第38講 波動光學(xué)、光的本性.doc

第38講 波動光學(xué)、光的本性例1 劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖所示。若現(xiàn)在圖1裝置中抽去一張紙片，從上往下觀察到的干涉條紋將（ ）變疏變密條紋向左移條紋向右移ABCD例2 如圖所示為楊氏雙縫干涉裝置，光源發(fā)出的單色光波長為。當(dāng)屏幕位于位置時，測得幕上干涉條紋的間距為?，F(xiàn)將屏幕平移到位置，平移距離為，此時條紋間距變?yōu)椤Ｔ嚽箅p縫的間距以及幕到雙縫的距離？例3 在如圖所示的楊氏雙縫干涉裝置中，縫光源到雙縫和的距離相等，所用單色光的波長為。今在后放置一塊厚度均勻的薄膜，其折射率為，觀察到幕中央處干涉條紋移過了個條紋，試求薄膜的厚度？例4 如圖所示，在洛埃鏡試驗中，平板玻璃的長度，與平玻璃板垂直的幕到玻璃板端的垂直距離?？p光源位于端正上方，離平玻璃板的高度，光源波長。試求：（1）幕上干涉條紋的間距；（2）干涉條紋的最低級次？例5 如圖所示，已知菲涅爾雙面鏡之間的夾角，縫光源與兩鏡交線的距離，單色光的波長，觀察屏幕與兩虛光源的連線平行，觀察屏幕與兩鏡交線相距。試問：（1）幕上干涉條紋的間距多大？在幕上最多能看到多少條干涉條紋？（2）若光源到兩鏡交線的距離增大一倍，干涉條紋怎樣變化?（3）若縫光源橫向移動，干涉條紋如何變化？例6 如圖所示，波長的平行激光束垂直入射到雙棱鏡上，雙棱鏡的頂角，寬度，折射率。試問：當(dāng)幕與雙棱鏡的距離分別為多大時，在幕上觀察到的干涉條紋的總數(shù)最少和最多？最多時能看到幾條干涉條紋？例7 照相機(jī)鏡頭上的增透膜為什么看上去是紫紅（或藍(lán)紫）色的？若空氣的折射率為，增透膜的折射率為，玻璃的折射率為，那么增透膜的最小厚度應(yīng)該是多少？例8 如圖所示，在一塊平板玻璃片上，放一曲率半徑很大的平凸透鏡，在、之間形成一劈形空氣薄層。當(dāng)平行光束垂直地射向平凸透鏡時，由于透鏡下表面所反射的光和平板玻璃上表面反射的光發(fā)生干涉，將呈現(xiàn)干涉條紋，這稱為牛頓環(huán)。證明干涉條紋暗環(huán)半徑由下式給出，為干涉級數(shù)。當(dāng)在空氣劈中加入水，干涉條紋變密還是變疏，為什么？例9 試對下列利用光電效應(yīng)實驗數(shù)據(jù)繪出的三種圖像及其縱橫截距作出解釋，并說明它們所反映的規(guī)律。例10 如圖所示，一光電管的陰極用極限波長埃的鈉制成。用波長埃的紫外線照射陰極，光電管陽極和陰極之間的電勢差，光電流的飽和值。（1）求每秒內(nèi)由極發(fā)射的電子數(shù)；（2）求電子到達(dá)極時的最大動能；（3）如果電勢差不變，而照射光的強(qiáng)度增到原值的三倍，此時電子到達(dá)極時的最大動能是多大？（普朗克常數(shù)）例11 一紅寶石激光器可以發(fā)射波長的巨脈沖，假定每個脈沖都可以看作是一個具有能量、持續(xù)時間為的平行光束，光束的截面是直徑為的圓面，脈沖在折射率為1的空氣中傳播。（1）計算一個脈沖內(nèi)所包含的光子數(shù)；（2）計算光束單位體積內(nèi)的能量；（3）設(shè)脈沖垂直投射到一個屏上，屏對光是完全吸收的，計算此脈沖在屏上產(chǎn)生的壓強(qiáng)？例12 一理想凸透鏡，它容許入射光完全透過，此透鏡直徑，焦距，水平放置。四束激光沿豎直方向?qū)ΨQ地入射到透鏡靠邊緣處。已知四束激光總功率為，求激光對