光学习题课(打印)

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1、波动光学习题课内容小结：光的干涉与衍射现象表明了光的波动性，光的偏振现象说明光是横波。一.光的干涉*分波阵面法：杨氏双缝干涉.....*分振幅法：薄膜干涉，劈尖干涉，牛顿环干涉......二.光的衍射：单缝衍射，光栅衍射，......三.光的偏振：Malus定律，Browster定律四.本章最重要的基本概念*光程与光程差的概念nx两相干光相遇时的光程差通常包含：（1）两相干光源的初位相差（2）两相干光由于经过不同介质，不同路程产生的附加光程差（3）反射时产生的半波损失*相干叠加相长，相消的条件（3）牛顿环干涉：明，暗环半径（4）单缝衍射：半波带法中央明纹各级明暗纹位置中央明纹宽度，角宽度，半角

2、宽度，各级条纹宽度（5）光栅衍射:光栅常数光栅衍射公式......（6）Malus定律：（7）Browster定律：五.几个重要结果：（1）双缝干涉：明，暗纹中心位置条纹宽度.（2）劈尖干涉：条纹宽度，相邻明（暗）纹中心的劈尖的高度差......例题:双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长的单色光垂直照射双缝。思路：（2）如果用厚度，折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘（1）求原点O上方的第五级明条纹的坐标X。SS1S2OPDSS1S2OP（2）如果用厚度，折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在

3、图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘S1S2XOX’D例题:在折射率为n3=1.52的照相机镜头表面镀一层折射率为n2=1.38的增透膜,若此膜仅适用于波长=550nm的光,则此膜的最小厚度为多少?11.38n2n1e1.52透射光n3镜头膜解法一：从透射光来看11.38n2n1e1.52反射光n3镜头膜解法二：从反射光来看例题：牛顿环的应用已知：用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第k级明环的半径,k级往上数第16个明环半径，平凸透镜的曲率半径R=2.50m求：紫光的波长？求：紫光的波长？解：根据明环半径公式：以其高精度显示光测量的优越性例题：迈克耳孙干涉仪的应用

4、在迈克耳孙干涉仪的两臂中分别引入10厘米长的真空玻璃管A、B，给其中一个在充气过程中观察到107.2条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？解：设空气的折射率为nM2M1en设光路原长为L2,插入后光路的光程变为:解:光程改变2(n-1)eL2-2e+2ne=L2+2(n-1)e例题:将折射率为1.4的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂时,由此产生7条条纹的移动.如实验用光源的波长为589.6nm,则膜厚e=_________.光程是(A)光在介质中传播的几何路程.(B)光在介质中传播的几何路程乘以介质的折射率.(C)在相同时间内，光在真空中传播的路程.(D)真空中的波长乘以介

5、质的折射率.答案:例题:在双缝干涉实验装置中，若两缝间隔增大，则条纹间隔为；若单色光波长减小，则SS1S2OP例题:把牛顿环装置(都是用折射率为1.5的玻璃制成)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹将如何改变?解:变密!牛顿环与空气劈尖一样由空气构成例题:硅片(n=4)上的二氧化硅(n=1.5)薄膜对由空气中垂直入射的570nm的黄光反射增强,则该薄膜的厚度至少应是多少?解:4n=1.51例题:两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直照射，若上面平玻璃缓慢向上平移，则干涉条纹：（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小；（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大；（C）向棱边方向平移，条纹

6、间隔不变；（D）向远离棱边方向平移，条纹间隔不变；√思考：若上面平玻璃以棱边为轴缓慢向上转动？√例题:在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm的过程中，观察到2300条条纹移动，则单色光波长为。=5391Å例题:DL1L2Ss1s2r1r2P00x所谓的零级明纹就是由s到p的两条相干光的光程差为0思路r2-r1=3=dsinφ=dx/D例题:[例题]平行单色光垂直投射到薄膜上，各数据见图所示。求上下表面反射的两束相干光的位相差？（图中是光在介质n1中的波长）n1n2n1en1n1n20例题:lekek+！AB[例题]单缝宽a，波长的单色光以角斜入射。试讨论形成单缝衍射极小（暗纹中心）所

7、对应的衍射角所须满足的条件？[例题]以波长400nm--760nm的白光照射某光栅，观察到第二级与第三级光谱出现重叠。求：被重叠的第三级光谱的波长范围？第二级光谱第三级光谱400nm？nm400nm760nm760nm结论：第三级被重叠范围400nm--506.7nm思路:思路:取3，6，9…..在单缝实验中，增大缝宽，则中央明纹（A）宽度变小；（B）宽度变大；（C）宽度不变，亮度不变；（D）宽度