资源描述:
《大学物理重点知识习题课解答-光学.ppt》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、光学习题课解:(1)第10级明纹中心的位置∴两条第10级明纹中心之距2x10=11cm;1。在双缝干涉实验中,波长λ=550nm的平行光垂直入射到缝间距a=2×10-4m的双缝上,屏到双缝的距离D=2m。求:(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距。===(2)用一厚度为e=6·6×10-6m、折射率为n=1·58的玻璃=======片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处?(2)覆盖云玻璃后,零级明纹应满足(n-1)e+r1=r2设不盖玻璃片时,此点为第k级明纹,则应有r2-r1=k所以(n-1)e=kk=(n-1)e/=6.96≈7零级明纹移到原第7
2、级明纹处2。一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片所遮盖,另一个缝被折射率为1.70的薄玻璃片所遮盖.在玻璃片插入以后,屏上原来的中央极大所在点,现变为第五级明纹,=480nm,且两玻璃片厚度均为d,求d.12解两介质片插入后,对于原中央明纹所在点o,有将有关数据代入可得o3。在折射率n3=1.52的照相机镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的MgF2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?解:因为,所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是:代入k=0和n2求得:4、用波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃板构
3、成的空气劈形膜上,观察反射光干涉,距离劈形膜棱边l=1.56cm的A处,是从棱边算起的第四条暗条纹中心。(1)求劈尖角(2)改用600nm的单色光照射,A处是明条纹还是暗条纹?(3)在(2)问的情形,从棱边到A处共有几条明纹,几条暗纹?明纹暗纹dkdk+1ld劈尖条纹的形状A解:(1)棱边处是第一条暗纹中心,在膜厚度为e2=处是第二条暗纹中心,依此可知第四条暗纹中心处,即A处膜厚度e4==4.8×10-5rad5分(2)由上问可知A处膜厚为e4=3×500/2nm=750nm对于l'=600nm的光,连同附加光程差,在A处两反射光的光程差为,它与波长之比为所以A处是明
4、纹3分(3)棱边处仍是暗纹,A处是第三条明纹,所以共有三条明纹,三条暗纹5。如图所示,将符合标准的轴承钢珠a、b和待测钢珠c一起放在两个平板玻璃之间,若入射光的波长λ=580nm,问钢珠c的直径比标准小多少?dabc分析:是一个典型的劈尖干涉问题,对于劈尖干涉,相邻明纹或暗纹的厚度差为:数一下图中待测钢珠和标准钢珠之间相差几个间隔,乘以相邻明、暗纹的厚度差即可得两者之间的差距。解答:对于劈尖干涉,相邻两明、暗纹对应的劈尖厚度差为:n为劈尖的折射率。本题中,a、c对应条纹的级数差为k=7。所以,两者的直径差,即对应劈尖的厚度差为:6。在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中,当
5、用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射时,测得第一和第四暗环的距离为r=4.010-3m,当用波长未知的单色光垂直照射时,测得第一和第四暗环的距离为r`=3.8510-3m,求该单色光的波长.暗干涉条纹的半径为:k=0对应牛顿环中心的暗斑,k=1和k=4对应第一和第四暗环,解波长为546nm7。折射率n=1.40的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂,如果由此产生了7.0条条纹的移动,求膜厚。设入射光的波长为589nm分析:迈克耳逊干涉仪中的干涉现象可以等效为薄膜干涉,在干涉仪一臂中插入介质片后,两束相干光的光程差改变了,解:插入厚度为d的介质片后,两相干光的光程差的改变
6、量为2(n-1)d,从而引起N条条纹的移动,根据劈尖干涉加强的条件有2(n-1)d=Nλ,得:d8。单缝的宽度b=0.40mm,以波长λ=589nm的单色光垂直照射,设透镜的焦距f=1.0m.求:(1)第一级暗纹距中心的距离;(2)第二级明纹距中心的距离;解:由单缝衍射的暗纹条件则第一级暗纹距中心的距离为(2)明纹条件则第二级明纹距中心的距离为9。一单色平行光垂直照射于一单缝,若其第三条明纹位置正好和波长为600nm的单色光入射时的第二级明纹位置一样.求前一种单色光的波长.由衍射明纹条件解LbxPOfφ10。为了测定一个给定光栅的光栅常数,用=632.8nm的单色平行光
7、垂直照射光栅,已知第一级明条纹出现在380的方向上,试问这光栅的光栅常数为多少?第二级明条纹出现在什么角度?若使用这光栅对某单色光进行同样的衍射试验,测得第一级明条纹出现在270的方向上,问这单色光的波长为多少?对这单色光,最多可看到第几级明条纹?解由光栅方程可得光栅常数k=2时,2/d>1,第二级明条纹不存在若用另一种波长的光照射此光栅,因第一级明纹出现在270的方向上,若用另一种波长的光照射此光栅,因第一级明纹出现在270的方向上,可得用此波长光照射时,屏上出现的最大条纹级次为因k只能取整数,则km=2,故最多只能看到第