第13章-波动光学(习题).ppt

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1、三、光的衍射1.惠更斯-菲涅尔原理2.单缝的夫琅和费衍射3.圆孔的夫琅和费衍射4.多缝的夫琅和费衍射5.X射线衍射四、光的偏振1.光的几种偏振状态2.偏振片的起偏和检偏马吕斯定律3.反射和折射起偏布儒斯特定律4.双折射现象5.偏振光的干涉暗纹亮纹爱利斑角半径光栅方程布喇格公式例题13-3用薄云母片（n=1.58）覆盖在杨氏双缝的其中一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。如果入射光波长为550nm，问云母片的厚度为多少？解：Poe原七级明纹P点处插入云母片后，P点为零级明纹dDSp·S´S1S2例13-4杨氏双缝干涉试验条件作如下变,干涉条纹将作怎样变化?(1)线光源S

2、沿平行于S1,S2连线方向作微小移动；（2）加大双缝间距；（3）把整套装置侵入水中。（1）此时S1,S2不再是同相位光源，0级中央明纹将从屏中央O点移开。中央明纹应在之处屏上的干涉条纹整体向上平移。（2）根据dx（3）O整套装置侵入水中后的光程差为条纹变密例块规是一种长度标准器，它是一块刚质长方体，两端面磨平抛光，很精确地相互平行，两端面间距离即长度标准。如图所示的校准装置，其中G1是一块合格的块规,G2是与G1同规号待校准的块规，把G1和G2放在钢质平台面上，使面和面严密接触，G1和G2上面用一块透明平板T压住。如果G1和G2之间分别形成尖劈形空气层，它们在单色光照射下各产

3、生等厚干涉条纹。（1）设入射光波长为5893，G1和G2相隔5cm，T和G1、G2间的干涉条纹都是0.5mm，试求G1和G2的高度差。（2）如何判断哪一个块规长。（3）如果T和G1间的条纹间距为0.5mm，T和G2间的是0.3mm,说明什么？(1)先由条纹间距算出空气层劈角再由两块规的距离算出高度差（2）轻压盖板T的中部，两处条纹变化相反，条纹变密的一端高（3）说明G2的上下两表面不平行，使其上表面不严格平行于G1的上表面，造成两边空气层劈角不等，劈角差为例用钠光观察迈克尔逊干涉条纹，先看到干涉场中有12个亮环，且中心是亮的，移动平面镜后，看到中心吞了10环，而此时干涉场中还剩下5个

4、亮环。试求：（1）移动的距离（2）开始时中心亮斑的干涉级（3）移动后，从中心向外数第5个亮环的干涉级(1)判断干涉类型（2）移动前移动后（3）移动后的中心亮环的级别为向外数第五个亮环的级别为例：单缝衍射实验,=605.8nm的光垂直入射，缝宽a=0.3mm，透镜焦距f=1m。求：(1)中央明纹的宽度；(2)第二级明纹中心至中央明纹中心的距离；(3)相应于第二级和第三级明纹，单缝可分出多少个半波带，每个半波带的宽度是多少？解:可分出5个和7个半波带半波带宽度分别为例一双缝，缝间距d=0.10mm，缝宽a=0.02mm，用波长480nm的平行单色光垂直入射该双缝，双缝后放一焦距为50c

5、m的透镜，试求：（1）单缝衍射中央亮纹的宽度；（2）透镜焦平面处屏上干涉主极大条纹的间距；（3）单缝衍射的中央包线内有多少条干涉的主级大。（1）单缝衍射的两个第一级暗条纹中心间距离为中央明条纹的宽度中央亮条纹的半角宽度中央亮纹的宽度（2）透镜焦平面处屏上干涉主极大条纹的间距很小条纹角间距条纹间距（3）单缝衍射的中央包线内共有9条干涉主极大，两端处出现缺级例13-15波长为500nm和520nm的两种单色光同时垂直入射在光栅常量为0.002cm的光栅上，紧靠光栅后用焦距为2m的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。解：fx2x1解:设自然光光强为I1旋转偏振片时透射

6、光的最大值为最小值的五倍即其中解上两式,得:所以入射光中两种成分的光强分别占总光强的和一束线偏振光与自然光混合,当它通过一旋转的偏振片时,发现透射光强度的最大值是最小值的五倍，求光束中的两种成分的光强各占总强度的百分比.解:第一种情况：两偏振片M和N正交，晶片C与M,N透光轴成45o角，如图。MNNMCCA1AoAeA2eA2o透过N的两相干光位相差为（2k+1)π时相消满足上式的波长λ即是在透射光中缺少的光波波长，在400~700nm的可见光范围内，有：一块厚0.025mm的方解石晶片，其表面与光轴平行，放置在两正交偏振片之间。从第一块偏振片射出的线偏振光垂直入射在晶片上，振动方向

7、与晶片光轴方向成45o角。试问在透过第二块偏振片的光在可见光谱中(400~700nm)中，缺少哪些波长？如果两偏振片方向平行，则透射光中缺少哪些波长？假定双折射率no-ne=0.172可看作常量。第二种情况：M,N平行（将没有附加光程差）M,NCA1AeAoA2e,A2o透过N的两相干光相消时，有在400~700nm的可见光范围内：图所示为杨氏干涉装置，其中S为单色自然光源，S1和S2为双孔。（1）如果在S后放置一偏振片P，干涉条纹是否发生变化？有何变化？