大学物理9-17章习题答案.doc

****题十二
12-1 某单色光从空气射入水中,其频率、波速、波长是否变化?怎样变化?
解: 不变,为波源的振动频率;变小;变小.
12-2 在杨氏双缝实验中,作如下调节时,屏幕上的干涉条纹将如何变化?试说明理由.
(1)使两缝之间的距离变小;
(2)保持双缝间距不变,使双缝与屏幕间的距离变小;
(3)整个装置的结构不变,全部浸入水中;
(4)光源作平行于,联线方向上下微小移动;
(5)用一块透明的薄云母片盖住下面的一条缝.
解: 由知,(1)条纹变疏;(2)条纹变密;(3)条纹变密;(4)零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动;(5)零级明纹向下移动.
12-3 什么是光程? 在不同的均匀媒质中,若单色光通过的光程相等时,其几何路程是否相同?其所需时间是否相同?在光程差与位相差的关系式
中,光波的波长要用真空中波长,为什么?
解:.不同媒质若光程相等,则其几何路程定不相同;其所需时间相同,为.
因为中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。
12-4 如题12-4图所示,,两块平板玻璃构成空气劈尖,分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变化?
(1) 沿垂直于的方向向上平移[见图(a)];
(2) 绕棱边逆时针转动[见图(b)].
题12-4图
解: (1)由,知,各级条纹向棱边方向移动,条纹间距不变;
(2)各级条纹向棱边方向移动,且条纹变密.
12-5 用劈尖干涉来检测工件表面的平整度,当波长为的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如题12-5图所示,?并估算该缺陷的程度.
解: (在缺陷附近的),每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切,说明弯曲部分相当于条纹向棱边移动了一条,故相应的空气隙厚度差为,这也是工件缺陷的程度.
题12-5图题12-6图
12-6 如题12-6图,牛顿环的平凸透镜可以上下移动,若以单色光垂直照射,看见条纹向中
心收缩,问透镜是向上还是向下移动?
解: 条纹向中心收缩,.
12-7 在杨氏双缝实验中,双缝间距=,缝屏间距=,试求:
(1),计算此单色光的波长;
(2)相邻两明条纹间的距离.
解: (1)由知,,
∴
(2)
12-8 在双缝装置中,用一很薄的云母片(n=)覆盖其中的一条缝,
5500,求此云母片的厚度.
解: 设云母片厚度为,则由云母片引起的光程差为
按题意
∴
12-9 洛埃镜干涉装置如题12-9图所示,镜长30cm,狭缝光源S在离镜左边20cm的平面内,,×10-7m,试求位于镜右边缘的屏幕上第一条明条纹到镜边缘的距离.
题12-9图
解: 镜面反射光有半波损失,

第一明纹处,对应
∴
12-10 一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上,,,若单色光的波长可由光源连续可调,可观察到5000 与7000 .
解: 油膜上、下两表面反射光的光程差为,由反射相消条件有
①
当时,有
②
当时,有
③
因,所以;又因为与之间不存在满足
式
即不存在的情形,所以、应为连续整数,
即④
由②、③、④式可得:
得
可由②式求得油膜的厚度为
12-11 白光垂直照射到空气中一厚度为3800 的肥皂膜上,,试问该膜的正面呈现什么颜色?背面呈现什么颜色?
解: 由反射干涉相长公式有

得
, (红色)
, (紫色)
所以肥皂膜正面呈现紫红色.
由透射干涉相长公式
所以
当时, =5054 (绿色)
故背面呈现绿色.
12-12 在折射率==,如果此膜适用于波长=5500 的光,问膜的厚度应取何值?
解: 设光垂直入射增透膜,欲透射增强,则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件,即
∴
令,得膜的最薄厚度为.
当为其他整数倍时,也都满足要求.
12-13 如题12-13图,波长为6800的平行光垂直照射到=,两玻璃片一边相互接触,另一边被直径=:
(1