大学物理规范作业 (2).ppt

大学物理规范作业总（16）单元测试三（波动光学）1一、填空题 1.在半导体元件生产中，为测定硅(Si)片上SiO2薄膜的 厚度，将该膜一端削成劈尖，如图已知Si的折射率是 3.42，SiO2折射率是1.46，用波长λ=598 nm的单色平行 光垂直照射，则SiO2劈尖边缘（棱边，图中O处）出现的 是 条纹若观测到劈尖薄膜上出现7条暗纹，则 SiO2薄膜(最小）厚度是 明 1331.16(nm)分析：依题意可知入射光在薄膜上 下表面反射时均存在半波损失 所以两束光线的光程差满足: O点，e=0，满足明纹条件最厚处e＝d2法二：相邻两明条纹的厚度差为：32.光栅衍射中,若a+b=3a=8 μm,当用λ=700 nm的光垂 直照射光栅时, 衍射明纹的最高级为________级、实 际能看到的总条数为________条；单缝衍射中央明纹 区中出现的主极大条数为________条 5 1711分析：I单0-2-112 I036-3-6单缝衍 射轮廓线光栅衍 射 光强曲 线由令可得：即极大最高级数为11 因为缺级数为：所以 缺级，4因此实际看到的明纹的总条数为17条，它们分别为：下面就是求在 范围可以看到几条主极大。

单缝衍射中央明纹区为第一级暗纹中心间的距离根据单缝衍射暗纹条件 第一级暗纹中心所对应的衍射角满足：在该区域内共看到共5条：在第一级暗纹中心的位置上，有：即在第一级暗纹中心的位置上为第3级主极大但因为缺级现象，该主极大实际看不到5解：由于气体的折射率大于空气 ，所以通过S1缝的光程变大 ，因此条纹会上移 （2）条纹移动一条两束光的光 程相差一个波长，而充气后两束 光的光程差为：所以3.图为利用双缝干涉现象测定气体折射率的示意装置， 波长为的平行单色光垂直照射双缝，在s1前放置一长 为 的透明管，当待测气体充入而将空气排出时,干涉条 纹向________移动；设空气的折射率为n0 ，若条纹移 动N条，则待测气体的折射率n＝_________；零级明条 纹的位置移至x0=____________________ 上6（3）因为条纹移动了N条，所以零级明纹移到 了N级明纹的位置已知相邻明纹间距所以N级明纹与零级明纹之间的距离为7解：4.在图示的光路中,S为光源，透镜L1、L2的焦距都为f， 图中光线SaF与光线SoF的光程差1＝______，光线SbF 路径中有长为 ，折射率为n的玻璃，这光线与SoF的光 程差 2 ＝________________。

0（2）由图可知（1）由于透镜不产生附加的 光程差，所以SaF与SoF的光程 差为0；8解：（2）明纹公式（3）5.波长为的单色光垂直照射到宽度为b的单缝上，紧 贴缝后由一焦距为f的凸透镜，将衍射光聚焦在透镜的 焦平面上，则中央明条纹的宽度x0＝____________， 对应于第二级明条纹，单缝上分为________ 个半波带 ，二级明条纹离开中央明条纹的距离x2= ___________ （1）根据夫琅禾费单缝衍射 中央明纹公式得:91.块规是一种长度标准器它是一块钢质长方体，两端 面磨平抛光，很精确地相互平行，两端面间距离即长度 标准块规的校准装置如图所示，其中G1是一合格块规 ，G2是与G1同规号待校准的块规二者置于平台上， 上面盖以平玻璃平玻璃与块规端面间形成空气劈尖 用波长为589.3nm的光垂直照射时，观察到两端面上方 各有一组干涉条纹 （1）两组条纹的间距都是L=0.50mm，试求G1, G2的长 度差 （2）如何判断G2比G1长还是短？ （3）如两组条纹间距分别是L1=0.50mm，L2=0.30mm ，这表示G2加工有什么不合格？如果G2加工完全合格 ，应观察到什么现象？ 二、计算题10则：解：于是G1G2的长度差为：（2）轻压平玻璃G2一边，如条纹间距变大，说明 G2比G1长，反之，则G2比G1短。

3）由于L2

解：（1）由 可得：（2）因为缺级数为：依题意，第三级缺级，15当K/=1时，当K/=2时，所以透光缝的最小缝宽为：（3）由令 可得：只能取令 可得：只能取而缺级数为：所以在屏上共可看到5条谱线：16。