高中物理光的干涉计算题

Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。

用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d="0.1" mm，双缝到屏的距离 =6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长 是多少？假如把整个装置放人折射率是 的水中，这时屏上的条纹间距是多少？

在双缝干涉实验中，屏上一点P到双缝的距离之差为1.5×10^-7m，若用频率为 Hz的单色光照射双缝，该点处于亮条纹还是暗条纹？从屏中心算起这是第几条什么条纹？

请从A、B两模块中选定一个模块作答，如都作答则按A模块评分，本题选择题4分，非选择题8分，共12分。

A、（选修模块3—4）
图中所示是用光学的方法来检查一物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，C为单色入射光。如要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？（   ）

A．反射和干涉	B．全反射和干涉
C．反射和衍射	D．全反射和衍射

下列说法中正确的是（   ）

A．射线穿透物质的本领比射线更强

B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变

C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关

D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化

在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0．1s时刻刚好传到B点，波形如图中实线所示，且再经过0．6 s,P点也开始振动，求：
①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？

两个狭缝相距0.3 mm，位于离屏50 cm处，现用波长为6000 的光照射双缝，求：
(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少？
(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗条纹间的距离是多少？(水的折射率
为，1 ＝10^{－10 m)}

用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm，试求所用单色光的波长．

（物理—选修3-4）
（1）图中11所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面光滑程度的物体，C为单色入射光.如要说明能检查平面光滑程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？

A．反射和干涉

B．全反射和干涉

C．反射和衍射

D．全反射和衍射

（2）在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图12中实线所示，且再经过0.6 s,P点也开始起振，求：

①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y₀及其所经过的路程s₀各为多少？
③若该列波的传播速度大小为20 m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525 s时间，则该列波的传播方向如何？

(选修模块3—4)
（1）下列说法中正确的是（  ▲ ）
A．电磁波和机械波一样依赖介质来传播
B．考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短
C．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
D．电磁波谱中按频率从低到高的排列顺序是：无线电波、紫外线、可见光、红外线、x射线、γ射线
（2）下列说法中正确的是（  ▲ ）
A．圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光的洐射现象造成的
C．雨后的彩虹和水平上的油膜都呈现彩色，它们都是由于光的干涉引起的
C．赫兹预言了电磁波的存在
D．同一单摆放在地球不同位置，其振动周期一般是有差异的
（3）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B、C是介质中的三个质点．已知波是向x正方向传播的，波速为v =" 20" m/s，则这列波的波长是   ▲ m，质点B此刻向y轴  ▲  方向运动（填“正”或“负”），再经过  ▲ s ，C质点第一次经过平衡位置。

（4）某直玻璃棒折射率为n = ，长度为15cm，光在真空中的速度C = 3.0×10⁸m/s ，从左端面以45⁰入射角进入光纤的光：

①在玻璃棒中的折射角为多少？
②经过多长时间从右端面出射？

在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离差Δx=0.6μm,若分别用频率f₁=5.0×10¹⁴ Hz和f₂=7.5×10¹⁴ Hz的单色光垂直照射双缝，试通过计算说明P点出现明、暗条纹的情况.