波動(dòng)光學(xué)習(xí)題課課件

波動(dòng)光學(xué)習(xí)題課波動(dòng)光學(xué)光的干涉光的衍射光的偏振分波陣面法單縫衍射X射線的晶體衍射光柵衍射圓孔衍射楊氏雙縫雙鏡勞埃鏡等傾干涉等厚干涉劈尖邁克爾遜干涉(M1垂直M2)邁克爾遜干涉(M1不垂直M2)偏振光的干涉馬呂斯定律布儒斯特定律薄膜干涉分振幅法牛頓環(huán)分波面與分振幅分振幅法薄膜單色點(diǎn)光源分波面法獲得相干光的兩類典型方法洛埃鏡實(shí)驗(yàn)1W洛埃鏡分波面干涉2WXMDdxrsWlsX半波失損ldxrD雙面鏡實(shí)驗(yàn)1s2ssW菲涅耳雙面鏡分波面干涉1W21WBXe2dxrrDlsWlldxrDM12Me練習(xí)38計(jì)算題1.解：①②所以的第4級(jí)與的第3級(jí)明紋第一次重合。重合位置：由亮紋位置可知：得由③試探：等傾干涉條紋sin21ne2222nid+dididid等傾干涉條紋入射傾角相等的光線經(jīng)平行膜反射，其相干光的光程差相等，形成同一級(jí)干涉條紋。iiiisf1n3n2ne點(diǎn)光源的等傾干涉條紋ssii1n3n2ne擴(kuò)展光源的各套等傾干涉條紋重合（非相干疊加）空氣油膜玻璃2n3n1npp玻璃3n1n空氣玻璃2np空氣油膜玻璃2n3n1np玻璃3n1n空氣玻璃2npp反射條件相同2l0不同反射條件d劈尖等厚條紋劈尖干涉的等厚干涉條紋rlreqn2l兩相鄰條紋間劈尖的厚度差l2n2re相鄰條紋間距rlresinq很小,qsinqqtgq等傾和等厚光路等傾干涉光路2MM12M相當(dāng)于平行平面空氣膜干涉等厚干涉光路M12M2M相當(dāng)于空氣劈尖干涉練習(xí)39選擇題1.E2.B考察光程：空氣中部分+介質(zhì)中部分3.A上下面的反射皆無(wú)半波損失練習(xí)39填空題1.上表面反射有半波損失2.上下面的反射皆有半波損失3.上表面反射有半波損失反射增強(qiáng)透射增強(qiáng)即反射減弱2.解：①②反射光程差對(duì)反射相消最小厚度取k=0反射加強(qiáng)，即：顯然在白光范圍內(nèi)不可能產(chǎn)生反射加強(qiáng)。練習(xí)40選擇題1.D相鄰條紋的高差兩滾柱的直徑不變，即總高差不變，則條紋數(shù)不變。2.CWater比較劈尖條紋間距或牛頓環(huán)暗環(huán)半徑差3.B條紋所在處高度相同（凸起）練習(xí)40填空題1.2.3.往返一次a123lfq1干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）中央明紋中心暗紋中心位置：明紋中心位置：中央明紋半角寬度中央明紋線寬度相鄰明紋間距圓孔公式fDlqqd光強(qiáng)0r愛(ài)里斑r半徑直徑d圓孔直徑D半徑Rq2q2愛(ài)里斑中的光能占通過(guò)圓孔光能的84%qDsinq.061lR212.l實(shí)際很小d愛(ài)里斑直徑與圓孔直徑的關(guān)系式Df2q~~d2.44lD愛(ài)里斑的角寬取決于比值Dl布喇格定律lX射線qqABCidl入射角掠射角求出相鄰晶面距離為d的兩反射光相長(zhǎng)干涉條件sincos+dACCB2di2dq層間兩反射光的光程差面間點(diǎn)陣散射波的干涉sin2dqlk(),...21k,布喇格定律相長(zhǎng)干涉得亮點(diǎn)的條件或布喇格條件光柵方程光柵方程光柵衍射的明紋公式sinq()+ab為相鄰縫間各對(duì)應(yīng)子波沿方向的光程差q明紋條件ksinq()+ab+l,213k()0,,,labfPOqq缺級(jí)現(xiàn)象缺級(jí)現(xiàn)象ksinq+l,213k()0,,,縫間干涉明紋位置()+ab單縫衍射暗紋位置sinqa+l213(),,,kk()+abakk的明紋級(jí)次缺級(jí)故24350(sinq)+ablllllllll23l45l6l6圖為/=3時(shí)的缺級(jí)情況()+aba練習(xí)41填空題1.2.3.練習(xí)41計(jì)算題1.解：①②由單縫衍射暗紋公式：因?yàn)橹睾希?，因，所以即波長(zhǎng)的級(jí)與的各級(jí)重合。所以練習(xí)42選擇題1.B2.A3.D練習(xí)42填空題1.2.3.偶數(shù)級(jí)缺故中央明紋一側(cè)的兩條譜線應(yīng)是1級(jí)和3級(jí)練習(xí)42計(jì)算題1.解：①②單縫中央明紋寬度即單縫兩個(gè)一級(jí)極小區(qū)間光柵常數(shù)使用透鏡單縫一級(jí)極小處對(duì)應(yīng)的光柵衍射明紋級(jí)數(shù)只能出現(xiàn)0,±1。共3條③（所以第2,4,6,8┄也缺級(jí)）可能的最高級(jí)數(shù)出現(xiàn)在衍射角趨近垂直方向上最高可為±8級(jí)，但由于偶數(shù)級(jí)條紋缺級(jí)，故只可能看到：0,±1,±3,±5,±7共9

條。也可以考察缺級(jí)條件：2級(jí)缺！故單縫中央明紋區(qū)只能出現(xiàn)0級(jí)和±1級(jí)3條練習(xí)43選擇題1.B2.D3.A練習(xí)43填空題1.2.3.設(shè)k=1練習(xí)43計(jì)算題1.解：由x為兩物體的線距離，l為地球到火星的距離。①②2.解：由對(duì)A：對(duì)B：求出：馬呂斯定律INNBP向透方振A馬呂斯定律將分解為平行和垂直O(jiān)A于的分量NNA和AA不能通過(guò)BPMMNNaOAAA振幅能通過(guò)BP的光振動(dòng)A是aMMI0PA方向透振OAcosaOAAAAOAcosa,20IIAOA2cosa2馬呂斯定律0Icosa2I布儒斯特定律布儒斯特定律各向同性的入射媒質(zhì)和折射媒質(zhì)的折射率分別為1n2n和一般情況下，反射光和折射光都是部分偏振光。稱為起偏振角ib或布儒斯特角法線部分偏振光自然光部分偏振光i1n2n自然光完全偏振光部分偏振光法線ib1n2n當(dāng)入射角滿足下述角值條件時(shí)ibarctg()1n2n反射光成為完全偏振光，其光振動(dòng)垂直于入射面；折射光與反射光的傳播方向相互垂直。練習(xí)44選擇題1.C自然光通過(guò)第一偏振片后振幅為A1，振動(dòng)方向沿N1由馬呂斯定律再經(jīng)過(guò)第二偏振片時(shí)，振動(dòng)方向平行于N2的分量可以通過(guò)。輸出光強(qiáng)為2.B當(dāng)前P2再轉(zhuǎn),便平行于P1或P3，則3.D全反射臨界角由布儒斯特定律練習(xí)44填空題1.由布儒斯特定律仰角