大学物理课件 光学习题课

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1、复习光学部分所学过的内容：一、光的干涉条件二、光程差与位相差的关系三、两相干光的叠加后的光强四、两相干光干涉的一般条件五、半波损失六、单缝衍射强度极小的条件七、光栅方程八、缺级条件九、偏振片、四分之一波片的作用例1.单色光源S,照射双缝，在屏上形成干涉图样零级明条纹位于O点S´屏S1S2SO1）若将缝光源S移至位置S´，零级明条纹将发生移动。欲使零级明条纹移回O点，必须在哪个缝处覆盖一薄云母片才有可能?2）若用波长589nm的单色光，欲使移动4个明纹间距的零级明纹移回到O点，云母片的厚度应为多少?云母片的折射率为1.58。S´屏

2、S1S2SO解：1）欲使条纹不移动,需在缝S1上覆盖云母片2）原来现在例2、单色光波长垂直入射光栅，观察到第一级明纹出现在的位置，第二级缺级，求：（1）光栅上相邻两缝的间距（2）屏上实际呈现条纹的全部级数解：光栅上相邻两缝的间距：1）据光栅方程2）由取由于级缺级，实际呈现条纹的全部级数为例3、波长为的单色光垂直照射双缝上，已知试用半波带方法判断。若时，屏幕上P点将出现明纹还是暗纹？若将BA’部分取掉，AB’形成单缝，P点将出现明纹还是暗纹？ABMNLPCA’B’解：1）按照干涉的原理，当两缝相应位置上的光线的光程差均为时，P

3、点为明纹。ABMNLPCA’B’2）若将BA’部分取掉，缝可分为3个半波带，P点应为明纹。例4、要测定硅片上二氧化硅薄膜的厚度，将薄膜的一端做成劈尖形，用波长为的绿光从空气照射硅片，观察反射光第7条暗纹在与平行膜的交线M处，二氧化硅的折射率为n2=1.5,硅的折射率为n3=3.4MNe求:二氧化硅薄膜的厚度MNe解:干涉相消的条件:若k=6,(第7条暗纹)例5.白光垂直照射在空气中厚度为0.40mm的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50，n2=1.50试问:1)在可见光范围内(l=400~700nm)，哪些波长的光在反射中增强?2)

4、哪些波长的光在透射中增强?解：1)若反射光干涉加强k=1l1=2400(nm)k=2l2=800(nm)k=4l4=343(nm)紫外光k=3l3=480(nm)可见光红外光取k=2取k=32)若透射光干涉增强则反射光干涉相消由干涉相消条件k的其它取值属于红外光或紫外光范围例6.已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅，利用这个光棚可以产生多少个完整的可见光谱(l=400~760nm)？解：由光栅方程k的最大值满足条件：在光谱中，可能出现紫光的第k+1级光谱和红光的第k级光谱相重合，所以，能看到的完整光谱由下列条件决定：实际上能看到

5、的完整光谱只有1级例7.在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距1.2m。试问汽车离人多远的地方，眼睛才可能分辨这两盏前灯?假设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm，而入射光波长l=550.0nm。解：=8.94×103(m)I**S1S20lx例8.如果图中入射X射线束不是单色的，而是含有由0.095nm到0.130nm这一波带中的各种波长，晶体的晶格常量a0=0.275nm，问与图中所示晶面族相联系的衍射的X射线束是否会产生?..................450解：l1=0.13nmk=3kl=2×0.275×sin450=0.

6、388(nm)2=0.097nmk=4当j=450时例9.自然光和线偏振光的混合光束，通过一偏振片时，随着偏振片以光的传播方向为轴的转动，透射光的强度也跟着改变，如最强和最弱的光强之比为6：1，那么入射光中自然光和线偏振光的强度之比为多大?自然光I1线偏振光IP···I2解：自然光I1线偏振光IP···I2例10.如果起偏振器和检偏振器的偏振化方向之间的夹角为300(1)假定偏振片是理想的，则非偏振光通过起偏振器和检偏振器后，其出射光强与原来光强之比是多少?(2)如果起偏振器和检偏振器分别吸收了10%的可通过光线，则出射光强与

7、原来光强之比是多少?(1)设自然光光强为I0，通过第一偏振片后的光强为通过起偏器后的光强为：解：(2)考虑偏振片的吸收例13、图中P1和P2是两个偏振片。C为四分之一波片，其光轴与P1的偏振化方向加角为600光强为I0单色自然光垂直入射于P1，（1）画出1，2，3区光的偏振状态（2）计算各区的光强P1OP2123P1OP2123解：1区光强四分之一波片能够使通过它的O光与e光光程差/4但光强不变，故2区光强通过四分之一波片e光的振幅为o光的振幅为通过P2偏振片的两光振幅为P2AeAoP1O600A1A21A22两光的位相

8、差为P1OAeAo600A1A21A22通过P2偏振片的两光产生干涉，合振动振幅为：光强为：例11在双缝干涉实验中SS1=SS2，S发出的光照射双缝。通过空气后在屏幕上形成干涉条纹。已知P点为第三级明条纹，则S1、S2到P点的光程差为________；若将整个