光学教程习题解

光学教程习题解

ID:21880673

大小:2.12 MB

页数:47页

时间:2018-10-25

光学教程习题解_第1页
光学教程习题解_第2页
光学教程习题解_第3页
光学教程习题解_第4页
光学教程习题解_第5页
资源描述:

《光学教程习题解》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、[《光学教程》(姚启钧)]习题解答第一章光的干涉1、波长为的绿光投射在间距为的双缝上,在距离处的光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离。若改用波长为的红光投射到此双缝上,两个亮纹之间的距离为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离。解:改用两种光第二级亮纹位置的距离为:2、在杨氏实验装置中,光源波长为,两狭缝间距为,光屏离狭缝的距离为,试求:⑴光屏上第1亮条纹和中央亮纹之间的距离;⑵若P点离中央亮纹为问两束光在P点的相位差是多少?⑶求P点的光强度和中央点的强度之比。解:⑴⑵由光程差公式⑶中央点强度:P点光强为:3、把折射率为的玻璃片插入杨

2、氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所在的位置变为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度。已知光波长为解:,设玻璃片的厚度为由玻璃片引起的附加光程差为:4、波长为的单色平行光射在间距为的双缝上。通过其中一个缝的能量为另一个的倍,在离狭缝的光屏上形成干涉图样,求干涉条纹间距和条纹的可见度。解:由干涉条纹可见度定义:由题意,设,即代入上式得5、波长为的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为,棱到光屏间的距离为,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为,求双镜平面之间的夹角。解:由菲涅耳双镜干涉条纹间距公式6、在题1.6图所示的劳埃德镜实验中,光源S到观

3、察屏的距离为,到劳埃德镜面的垂直距离为。劳埃德镜长,置于光源和屏之间的中央。⑴若光波波长,问条纹间距是多少?⑵确定屏上可以看见条纹的区域大小,此区域内共有几条条纹?(提示:产生干涉的区域P1P2可由图中的几何关系求得)SS`P2P1P0题1.6图解:由图示可知:①②在观察屏上可以看见条纹的区域为P1P2间即,离屏中央上方的范围内可看见条纹。7、试求能产生红光()的二级反射干涉条纹的肥皂膜厚度。已知肥皂膜折射率为,且平行光与法向成300角入射。解:由等倾干涉的光程差公式:8、透镜表面通常镀一层如MgF2()一类的透明物质薄膜,目的是利用干涉来

4、降低玻璃表面的反射。为了使透镜在可见光谱的中心波长()处产生极小的反射,则镀层必须有多厚?解:物质薄膜厚度使膜上下表面反射光产生干涉相消,光在介质上下表面反射时均存在半波损失。由光程差公式:9、在两块玻璃片之间一边放一条厚纸,另一边相互压紧,玻璃片长,纸厚为,从600的反射角进行观察,问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少?设单色光源波长为解:H=0.05mm相邻亮条纹的高度差为:可看见总条纹数则在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目为:即每内10条。10、在上题装置中,沿垂直于玻璃表面的方向看去,看到相邻两条暗纹间距为。已知玻璃片长,

5、纸厚,求光波的波长。解:当光垂直入射时,等厚干涉的光程差公式:可得:相邻亮纹所对应的厚度差:由几何关系:,即11、波长为的可见光正射在一块厚度为,折射率为的薄玻璃片上,试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强。解:由光正入射的等倾干涉光程差公式:使反射光最强的光波满:足12、迈克耳逊干涉仪的反射镜M2移动时,看到条纹移过的数目为个,设光为垂直入射,求所用光源的波长。M1M2解:光垂直入射情况下的等厚干涉的光程差公式:移动一级厚度的改变量为:13、迈克耳逊干涉仪的平面镜的面积为,观察到该镜上有个条纹,当入射光的波长为时,两镜面之间的夹角为多少?

6、解:由光垂直入射情况下的等厚干涉的光程差公式:相邻级亮条纹的高度差:由和构成的空气尖劈的两边高度差为:14、调节一台迈克耳逊干涉仪,使其用波长为的扩展光源照明时会出现同心圆环条纹。若要使圆环中心处相继出现条圆环条纹,则必须将移动一臂多远的距离?若中心是亮的,试计算第一暗环的角半径。(提示:圆环是等倾干涉图样,计算第一暗环角半径时可利用的关系。)解:出现同心圆环条纹,即干涉为等倾干涉对中心15、用单色光观察牛顿环,测得某一亮环的直径为,在它外边第5个亮环的直径为,所用平凸透镜的凸面曲率半径为,求此单色光的波长。解:由牛顿环的亮环的半径公式:以

7、上两式相减得:16、在反射光中观察某单色光所形成的牛顿环,其第2级亮环与第3级亮环间距为,求第19和20级亮环之间的距离。解:牛顿环的反射光中所见亮环的半径为:即:则:第2章光的衍射P1、单色平面光照射到一小圆孔上,将其波面分成半波带。求第个带的半径。若极点到观察点的距离为,单色光波长为,求此时第一半波带的半径。解:由公式对平面平行光照射时,波面为平面,即:2、平行单色光从左向右垂直射到一个有圆形小孔的屏上,设此孔可以像照相机光圈那样改变大小。问:⑴小孔半径应满足什么条件时,才能使得此小孔右侧轴线上距小孔中心的P点的光强分别得到极大值和极小

8、值;⑵P点最亮时,小孔直径应为多大?设此光的波长为。解:⑴当为奇数时,P点为极大值当C数时,P点为极小值⑵由,为奇,取“+”;为偶,取“-”当,即仅露出一个半波带时,P点最亮。,

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。