《波动光学习题》ppt课件

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1、Chap11习题(衍射、偏振部分）二、光的衍射（一）惠更斯—菲涅尔原理同一波面上各点都可以认为是相干波源；它们发出的子波在空间各点相遇时，其强度分布是所有子波相干叠加的结果。基本点：子波干涉减弱加强（二）夫朗和费单缝衍射光的衍射是同一光束中无数子波在障碍物后相干叠加的结果。半波带法计算光程差单缝最边沿（上下）两光线的光程差条纹位置条纹间距中央明纹宽度暗纹明纹光栅方程主极大明纹明纹明纹位置（三）光栅衍射光栅衍射是每一狭缝衍射的同一方向的子波间相互干涉的结果，因而光栅衍射是单缝衍射与缝间干涉的总效果。与单缝衍射相比

2、，在黑暗的背景上显现窄细明亮的谱线，且缝数越多，谱线越细越亮。缺级条件I单0-2-112I048-4-8单缝衍射轮廓线光栅衍射光强曲线在处出现缺级。谱线强度受单缝衍射调制（，衍射暗纹），有时有缺级现象（）缺级（四）光学仪器的分辨本领两个点光源、，若像中央最亮处刚好与像第一暗处重合，则这两点恰能分辨，称瑞利判据。这两点光源在透镜处所张角程为最小分辨角，其倒数称为光学仪器的分辨率。最小分辨角分辨率L三、光的偏振光波是横波，偏振现象是横波特有的现象。（一）光的五种偏振态自然光线偏振光椭圆偏振光部分偏振光圆偏振光（二）

3、产生偏振光的三种方法1、偏振片2、反射、折射3、双折射光，光1.自然光、偏振光、部分偏振光自然光线偏振光部分偏振光2.马吕斯定律3.布儒斯特定律习题例:在单缝衍射实验中,当缝的宽度a远大于单色光的波长时,通常观察不到衍射条纹.试由单缝衍射暗条纹条件公式说明这是为什么.答:由单缝衍射暗纹公式:可知,当很小的时候,级次不太高的那些暗纹(θ角很小)都聚集在狭窄的中央明纹附近(),以致不能分辨出条纹.而且K很大的暗纹之间的明纹本来就暗到看不见了,不必加以考虑.这样就观察不到衍射条纹.例:用纳光589.3nm垂直照射到某

4、光栅上,测得第三级光谱的衍射角为60度(1)若换用另一光源测得第二级光谱的衍射角为30度,求后一光源的波长(2)若以白光(400-760nm)照射到该光栅上,求其第二级光谱的张角例:自然光以60度入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全线偏振光,则折射光为(A)完全线偏振光且折射角是30度(B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为的介质时,折射角是30度(C)部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角(D)部分偏振光且折射角是30度答：D解：设入射光强为I0，连续穿过P1P2后的透射光强为：例:两

5、偏振片P1，P2叠在一起，一束单色线偏振光垂直入射到P1上，其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为30度。当连续穿过P1，P2后的出射光强为最大出射光强的1/4时，P1，P2的偏振化方向夹角α是多少？P1例.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[B]（A）是自然光（B）是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。§13.反射光与折射光的偏振/三、玻璃堆1例.一束自然光入射一块平板玻璃

6、上(如图)，已知其上表面的反射光线1为完全偏振光，设玻璃板两侧都是空气，试证明其下表面的反射光线2也是完全偏振光。解：因为入射角满足布儒斯特定律且§13.反射光与折射光的偏振/三、玻璃堆12所以：下表面的入射角也满足布儒斯特定律，因而反射光线2也是完全偏振光例（08）：一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说则反射光为，反射光矢量的振动方向，折射光为。例（0809）：He-Ne激光器发出λ=632.8nm的平行光束，垂直照射到一单缝上，在距单缝3m远的屏上观察夫琅和费衍射图样，测得两个第二级暗纹间

7、距是10cm，则单缝的宽度a=______。例：一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是(A)紫光.(B)绿光.(C)黄光.(D)红光答:(D)答：完全（线）偏振光；垂直于入射面；部分偏振光答:(D)例（08）：汽车两前灯相距L，与观察者相距为S=10km，夜间人眼瞳孔直径为d=5.0mm。人眼敏感波长为λ=550nm，若只考虑人眼的园孔衍射，则人眼可分辩出汽车两前灯的最小间距L=。例：在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ单色平行光束垂直照射到宽度为a=2λ的单缝上，对应于衍射角

8、为30度方向，单缝处的波面可分成的半波带数目为______。=1.34例：（1）在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，λ1=400nm，λ2=760nm.已知单缝宽度,透镜焦距f=50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。（2）若用光栅常数的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离。解：由单缝衍射的明纹公式（2）由光栅方程：解：设两入射自然