù)制品(兩者的長(zhǎng)度差在圖中是夸大的)。G1和G2放置在平臺(tái)上，用一塊樣板平玻璃T壓住。

(1)設(shè)垂直入射光的波長(zhǎng)l

=589.3nm，G1與G2相隔d=5cm，T與G1以及T與G2間的干涉條紋的間隔都是0.5mm。試求G1與G2的長(zhǎng)度差;(2)如何判斷G1

、G1哪一塊比較長(zhǎng)一些?

(3)如果T與G1間的干涉條紋的間距是0.5mm，而T與G2間的干涉條紋的間距是0.3mm，則說(shuō)明了什么問(wèn)題?G1G2adcbaT返回結(jié)束解：l2lsina

=l2lsina

===589.3×10-6589.3×10-92×0.5×10-3hdsina

==5×10-2×589.3×10-6=2.95×10-5(m)G1G2dhaT返回結(jié)束17-2一實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，一塊平玻璃片上放一滴油，當(dāng)油滴展開(kāi)成油膜時(shí)，在單色光(波長(zhǎng)l=600nm)垂直照射下，從反射光中觀察油膜所形成的干涉條紋(用讀數(shù)顯微鏡觀察)，已知玻璃的折射率n1=1.50，油滴的折射率n2=1.20。

(1)當(dāng)油滴中心最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距h=l.2mm時(shí)，描述所看到的條紋情況，可以看到幾條明條紋?明條紋所在處的油膜的厚度是多?中心點(diǎn)的明暗如何?

(2)當(dāng)油膜繼續(xù)推展時(shí)，所看到的條紋情況將如何變化?中心點(diǎn)的情況如何變化?Sh返回結(jié)束解：nekl2=2nekl==0.250×10-6k(m)=600×10-92×1.2k0,0.250,0.5,0.75,1.00mm

因?yàn)樽畲蠛穸葹閔=l.2mm，所以能看到=0,1,2,3,4k當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)的厚度為的明條紋數(shù)為5條。返回結(jié)束17-3邁克耳孫干涉儀可用來(lái)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，當(dāng)M2移動(dòng)距離d=0.3220mm時(shí)，測(cè)得某單色光的干涉條紋移過(guò)N=1204條，試求該單色光的波長(zhǎng)。返回結(jié)束解：Ndl2=Ndl2==0.32×2×10-31024=534.8

(nm)返回結(jié)束17-4常用雅敏干涉儀來(lái)測(cè)定氣體在各種溫度和壓力下的折射率干涉儀的光路如圖S為光源，L為聚光透鏡，G1、G2為兩塊等厚而且互相平行的玻璃板，T1、T2為等長(zhǎng)的兩個(gè)玻璃管，長(zhǎng)度為l進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先將T1、T2抽空。然后將待測(cè)氣體徐徐導(dǎo)入一管中，在E處觀察干涉條紋的變化，即可求出待測(cè)氣體的折射率。例如某次測(cè)量某種氣體時(shí)，將氣體徐徐放入T2管中，氣體達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，在E處共看到有98條干涉條紋移動(dòng)，所用的黃光被長(zhǎng)為589.3nm(真空中)l=20cm。求該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的折射率。ESLtlG1G2T2T1返回結(jié)束解：l=98nlld=1n=98+ll20×1081=+98×5893=1.00029返回結(jié)束17-5邁克耳孫干涉儀可以用來(lái)測(cè)量光譜中非常接近的兩譜線的波長(zhǎng)差，其方法是先將干涉儀調(diào)整到零光程差，再換上被測(cè)光源，這時(shí)在視場(chǎng)中出現(xiàn)被測(cè)光的清晰的干涉條紋，然后沿一個(gè)方向移動(dòng)M2，將會(huì)觀察到視場(chǎng)中的干涉條紋逐漸變得模糊以至消失。如再繼續(xù)向同一方向移動(dòng)M2干涉條紋又會(huì)逐漸清晰起來(lái)。設(shè)兩次出現(xiàn)最清晰條紋期間，M2移過(guò)的距離為0.289mm，已知光的波長(zhǎng)大約是589nm。試計(jì)算兩譜線的波長(zhǎng)差Δl。返回結(jié)束其中Δl2l()+=l2=()Δl2ll1解：設(shè)兩譜線的波長(zhǎng)差為Δl

開(kāi)始時(shí)兩譜線的d

=0,因而兩者都是極大，視場(chǎng)中出現(xiàn)清晰的干涉條紋。當(dāng)調(diào)整干涉儀兩臂時(shí)，使其光程差為d時(shí)，兩譜線又同時(shí)達(dá)到干涉加強(qiáng)條件即l1的第k+1級(jí)與l2的第k級(jí)重合,干涉條紋又清晰了。∴(k+1)kΔl2ld()=()+=Δl2l=2×0.289k=Δll從上式解得返回結(jié)束再代入式k=Δll從上式解得=2Δlld=6.002×10-10

(m)=(5.89×10-9)22×0.289×10-3(k+1)kΔl2ld()=()+=Δl2l2Δlld=得到返回結(jié)束17-6有一單縫，寬a=0.10mm，在縫后放一焦距為50cm的會(huì)聚透鏡，用平行綠光(l

=546.0nm)垂直照射單縫。試求位于透鏡焦面處的屏幕上的中央明條紋及第二級(jí)明紋寬度。返回