《光学习题》课件.ppt
第七章 波动光学习题课,本 章 小 结,分振幅法,光的干涉（相干光源）,分波振面法,杨氏双缝干涉,菲涅耳双镜,洛埃德镜,等倾干涉,等厚干涉,光的衍射,单缝衍射：,圆孔衍射：,光栅衍射：光栅衍射条纹是单缝衍射和多光束 干涉的综合效果。,半波带法,缺级现象,最高级次满足：,增透,增反,1、增透膜与增反膜,其他公式：,3、光学仪器最小分辨角,2、迈克尔逊干涉仪,例：设镀膜厚度为e，,增透,其他公式：,5、X射线的衍射：,、斜入射时，光栅方程：,一、选择题：,A）自然光。B）完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面。C）完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面。D）部分偏振光。,2、一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设以布儒斯特角i0 入射,则在入射界面上的反射光：,3、真空中波长为的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从 A沿某路径传播到 B，若A、B两点相位差为3，则此路径 AB的光程为：,4、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可采 取的办法是：,使屏靠近双缝；B)使两缝间距变小；C)将缝宽调细；D)用较短波长的单色光源。,7、如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角 为600，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出 射光强为：,A）I0/8B）3I08 C）I0/4D）3I04,、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜厚度为：,）向上平移动）向上平移动）不动）条纹间距变大,10、在单缝的夫琅和费衍射实验中，把单缝垂直透镜光轴稍微 向上平移时,屏上的衍射图样将,11、一束波长 的单色光由空气入射到折射率为 n 的透明介 质上，要使反射光得到干涉加强，则膜的最小厚度为：,1、在双缝干涉实验中,所用光的波长，双缝与 屏的距离为D=300mm；双缝间距d=0.134mm,则中央明纹两 侧的两个第三级明纹之间的距离为。,2、用波长为的单色光由空气垂直照射到折射率为 n2 的劈尖膜。观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶向右数第 5 条暗条纹中心所对应的厚度d=。,二、填空题：,4、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入 射到缝宽为 b=3 的单缝上，对应于衍射角为30方向，单 缝处的波面可分成的半波带的数目为.,故：,3、用波长为5000的平行单色光垂直照射在一透射光栅上，在 分光计上测得第一级光谱线的衍射角为。则该光栅 每一毫米上有_条刻痕。,5、在单缝的夫琅禾费衍射示意图中所画的各条正入射光线间距 相等，那么光线1 和 3 在屏上P点相遇时的相位差为，P点应为 点。,P点为暗点,暗,6、一自然光通过两个偏振片，若两片的偏振化方向间夹角 由A转到B，则转前和转后透射光强之比为。,7、光强均为的两束相干光发生干涉时在相遇的区域可能出现的最大光强是。,8、迈克耳逊干涉仪的可动反射镜移动了0.620mm的过程，观察到条纹移动了2300条，则所用光的波长为 埃。,入射光到达双缝时已有光 程差：,经双缝后，又产生附加光程差：,三、计算题,解：,两束光在点O处相聚时的光程差为：,点O处为第8 级明条纹即：,例2在双缝干涉实验中,波长 的单色平行光垂直照射到缝间距为 的双缝上,屏到双缝的距离 D=2m.求：1)中央明纹两侧两条10级明纹中心的距离。2)以厚度为，折射率为n=1.58的玻璃片覆盖后，零级明纹将移到原来的第几级的位置。,解:1),故：,2)覆盖玻璃后零级条纹应满足：,不盖玻璃时此处为k级满足：,例3用波长为 的光垂直照射由两块平行玻璃板构成 的空气劈尖薄膜，劈尖角度，改变劈尖角，相邻两明纹间距缩小了1.0 mm，求劈尖角的改变量。,解：改变之前,改变后：,由上两式，得：,例4波长为5890的光，入射到宽为b=1.0mm的单缝上，使 在离缝D=2.0 m远的屏上产生衍射条纹。求在中央明条 纹任一侧，相邻两暗纹之间的距离。若将整个装置浸入 水中，此时相邻两暗纹之间的距离是多少？,解：1）,2）若浸入 水中，,例5在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，1=4000，2=7600。单缝缝宽a=1.0102cm。透镜焦距f=50 cm，求1）两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。2）若用光栅常数d=1.0103 cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同。求两种光第一级主极大之间的距离。,解：1）由单缝衍射明条纹公式知：,由光栅方程：,2)若用d=1.010-3 cm的光栅替换单缝，求两种光第一级主极大之间的距离。,例6波长范围在450-650nm之间的复色平行光垂直照射在每厘米有5000条刻线的光栅上，屏幕放在透镜的焦平面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围宽度为35.1cm，求透镜焦距f。,解：光栅常数为：,第二级谱线中：,故：,例7一衍射光栅，每厘米有 200 条透光缝，每条透光缝宽为a=210-3 cm，在光栅后放一焦距f=1 m 的凸透镜，现以=6000 的单色平行光垂直照射光栅，求：1）透光缝 a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？2）在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？可以看到 几条明条纹？(7-43),解：1）,光栅方程：,2）单缝衍射第一级极小满足,所以，第一次缺级为第五级。,在单缝衍射中央明条纹宽度内可以看到0、1、2 级主极大明条纹共5 条。,共有5个光栅衍射主极大。,解：,故：,取：,故：,例8以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上，在衍射角=41的方向上看到 1=6562 和 2=4101的谱线相重合。求光栅常数最小值是多少？,7-59,
