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第12章 习题(解答题)

赵近芳、王登龙主编北京邮电大学出版社《大学物理学(第七版)》大学本科 · 教材与习题双语助读 (Alt+Y)
习题 12.3.1

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?

习题 12.3.2

什么是光程?在不同的均匀介质中,若单色光通过的光程相等,其几何路程是否相同?其所需时间是否相同?在光程差与相位差的关系式 Δ φ = (2π)/(λ)Δ 中,光波的波长要用真空中的波长,为什么?

习题 12.3.3

用劈尖干涉来检测工件表面的平整度,当波长为 λ 的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如题 12.3.3 图所示,每一条纹的弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切.试说明工件缺陷是凸还是凹,并估算该缺陷的程度.

习题 12.3.4

如题12.3.4图所示,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,问透镜是向上移动还是向下移动?
题12.3.3图
题12.3.4图

习题 12.3.5

在杨氏双缝干涉实验中,两条缝的间距 d = 0.20mm ,缝、屏间距 D = 1.0m (1)若第2级明纹到屏幕中心的距离为 6.0mm ,计算此单色光的波长;(2)求相邻两明纹间的距离.

习题 12.3.6

在双缝装置中,用一很薄的云母片 (n=1.58) 覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第7级明纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。若入射光的波长为550nm,求此云母片的厚度。

习题 12.3.7

劳埃德镜干涉装置如题12.3.7图所示,镜长为 30~cm ,狭缝光源S在镜的左边、到镜的距离为 20~cm 的平面内,与镜面的垂直距离为 2.0mm ,光源的波长 λ = 7.2× 10⁻7m ,试求位于镜的右边缘的屏幕E上的第1条明纹到镜的右边缘的距离.
题12.3.7图

习题 12.3.8

一平行单色光垂直照射在厚度均匀的薄油膜上,油膜覆盖在平板玻璃上.油的折射率为 1.30, 玻璃的折射率为 1.50, 若单色光的波长连续可调,可观察到 500 ~nm 与 700 ~nm 这两个波长的单色光在反射中消失.试求油膜层的厚度.

习题 12.3.9

白光垂直照射到空气中一厚度为 380 ~nm 的肥皂膜上,设肥皂膜的折射率为 1.33, 则该肥皂膜的正面呈现什么颜色? 背面呈现什么颜色?

习题 12.3.10

在折射率 n₁=1.52 的镜头表面涂有一层折射率 n₂=1.38 的 MgF₂ 增透膜,如果此膜适用于波长 λ=550 nm 的光,则膜的厚度应取何值?

习题 12.3.11

如题 12.3.11 图所示,波长为 680 nm 的平行光垂直照射到长 L = 0.12 m 的两块平板玻璃上,两块平板玻璃的一边相互接触,另一边被直径 d = 0.048 mm 的细钢丝隔开.求:
题12.3.11图 (1) 两块平板玻璃的夹角 θ ; (2) 相邻两明纹间空气膜的厚度差; (3) 相邻两暗纹的间距; (4) 在这 0.12 m 内呈现的明纹的数目. 用 λ = 500 nm 的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面,从反射光中观察,劈尖的棱边是暗纹。若劈尖上面的介质的折射率 n₁ 大于薄膜的折射率 n(n = 1.50) 。 (1) 求劈尖下面的介质的折射率 n₂ 与 n 的大小关系; (2) 求第 10 条暗纹处薄膜的厚度; (3) 使膜的下表面向下平移一微小距离 Δ e ,干涉条纹有什么变化?若 Δ e = 2.0 μ m ,则原来的第 10 条暗纹处将被哪级暗纹占据? (1) 若用波长不同的光观察牛顿环,λ₁ = 600 nm , λ₂ = 450 nm,观察到用波长为 λ₁ 的光时的第 k 级暗纹与用波长为 λ₂ 的光时的第 k + 1 级暗纹重合,已知透镜的曲率半径是 190 cm.求用波长为 λ₁ 的光时第 k 级暗纹的半径. (2) 在牛顿环实验中,波长为 500 nm 的光的第 5 级明纹与波长为 λ₂ 的光的第 6 级明纹重合,求未知波长 λ₂ .

习题 12.3.14

当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间的空间充有液体时,第10级明纹的直径由 d₁=1.40×10⁻2 m 变为 d₂=1.27×10⁻2 m,求液体的折射率.

习题 12.3.15

利用迈克耳孙干涉仪可测量单色光的波长.当 M₁ 移动的距离为 0.322 mm 时,观察到干涉条纹移动了 1024 条,求所用单色光的波长.

习题 12.3.16

把折射率为 n = 1.632 的玻璃片放入迈克耳孙干涉仪的一条光路中,观察到有 150 条干涉条纹向一方移过。若所用单色光的波长为 λ = 500 nm ,求此玻璃片的厚度。

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