光学教程(第五版).pdf

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1、第一章光的干涉1.波长为500nm的绿光投射在间距d为0.022cm的双缝上，在距离180cm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700nm的红光投射到此双缝上,两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离.r0yyyj1jr1807解：由条纹间距公式d得y0500100.409cm11d0.022r01807ry22700100.573cmyj020.4090.818cmd0.0222121dr0yj

2、20.5731.146cmyyy1.1460.8180.328cm2222j22221d2．在杨氏实验装置中,光源波长为640nm,两狭缝间距为0.4mm,光屏离狭缝的距离为50cm.试求：(1)光屏上第1亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p点离中央亮条纹为0.1mm，问两束光在p点的相位差是多少？（3）求p点的光强度和中央点的强度之比.r0r50解：（1）由公式y得y06.41058.0102cmdd=0.4（2）由课本第20页图1-2的几何关系可知

3、rrdsindtandy0.040.010.810cm521r500225(rr)0.8102156.41042222IAA2AAcos4Acos(3)12121由公式2得2221IA24A1coscos1cospp224cos24220.853622I0A04A2cos20cos0824123.把折射率为1.5的玻璃片插入杨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为中央亮条纹,试求插入

4、的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7m.rSS解：未加玻璃片时，1、2到P点的光程差，由公式2可知为Δr=r2r15252S现在1发出的光束途中插入玻璃片时，P点的光程差为r2r1hnh0022所以玻璃片的厚度为hr2r1510610cm4n10.54.波长为500nm的单色平行光射在间距为0.2mm的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的

5、可见度.Ar0500612y500101.2522I2IA2AA解：d0.2mm121222AA1/222V0.94270.9421AA1/2125.波长为700nm的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为20cm，棱到光屏间的距离L为180cm,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为1mm，求双镜平面之间的夹角θ。6(rL)(2001800)700104sin35102ry2200112解：弧度6.在题1.6图所示的劳埃德镜

6、实验中,光源S到观察屏的距离为1.5m，到劳埃德镜面的垂直距离为2mm。劳埃德镜长40cm，置于光源和屏之间的中央.(1)若光波波长λ=500nm,问条纹间距是多少?(2)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.)P2P1P0题1.6图r015006y500100.1875mm解：（1）干涉条纹间距d4PPpyPy（2）产生干涉区域12由图中几何关系得：设2点为2位置、1点位置为11d112则干涉区域yy2y1

7、y2r0rtan2r0r221r0r2dr0r2(1500400)38003.455mm2r0r150040011001d112d(rr)0y(rr)tan(rr)10102212(rr)(rr)0022(1500400)1.16mm1500400yyy3.461.162.30mm21yN=12暗y第二章光的衍射1.单色平面光照射到一小圆孔上，将其波面分成半波带。求第к个带的半径。若极点到

8、观察点的距离r0为1m，单色光波长为450nm，求此时第一半波带的半径。rkrkk22kr22r202rrrr解：kk0而k02k00222222k将上式两边平方，得kr0r0kr0422k1,r100cm,450010-8cm0.067cm略去k项，则kkr0将0带入上式，得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：（1）小孔半径满足什么条件时，才能使得