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光的干涉習題課件17-1如圖所示,G1和G2是兩塊塊規(塊規是兩個端面經過磨平拋光,達到相互平行的鋼質長方體),G1的長度是標準的,G2是同規格待校準的復制品(兩者的長度差在圖中是夸大的)。G1和G2放置在平臺上,用一塊樣板平玻璃T壓住。

(1)設垂直入射光的波長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的長度差;(2)如何判斷G1

、G1哪一塊比較長一些?

(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,則說明了什么問題?G1G2adcbaT返回結束解: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返回結束17-2一實驗裝置如圖所示,一塊平玻璃片上放一滴油,當油滴展開成油膜時,在單色光(波長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)當油滴中心最高點與玻璃片的上表面相距h=l.2mm時,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?中心點的明暗如何?

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

因為最大厚度為h=l.2mm,所以能看到=0,1,2,3,4k當時對應的厚度為的明條紋數為5條。返回結束17-3邁克耳孫干涉儀可用來測量單色光的波長,當M2移動距離d=0.3220mm時,測得某單色光的干涉條紋移過N=1204條,試求該單色光的波長。返回結束解:Ndl2=Ndl2==0.32×2×10-31024=534.8

(nm)返回結束17-4常用雅敏干涉儀來測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為等長的兩個玻璃管,長度為l進行測量時,先將T1、T2抽空。然后將待測氣體徐徐導入一管中,在E處觀察干涉條紋的變化,即可求出待測氣體的折射率。例如某次測量某種氣體時,將氣體徐徐放入T2管中,氣體達到標準狀態時,在E處共看到有98條干涉條紋移動,所用的黃光被長為589.3nm(真空中)l=20cm。求該氣體在標準狀態下的折射率。ESLtlG1G2T2T1返回結束解:l=98nlld=1n=98+ll20×1081=+98×5893=1.00029返回結束17-5邁克耳孫干涉儀可以用來測量光譜中非常接近的兩譜線的波長差,其方法是先將干涉儀調整到零光程差,再換上被測光源,這時在視場中出現被測光的清晰的干涉條紋,然后沿一個方向移動M2,將會觀察到視場中的干涉條紋逐漸變得模糊以至消失。如再繼續向同一方向移動M2干涉條紋又會逐漸清晰起來。設兩次出現最清晰條紋期間,M2移過的距離為0.289mm,已知光的波長大約是589nm。試計算兩譜線的波長差Δl。返回結束其中Δl2l()+=l2=()Δl2ll1解:設兩譜線的波長差為Δl

開始時兩譜線的d

=0,因而兩者都是極大,視場中出現清晰的干涉條紋。當調整干涉儀兩臂時,使其光程差為d時,兩譜線又同時達到干涉加強條件即l1的第k+1級與l2的第k級重合,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=得到返回結束17-6有一單縫,寬a=0.10mm,在縫后放一焦距為50cm的會聚透鏡,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明紋寬度。返回

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