全国高中物理竞赛波动光学训练题答案

【波动光学训练题答案】

1、用尖劈空气膜的干涉测微丝的直径。如图所示，两块平面玻璃一端互相接触，另一端夹着待测的微丝，微丝与接触棱平行，用单色（5893?）平行光垂直照射在玻璃上，两块玻璃间的空气膜对光产生等厚干涉，测量出28.880mm L =，用显微镜读出30条干涉条纹（亮纹）的间距为 4.295mm x ?=，求金属微丝的直径。

解：本题中可近似认为折射线垂直于下底面，则光程差 0

122

d λδ=-

第k 级亮纹满足 0

1022

d k λλ-= 第()k m +级亮纹满足 0

202()2

d k m λλ-

=+

两式相减得 21022d d m λ-= 故 2102

m

d d d λ?=-= 而 tan d x

α?=

? 这样得 0

202 5.9410mm 2m L

m L d D L x x x

λλ-?====????

2、如图（a ）所示，在洛埃镜试验中，点光源S 早镜平面上方2mm 处，反射镜位于光源与屏镜正中间，镜长40cm l =，屏到光源的距离

1.5m D =，波长为5000 ?。试求

（1）条纹间距；

（2）屏幕上干涉条纹的范围； （3）干涉条纹间距数。

解：（1）洛埃镜中，点光源S 和它在平面镜中的像S '构成两相干光源，故在屏幕上形成的条纹间距

0.1875(mm)l

d

λ?=

= （2）设干涉区域的下、上端离平面镜与屏交点的距离分别为1y 、2y ，如图（b

）所示，由相似三

L

1y

图（b ）

S

屏

2y

S

?

A M B

屏

图（a ）