第50讲习题课9——波动光学.doc

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1、第50讲：习题课9——波动光学内容：1．复习本章内容（10分钟）2．讲解讨论例题（90分钟）要求：1．掌握本章的基本内容；2．掌握本章典型例题的解法。一、光的干涉1．相干光1）相干光的条件：频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定。2）获得相干光的方法：分波阵面法和分振幅法。3）干涉加强和减弱的条件：2．杨氏双缝干涉（分波阵面法获得相干光）1）条纹形状：明暗相间的等间距的直条纹。2）光程差：3）条纹间距：3．薄膜干涉（分振幅法获得相干光）1）薄膜干涉的光程差与明暗条纹的条件（计入半波损失）2

2、）等倾干涉条纹（薄膜厚度均匀）：同心圆环。同一条纹是来自同一倾角的入射光形成的。反射光的干涉图样与透射光的干涉图样是互补的。3）等厚干涉条纹（光线垂直入射）：（1）劈尖的干涉条纹：明暗相间的等间距的与棱边平行的直条纹。相邻明（暗）纹之间的劈尖的厚度差：条纹间距：（2）牛顿环：内疏外密的同心圆环。牛顿环半径：4．迈克耳孙干涉仪：动镜移动距离与条纹移动数的关系：二、光的衍射1．惠更斯—菲涅耳原理波阵面上各点都可当作子波波源，其后波场中各点处的波的强度由个子波在该点的相干叠加决定。2．单缝夫琅和费衍射

3、可用半波带法分析。单色光垂直照射时，明暗条纹条件为中央明纹的半角宽度：中央明纹的线宽度：1．圆孔夫琅和费衍射爱里斑半角宽度：光学仪器的分辨本领：2．光栅衍射衍射图样的特点：细而明亮的条纹；缝数越多，条纹越细且明亮；有缺级现象。光垂直照射时的光栅方程：光斜入射时的光栅方程：缺级级次：3．X射线衍射晶体的点阵结构可看成三维光栅，能使波长极短的X射线产生衍射，其衍射极大值满足布拉格方程：三、光的偏振1．光是横波从偏振情况，可分为自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。2．偏振片或尼科耳棱镜

4、可产生和检验线偏振光马吕斯定律：3．反射光和折射光的偏振当反射光等于起偏角时，反射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光，折射光为以平行于入射面的光振动为主的部分偏振光。布儒斯特定律：4．双折射现象光线射入晶体后，在晶体内分为o光和e光，o光和e光都是线偏振光，其中o光的振动方向垂直于自己的主平面；和e光的振动方向平行于自己的主平面。5．波片1/4波片产生的相位差，其最小厚度为；1/2波片产生的相位差，其最小厚度为。1．偏振光的干涉在两个正交偏振片之间夹一个晶片，可以从自然光中获得相干的偏振光。2．

5、旋光现象在晶体类旋光物质中，振动面旋转角度为φ=αl；在液体类旋光物质中，振动面旋转角度为φ=αlc；c为液体的浓度。一、选择题1．光的衍射条纹可用（）（A）波传播的独立性原理解释；（B）惠更斯原理解释；（C）惠更斯-菲涅耳原理解释；（D）半波带法解释。2．在单缝夫琅和费衍射实验中，若增大缝宽，其它条件不变，则中央明条纹（）。（A）宽度变小；（B）宽度变大；（C）宽度不变，且中心强度也不变；（D）宽度不变，但中心强度增大。3．在单缝的夫朗和费衍射实验中，屏幕上第二级暗纹所对应的单缝处波面可划分的

6、半波带数为（）。（A）2；（B）4；（C）6；（D）8。4．一束光强为I0的自然光，相继通过两个偏振片P1、P2后出射光的光强为I0/8，则P1与P2的偏振化方向之间的夹角为（）。（A）300；（B）450；（C）600；（D）900。5．光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片，它们的偏振化方向之间的夹角为600。设偏振片没有吸收，则出射光强I与入射光强I0之比为（A）1/4；（B）3/4；（C）1/8；（D）3/8。6．一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋

7、转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强之比为（）。（A）1/2；（B）1/5；（C）1/3；（D）2/3。二、填空题1．在杨氏双缝实验中，若双缝间距为2mm，双缝与屏幕相距为300cm，用波长为600nm的单色光照射时，屏幕上干涉条纹的相邻明纹间距为___________mm。2．在单缝夫琅和费衍射实验中，屏幕上第1级暗纹所对应的单缝处波面可划分的半波带数为_________；第1级明纹所对应的单缝处波面可划分的半波带数为_________。3．在单缝

8、夫琅和费衍射实验中，若用波长为λ=600nm的单色光照射单缝，且单缝宽度为b=0.60mm，透镜的焦距为f=1.0m，则接收屏上中央明纹的宽度为________mm。4．光的干涉和衍射现象反映了光的性质，光的偏振现象说明光波是波。5．光的干涉______________、_______________等现象说明光具有波动性，其中_______________又说明光是横波。6．在双折射现象中，遵守折射定律的折射光称为__________光，不遵守折射定律的折射光称为__________光。三、计