大学物理(华中科技版)第13章习题答案

第13章习题答案13—1在双缝干涉实验中，两缝的间距为mm5.0，照亮狭缝S的光源是汞弧灯加上绿色滤光片。在m5.2远处的屏幕上出现干涉条纹，测得相邻两明条纹中心的距离为mm2。试计算入射光的波长。解：已知条纹间距32210xmmm，缝宽405510d.mmm，缝离屏的距离25D.mDxd43751021041025dxmD.13—2用很薄的云母片（58.1n）覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上，如果入射光波长为nm550，试问此云母片的厚度为多少？解:设云母片厚度为e，则由云母片引起的光程差为enene)1(按题意7∴610106.6158.1105500717nem6.6m13—3用包含两种波长成分的复色光做双缝实验，其中一种波长nm5501。已知双缝间距为mm6.0，屏和缝的距离为m2.1，求屏上1的第三级明条纹中心位置。已知在屏上1的第六级明条纹和未知波长光的第五级明条纹重合，求未知光的波长。解：屏上1的三级明纹中心的位置m103.310550106.02.133933dDkx依题意屏上1的第六级明条纹和波长为的第五级明条纹重合于x处则有dDkdDkx516即516kkm106.6105505679156kk13—4平板玻璃（5.1n）表面上的一层水（33.1n）薄膜被垂直入射的光束照射，光束中的光波波长可变。当波长连续变化时，反射强度从nm500时的最小变到nm750时的同级最大，求膜的厚度。习题13-10图解∵321nnn,故有,3,2,1,02)12(21112kken①3,2,12222222kken②由上两式21312kk当231nk时满足上式n=1,2,3,…但由于λ是连续可调的，在1和2间无其他波长消失与增强，所以取,1,121kk把11k或12k代入①式或②式)m(10333.121079027922ne13—5一玻璃劈尖的末端的厚度为mm5.0，折射率为50.1。今用波长为nm700的平行单色光以30的入射角射到劈尖的上表面，试求：（1）在玻璃劈尖的上表面所形成的干涉条纹数目？（2）若以尺寸完全相同的由玻璃片形成的空气劈尖代替上述的玻璃劈尖，则所产生的条纹数目又为多少？解：（1）玻璃劈尖相邻明（暗）条纹对应的厚度差为972222202221170010248102221530e.mncosinnsini.sin370510201624810e.e.可以看见2016条明条纹，2017条暗条纹。（2）空气劈尖相邻明（暗）条纹对应的厚度差为9702700104042102230e.mcosicos370510123740410e.e.可以看见1237条明条纹，1238条暗条纹。13—6把折射率632.1n的玻璃片，放入迈克耳孙干涉仪的一臂时，可观察到150条干涉条纹向一方移过，若所用的单色光波长为5000，求玻璃片的厚度。解:设插入玻璃片厚度为d，则相应光程差变化为Ndn)1(2∴)1632.1(2105000150)1(210nNd5109.5m2109.5mm