物理光学习题库——光的干涉部分一、选择题1. 下列哪一个干涉现象不属于分振幅干涉？A. 薄膜干涉B.迈克尔逊干涉C.杨氏双缝干涉D.马赫-曾德干涉2. 平行平板的等倾干涉图样定域在A. 无穷远B.平板上界面C.平板下界面D.自由空间3. 在双缝干涉试验中，两条缝的宽度原来是相等的，若其中一缝的宽度略变窄，则A.干涉条纹间距变宽B. 干涉条纹间距变窄C.不再发生干涉现象D. 干涉条纹间距不变，但原来极小处强度不再为04. 在杨氏双缝干涉实验中，相邻亮条纹和相邻暗条纹的间隔与下列的哪一种因素无关？A.光波波长B.屏幕到双缝的距离C. 干涉级次D. 双缝间隔5. 一束波长为λ的单色光从空气中垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，要使反射光得到干涉加强，薄膜厚度应为A. λ/4B. λ/4nC. λ/2D. λ/2n6. 在白炽灯入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是A.由里向外B.由外向里C. 不变D. 随机变化7. 一个光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长为500nm的单色光垂直照明，看到的反射光干涉条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切，则工件的上表面缺陷是A.不平处为凸起，最大高度为250nmB.不平处为凸起，最大高度为500nmC.不平处为凹槽，最大高度为250nmD. 不平处为凹槽，最大高度为500nm8. 在单色光照明下，轴线对称的杨氏干涉双孔装置中，单孔屏与双孔屏的间距为1m，双孔屏与观察屏的间距为2m，装置满足远场、傍轴近似条件，屏上出现对比度K=0.1的等间隔干涉条纹，现将双孔屏沿横向向上平移1mm，则A. 干涉条纹向下平移2mmB. 干涉条纹向上平移2mmC. 干涉条纹向上平移3mmD. 干涉条纹不移动9. F-P腔内间距h增加时，其自由光谱范围ΔλA. 恒定不变B. 增加C. 下降D. =010. 把一平凸透镜放在平玻璃板上，构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢向上平移时，由反射光形成的牛顿环A. 向中心收缩，条纹间隔不变B. 向中心收缩，环心呈明暗交替变化C. 向外扩张，环心呈明暗交替变化D. 向外扩张，条纹间隔变大11. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，垂直光线方向放入折射率为n、厚度为h的透明介质片，放入后，两路光束光程差的改变量为A. 2（n-1）hB. 2nhC. nhD. （n-1）h12. 在楔形平板的双光束干涉实验中，下列说法正确的是A. 楔角越小，条纹间隔越宽；B. 楔角一定时，照射波长越长，条纹间隔越宽C. 局部高度变化越大，条纹变形越严重D. 形成的干涉属于分波前干涉13. 若把牛顿环装置（都是用折射率为1.52的玻璃制成的）由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹会A. 不变B. 变密集C.变稀疏D.不确定14. 若想观察到非定域干涉条纹，则应选择A. 单色扩展光源B.单色点光源C. 白光扩展光源D. 白光点光源15. 将一金属丝置于两块玻璃平板之间，构成如图所示的结构，垂直向下观察可见干涉条纹，当在A点施加一个均匀增加的力F时，下列说法正确的是A.条纹间隔逐渐增大B.条纹数量逐渐变多C.干涉条纹级次D.条纹向级次低的方向移动16. 由A、B两只结构相同的激光器发出的激光具有非常接近的强度、波长及偏振方向，这两束激光A. 相干B.不相干C.可能相干D.无法确定17. 下列干涉现象不属于分振幅干涉的是A. 薄膜干涉B.迈克尔逊干涉C. 马赫-增德尔干涉D.菲涅尔双棱镜干涉18. 有关平行平板的多光束干涉，下列说法正确的是A. 干涉形成的条件是在平板的内表面镀增透膜B.透射场的特点是在全亮的背景上得到极细锐的暗纹C.膜层的反射率越低，透射场的亮纹越细锐D. 透射场亮纹的光强等于入射光强19.镀于玻璃表面的单层增透膜，为了使增透效果好，膜层材料的折射率应该（）A.大于玻璃折射率B.等于玻璃折射率C.介于玻璃折射率与空气折射率之间D. 等于空气折射率E. 小于空气折射率二、填空题1. 干涉条纹对比度表达式为，其取值范围是，两列相干简谐波叠加时，两列波的振幅比为1:3时，则干涉条纹对比度为。

2. 干涉的三个基本条件是。

3. 光源的相干长度与相干时间的关系是，相干长度越长，说明光源的时间相干性。

4. 获得相干光的方法有和，杨氏双缝干涉属于，牛顿环属于。

5. 迈克尔逊干涉仪的可移动反射镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为。

6. 牛顿环实验中所观察的条纹属于（填写“等倾或等厚”）干涉条纹，干涉条纹从中心向外，干涉级次（填写“增大或减小”）。

7. 某种放电管产生的镉（Cd）红光，其中心波长λ=644nm，相干长度Lc=200mm，求镉红光的线宽Δλ为，频宽Δυ为。

8. 氪红线波长为605.7nm，谱线宽度为Δλ=0.0047nm，则它的相干长度为，相干时间为。

9. 一束波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明膜中，要使透射光加强，则膜的厚度至少为。

10. 在杨氏双缝实验中，缝距为0.45mm，缝与屏的距离为1.2m，测得10个亮条纹之间的距离时1.5cm，则光源的波长为。

11. 用波长为600nm的单色光垂直照射一玻璃楔时，发现干涉条纹出现局部弯曲，测得此时Δe=0.2e，设玻璃的折射率为1.5，则玻璃楔的局部厚度变化为。

12. 有两个波长在600nm附近相差1nm，要用法布里—珀罗干涉仪把它们分辨开，设反射率为0.95，则干涉仪两平面镜之间的间隔应为。

13. 利用等厚干涉条纹测量楔角时，所用光波波长为600nm，已知楔形板材料的折射率为n=1.52，在长为5cm的范围内刚好有15个条纹间隔，则楔角的大小为rad。

14. 在折射率为n=1.55的玻璃表面镀一层折射率为n1=1.38的氟化镁增透膜，当入射光波为550nm时，则膜的厚度至少为。

（按照正入射考虑）15. 某一光源发射中心波长为600nm的光波，原子发射时间为10-9s，则光源发出光波的波长宽度为nm。

16. 光的干涉和衍射现象反映了光性质，光的偏振现象说明光波是波。

三、简答题1. 获得相干光的方法有哪几种？2. 等倾干涉条纹和牛顿环有何异同？在实验中如何区分这两种干涉图样？3. 迈克尔逊干涉是常见的光学仪器，请画出它的平面结构图，说明各个元件的作用，结合图解释为什么可以用面光源，讨论干涉条纹的特征。

4. 在牛顿环装置的透镜（n1）与平板（n2）之间，充入液体（n3），且n1<n2<n3，则看到的牛顿环干涉条纹中心是亮斑还是暗斑？为什么？5. 为什么厚的薄膜不能观察到干涉条纹？如果薄膜的厚度很薄（远小于入射光波长），则能否观察到干涉条纹？6.为什么白光下,只有很薄的膜才能呈现彩色，而普通玻璃则看不到?7.吹起的小肥皂泡往往是无色的，当吹大到一定程度后会出现随肥皂泡增大而改变的色彩，当肥皂泡很薄时（破裂前的瞬间）会变得暗而无色，为什么？8.在杨氏双孔干涉实验中，小孔S沿着平行于s1和s2的连线方向上下移动,干涉条纹是否有变化,将怎样变化？如果小孔S沿着垂直于两孔连线方向前后移动,干涉条纹是否有变化？为什么？9.多光束干涉和双光束干涉有何异同？为什么多光束干涉多采用透射光干涉，而双光束干涉采用反射光干涉？请从干涉装置、干涉条纹形状、定域位置等方面回答。

10.提高法布里-珀罗干涉仪的分辨本领的方法是什么？11.在杨氏双缝干涉实验中，两缝的宽度会对干涉条纹间距产生影响吗？如果双缝彼此稍微移近，干涉条纹有何变化？12.平行平板的等倾干涉条纹定域在什么位置？楔形板的等厚干涉条纹定域在什么位置？13.太阳光垂直入射到厚度为815nm、折射率为1.33的肥皂泡表面上（肥皂泡两面皆为空气），问可见光波中哪些波长将反射干涉相长？14.在泰曼干涉仪中，半透半反的分光镜没有镀膜，观察屏上视场内有8个同心暗环，且圆环中心是暗斑。

移动两个反射镜之一，看到暗环扩展，并在中心一一出现6个暗环，此时，视场内共有16个暗环。

问：此干涉条纹是等倾条纹还是等厚条？条纹中心对应的光程差和波长的关系式是什么？反射镜按什么相对方向移动？四、计算题1. 在杨氏干涉实验中，双缝间距为1mm，离观察屏1m，用钠黄光做光源，它发出两种波长的单色光，λ1=589.0nm和λ2=589.6nm，则两种单色光的第5级亮纹之间的间隔为多少？2. 在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为100cm，用一片折射率为1.6的透明玻璃贴住其中一个小孔，发现屏上的条纹移动了0.5cm，试确定该薄片的厚度。

3. 在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置折射率分别为n1=1.4和n2=1.7的两块厚度相同的玻璃片，则原来的中央极大所在的位置被第5级亮条纹所占据，设入射光波长为λ=480nm，求玻璃片的厚度h及条纹迁移方向。

4. 在杨氏双缝干涉实验中，入射光源的平均波长λ=0.6μm，∆λ=10nm, 两缝间距为d=1mm，缝到观察屏的距离为D=1m.求干涉条纹的区域宽度，此区域一共有多少条纹?5.在折射率为1.5的玻璃上，镀上折射率为1.35的透明介质膜，入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1=600nm的光波干涉相消，对λ2=700nm的光波干涉相长，且在600-700nm没有别的波长出现最大限度相消或相长情形，试求所镀介质膜的厚度。

6. 在杨氏双缝干涉实验装置中，双缝间隔为0.5mm，接收屏距双缝1m，点光源距离双缝300mm，发射出500nm的单色光，试求（1）屏上干涉条纹的间隔；（2）若点光源由光轴向下平移2mm，屏上干涉条纹向什么方向移动？（3）若点光源发射出的光波为500±2.5nm 范围内的准单色光，求屏上能够看到的干涉极大的最高级次。

7. 一个长为30mm的充以空气的气室置于杨氏装置的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。

继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了25个条纹，已知照明光波长为λ=656.28nm，空气折射率为n0=1.000276。

试求注入气室内气体的折射率。

8. 在照相物镜上通常镀上一层光学厚度为5λ/4（λ=550nm）的低折射率介质膜，问：（1）介质膜的作用是什么？（2）求此时可见光区（390-780nm）反射的最大波长，薄膜呈什么颜色？9. 迈克尔逊干涉仪可以用来精确测量单色光波长，调整仪器，使得观察到单色光照明下的等倾干涉条纹。

如果把可移动臂移动了0.03164mm，条纹移动了100个，求单色光波长。

10. 用He-Ne激光照明迈克尔逊干涉仪，通过望远镜看到视场内有20个暗环，且中心是暗斑。

然后移动反射镜M1，看到环条纹收缩，并且一一在中心消失了20个环，此时视场内只有10个暗环，试求：（1）M1移动前中心暗斑的干涉级次（设干涉仪分光板不镀膜）。