普通物理学第五版普通物理学第五版17光学课后习题答案教案资料.ppt

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1、普通物理学第五版普通物理学第五版17光学课后习题答案解：由杨氏双缝干涉条件DxdΔl=DxdΔl==0.60×2.272500=5.45×10-4(mm)=5450(Å)返回结束17-2用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上，如果入射光波长为l=550nm。试问此云母片的厚度为多少?返回结束解：设云母片的厚度为e=6.6×10-6(m)=0r2r1nee7l=()+r2r11()n7l=e=7×5.5×10-71.5811()n7l=e无云母片时放置云母片后联立两式返回结束17-3在

2、双缝干涉实验装置中，屏幕到双缝的距高D远大于双缝之间的距离d，对于钠黄光(l=589.3nm)，产生的干涉条纹，相邻两明纹的角距离(即相邻两明纹对双缝处的张角)为0.200。(1)对于什么波长的光，这个双线装置所得相邻两条纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大10%?(2)假想将此整个装置没入水中(水的折射率n=1·33)，用钠黄光照射时，相邻两明条纹的角距离有多大?返回结束解：dlsinj0==684.2×10-4(nm)l1dsinj=ll1sinj0sinj==l2lnsin5894×sin0.200.220==sinj0sinjn=sin0.201.

3、33j=0.150=j00.20j=0.220(1)对于钠光对于l1光(2)放入水中后返回结束17-4(1)用白光垂直入射到间距为d=0.25mm的双链上，距离缝1.0m处放置屏幕。求第二级干涉条纹中紫光和红光极大点的间距(白光的波长范围是400—760nm)。返回结束解：=2.88(mm)Ddl22()=x2x1l11.0(760-400)×=×20.25×10-3返回结束17-5一射电望远镜的天线设在湖岸上，距湖面高度为h对岸地平线上方有一恒星刚在升起，恒星发出波长为l的电磁波。试求当天线测得第一级干涉极大时恒星所在的角位置q(提示:作为洛埃镜干涉分

4、析)qh返回结束解：qacosl2ld2=+=a22sinq=a2lhsinq=a4»qsinq=hlqh2qa返回结束17-6在杨氏双线实验中，如缝光源与双缝之间的距离为D´,缝光源离双缝对称轴的距离为b,如图所示(D´>>d)。求在这情况下明纹的位置。试比较这时的干涉图样和缝光源在对称轴时的干涉图样。S1S2SbD´Dd屏返回结束解：当光源向上移动后的光程差为´d=r2r1´´»()dtgqtgj+Db+=d´Dx´d=r2r1=dsinj=kldDx=()Db+d´Dx´xd=0Δx´=DbD´x´为k级新的明条纹位置原来的光程差为dsinqsin

5、j+d=两式相减得到：<0()x´x即条纹向下移动，而条纹间距不变qxo´S2jr1SbD´DdS1S´r2返回结束17-7用单色光源S照射双缝，在屏上形成干涉图样，零级明条纹位于O点，如图所示。若将缝光源S移至位置S´，零级明条纹将发生移动。欲使零级明条纹移回O点，必须在哪个缝处覆盖一薄云母片才有可能?若用波长589nm的单色光，欲使移动了4个明纹间距的零级明纹移回到O点，云母片的厚度应为多少?云母片的折射率为1.58。S1S2SS´屏O返回结束解：欲使条纹不移动,需在缝S1上覆盖云母片1n()4l=e1n4l=e=4062(nm)=4×5891.58

6、-14lr2r1=原来e()+=0r2r1ne现在返回结束17-8在空气中垂直入射的白光从肥皂膜上反射，在可见光谱中630nm处有一干涉极大，而在525nm处有一干涉极小，在这极大与极小之间没有另外的极小。假定膜的厚度是均匀的，求这膜的厚度。肥皂水的折射率看作与水相同，为1.33。返回结束解：解：2nekl12l1+==5.921×10-4(mm)k=l1l2l1=3630=2(630-525)=kl22ne3×5252×1.33=k=3将代入(2k+1)2ne2l2+=2l2由上两式得到:返回结束17-9一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜

7、覆盖在玻璃板上，所用单色光的波长可以连续变化，观察到500nm与7000nm这两个波长的光在反射中消失，油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50。试求油膜的厚度。返回结束解：解：由暗纹条件(2k+1)nel2l+k122=()==637(nm)=12k1()+()+k12l112l22k=()+l1l2l2l1500+700=2(700-200)l1=500nm设为第k级干涉极小l2=700nm为第(k-1)级干涉极小返回结束17-10白光垂直照射在空气中厚度为0.40mm的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50，试问在可见光范围内(l=400~700nm

8、)，哪些波长的光在反射中增强?哪些波长的光在透射中增强?返回结束解：解：若反射光