光學習題課72500公開課一等獎?wù)n件省課獲獎?wù)n件

一、光程差與相位差二、干涉條紋明暗條件用光程差表達為：三、楊氏雙縫干涉明紋條件明紋位置：k=0，1，2，...暗紋條件暗紋位置：k=0，1，2，...波動光學習題課第1頁四.薄膜干涉1.等厚干涉：同一級干涉條紋對應(yīng)薄膜厚度相等。等厚條紋形態(tài)與薄膜等厚線走向一致。2.劈尖干涉：等間距直干涉條紋。中心位置：明條紋：暗條紋：3.牛頓環(huán)：明環(huán)半徑：暗環(huán)半徑：4.等傾干涉：薄膜厚度均勻。同一級條紋對應(yīng)入射線傾角相同。同心圓環(huán)狀干涉條紋。第2頁六、單縫衍射半波帶法明條紋條件：暗條紋條件：七、小孔衍射1.愛里斑半角寬度2.光學儀器最小辨別角五、邁克爾遜干涉儀：第3頁八、光柵衍射1.平行光照射光柵時，在黑暗背景上展現(xiàn)出窄細明亮譜線。2.光柵方程：(1)垂直入射時，有：(2)斜入射時，有：3.譜線強度受單縫衍射調(diào)制，出現(xiàn)缺級時滿足：4.最高級次滿足：第4頁強度為I0自然光入射于抱負偏振片產(chǎn)生線偏振光強度為：十、五種偏振狀態(tài)：自然光、線偏振光、部份偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光十一、馬呂斯定律十二、布儒斯特定律十三、雙折射現(xiàn)象

O光e光九、X射線衍射：第5頁一、填空題1.如圖所示，雙縫干涉試驗中用兩個厚度均為e，折射率為n1和n2透明介質(zhì)膜覆蓋（n1﹥n2），波長λ平行光斜入射到雙縫上，入射角為θ，雙縫間距為d，在屏幕中央O處

解：加介質(zhì)片后O點光程差若則也可寫成：第6頁3.用波長為

單色光垂直照射折射率為n2劈尖膜（如圖）圖中各部分折射率關(guān)系是n1<n2<n3。觀測反射光干涉條紋，從劈尖頂向右數(shù)第5條暗條紋中心所對應(yīng)厚度e=

。9

/(4n2)2.在雙縫干涉試驗中，所用光波長

雙縫與屏距離為D=300mm雙縫間距d=0.134mm，則中央明紋兩側(cè)兩個第三級明紋之間距離為

。6D

/(nd)第7頁4.光強均為I０兩束相干光發(fā)生干涉時在相遇區(qū)域也許出現(xiàn)最大光強是

。5.邁克耳遜干涉儀可動反射鏡Ｍ移動了0.620mm過程，觀測到條紋移動了2300條，則所用光波長為________埃。

6.在邁克爾遜干涉儀可動反射鏡平移一微小距離過程中，觀測到干涉條紋正好移動1848條，所用單色光波長為5416埃，由此可知反射鏡平移距離等于________mm。4I053910.50043第8頁8.在單縫夫瑯和費衍射試驗中，波長為

單色光垂直入射到縫寬為a=

單縫上，對應(yīng)于衍射角為30度方向，單縫處波面可提成半波帶數(shù)目為＿＿＿。7.在單縫夫瑯和費衍射示意圖中所畫各條正入射光線間距相等，那么光線1和3在屏上P點相遇時相位差為_______，P點應(yīng)為_______點。P點為暗點故：2

暗1個第9頁9.波長為

單色光垂直投射于縫寬為a，總縫數(shù)為N，光柵常數(shù)為d光柵上，光柵方程為_________。

10.在光學各向異性晶體內(nèi)部有一確定方向，沿這一方向?qū)こ９釵光和非常光e光______等，這一方向稱為晶體光軸，只有一種光軸方向晶體稱為______晶體。單軸11.一自然光通過兩個偏振片，若兩片偏振化方向間夾角由A轉(zhuǎn)到B，則轉(zhuǎn)前和轉(zhuǎn)后透射光強之比為____________。速度cos2A/cos2B第10頁二、選擇題

1.如圖所示單縫夫瑯和費衍射試驗中，把單縫垂直透鏡光軸稍微向上平移時，屏上衍射圖樣將A.向上平移動。B.向下平移動。C.不動。D.條紋間距變大。2.單縫夫瑯和費衍射試驗中，若減小縫寬，其他條件不變則中央明紋A.寬度變小。 B.寬度變大。C.寬度不變，且中心強度不變。D.寬度不變，但中心強度變小。中央明紋寬度第11頁3.真空中波長為

單色光，在折射率為n均勻透明介質(zhì)中，從A沿某一途徑傳輸?shù)紹點，途徑長度為l。A，B兩點光振動相位差記為△

。則：A.B.C.D.第12頁4.如圖所示平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下表面反射兩束光發(fā)生干涉，若薄膜厚度為e，并且n1<n2>n3，

1為入射光在折射率為n1媒質(zhì)波長，則兩束光在相遇點相位差為______。5.一束光是自然光和線偏振光混和，讓它垂直通過一偏振片。若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強最大值是最小值5倍，那么入射光中自然光與線偏振光比值是＿＿.A.1/2B.1/5C.1/3D.2/3第13頁6.一束波長為

單色光由空氣入射到折射率為n透明介質(zhì)上，要使反射光得到干涉加強，則膜最小厚度為:7.一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃（如圖），設(shè)以布儒斯特角i0入射，則在界面2上反射光：是自然光。B.是部分偏振光。C.是完全偏振光且光矢量振動方向垂直于入射面。D.是完全偏振光且光矢量振動方向平行于入射面。第14頁8.如圖所示，用波長為

單色光照射雙縫干射試驗裝置，若將一折射率為n劈尖角為A透明劈尖插入光線2中，則當劈尖遲緩地向上移動時（只遮住S2），屏上干涉條紋：A.間隔變大，向下移動B.間隔變小，向上移動C.間隔不變，向下移動D.間隔不變，向上移動

9.在邁克爾遜干涉儀一支光路中，放入一片折射率為n透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光光程差變化量為一種波長λ，則薄膜厚度為：第15頁1.在雙縫干涉試驗中，波長

=5500A°單色平行光垂直照射到縫間距為a=2×10-4m雙縫上，屏到雙縫距離D=2m。求：(1)中央明紋兩側(cè)兩條10級明紋中心距離；(2)以厚度為e=6.6×10-5m，折射率為n=1.58玻璃片覆蓋后，零級明紋將移到本來第幾級位置。三、計算題解：(1)

雙縫干涉明紋條件故：(2)覆蓋玻璃后零級條紋應(yīng)滿足：不蓋玻璃時此處為k級滿足：第16頁第17頁解：(1)角距離：(2)假如浸入水中，則有：2.在雙縫干涉試驗中，D>>d，對于鈉黃光λ=5893埃，產(chǎn)生干涉條紋相鄰兩明紋角距離（相鄰兩明紋對雙縫中心處張角）為0.20度。(1)對什么波長光，此裝置所得相鄰兩明紋角距離比鈉光大10%。(2)假如浸入水中（n=1.33），相鄰兩明紋角距離為多大？第18頁3.折射率為1.60兩塊標準玻璃板之間形成一種劈尖(

很小)，

=600nm（1nm=10-9m），產(chǎn)生等厚干涉條紋，在劈尖內(nèi)充滿n=1.40液體時相鄰明紋間距比劈尖內(nèi)是空氣時間距小△l=0.5mm，求

=?解：由題意知：因而：第19頁解：光柵常數(shù)為：第二級譜線中：故：

4.波長范圍在450—650nm之間復(fù)色平行光垂直照射在每厘米有5000條刻線光柵上，屏幕放在透鏡焦平面處，屏上第二級光譜各色光在屏上所占范圍寬度為35.1cm，求透鏡焦距f。第20頁5.用白光照射每毫米50條刻痕光柵，在距光柵2m屏幕上觀測到各色光譜，設(shè)可見光上限波長

R

=7800A°，下限波長

V

=4000A°，試計算屏幕上第一級光譜寬度。解：由光柵方程：可得：第21頁6.用波長為

=600nm（1nm=10-9m）光垂直照射由兩塊平行玻璃板組成空氣劈尖薄膜，劈尖角度

=2×10-4rad，變化劈尖角，相鄰兩明紋間距縮小了△l=1.0mm，求劈尖角變化量。解：變化之前變化后：由上兩式，得：第22頁7.波長

=6000A°單色光垂直照射到一光柵上，測得第二級主極大衍射角為30°，且第三級缺級。(1)光柵常數(shù)(a+b)等于多少?(2)透光縫也許最小寬度等于多少?解：(1)由光柵方程，得：(2)第三級缺級：由于第三級缺級，對應(yīng)于最小也許a，

'應(yīng)是單縫衍射第一級暗紋，故：兩式比較：第23頁8.以氦放電管發(fā)出光垂直照射到某光柵上，測得波長

1

=0.668m譜線衍射角為

=20°，假如在同樣

角處出現(xiàn)波長

2

=0.447m更高級次譜線，那么光柵常數(shù)最小是多少？解：由光柵方程：將：約為整數(shù)比：取最小值：對應(yīng)光柵常數(shù)：第24頁9.以氦放電管發(fā)出光垂直照射在某光柵上，在衍射角

=41°方向上看到

1

=6562A°和

2

=4101A°光譜線相重合，求光柵常數(shù)最小是多少？解：由光柵方程：故：?。汗剩旱?5頁10.如圖安排三種透光媒質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其折射率分別為：n1=1.33，n2=1.50，n1=1.00兩個交界面互相平行，一束自然光自媒質(zhì)Ⅰ中入射到Ⅰ與Ⅱ交界處，若反射光為線偏振光。(1)求入射角i；(2)媒質(zhì)Ⅱ、Ⅲ界面上反射光是否為偏振