14章波動光學第五講-復習題市公開課獲獎課件省名師優(yōu)質課賽課一等獎課件

第十四章習題課1/27二楊氏雙縫干涉試驗條紋間距:用波陣面分割法產(chǎn)生兩相干光源.干涉條紋是等間距直條紋.

1）相位差和光程差關系三光程:

媒質折射率與光幾何旅程之積=光程差光在真空中波長第十四章波動光學干涉一相干光2）相干光產(chǎn)生:波陣面分割法；振幅分割法.1）相干條件：振動方向相同；頻率相同；相位差恒定.2/272）透鏡不引發(fā)附加光程差

3）光由光疏介質射向光密媒質而在界面上反射時，發(fā)生半波損失，這損失相當于光程.三薄膜干涉入射光在薄膜上表面因為反射和折射而“分振幅”，在上下表面反射光為相干光.當光線垂直入射時當時當時3/27

等厚干涉

1）干涉條紋為光程差相同點軌跡，即厚度相等點軌跡

2）厚度線性增加條紋等間距，厚度非線性增加條紋不等間距3）條紋動態(tài)改變分析（改變時）4）半波損失需詳細問題詳細分析明紋暗紋劈尖條紋間距4/27暗環(huán)半徑明環(huán)半徑牛頓環(huán)四邁克爾孫干涉儀利用分振幅法垂直平面鏡形成一等效空氣薄膜使兩相相互干光束在空間完全分開，并可用移動反射鏡或在光路中加入介質片方法改變兩光束光程差.移動反射鏡光路中加入介質片5/27一惠更斯—菲涅爾原理波陣面上各點都能夠看成子波波源，其后波場中各點波強度由各子波在該點相干疊加決定.二夫瑯禾費衍射暗紋中心明紋中心個半波帶個半波帶中央明紋中心單縫衍射：可用半波帶法分析，單色光垂直入射時圓孔衍射：單色光垂直入射時，中央亮斑角半經(jīng)（D

為圓孔直徑）衍射6/27三光學儀器分辨本事依據(jù)圓孔衍射規(guī)律和瑞利判據(jù),最小分辨角光學儀器分辨率四光柵衍射條紋形成光柵衍射條紋是單縫衍射和多光束干涉總效果.譜線強度受單縫衍射影響可產(chǎn)生缺級現(xiàn)象.出現(xiàn)缺級7/27光偏振

光波是橫波，電場矢量表示光矢量，光矢量方向和光傳輸方向組成振動面.三類偏振態(tài):自然光、偏振光、部分偏振光.二線偏振光

:可用偏振片產(chǎn)生和檢驗.馬呂斯定律強度為偏振光經(jīng)過檢偏振器后,出射光強度為三光反射與折射時偏振

布儒斯特定律:當入射角為布儒斯特角時，反射光為完全偏振光，且振動面垂直入射面，折射光為部分偏振光。偏振8/27

1.在雙縫干涉試驗中，若單色光源S

到兩縫S1

、S2

距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O

處，現(xiàn)將光源S

向下移動到圖中S′位置，則（）（A）中央明紋向上移動，且條紋間距增大（B）中央明紋向上移動，且條紋間距不變（C）中央明紋向下移動，且條紋間距增大（D）中央明紋向下移動，且條紋間距不變9/27

2.如圖所表示，折射率為n2

，厚度為e

透明介質薄膜上方和下方透明介質折射率分別為n1

和n3，且n1

＜n2

，n2

＞n3

，若用波長為λ單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射光束光程差是（）10/27

3.如圖所表示，兩個直徑有微小差異彼此平行滾柱之間距離為L，夾在兩塊平面晶體中間，形成空氣劈形膜，當單色光垂直入射時，產(chǎn)生等厚干涉條紋，假如滾柱之間距離L

變小，則在L

范圍內干涉條紋（）（A）數(shù)目減小，間距變大（B）數(shù)目減小，間距不變（C）數(shù)目不變，間距變小（D）數(shù)目增加，間距變小11/27

4.用平行單色光垂直照射在單縫上，可觀察單縫夫瑯禾費。若屏上某點處為第二級暗紋，則對應單縫波陣面可分成半波帶數(shù)目為（）（A）3個（B）4個（C）5個（D）6個

5.波長λ＝550nm

單色光垂直入射于光柵常數(shù)d

＝1.0×10-4cm

光柵上，可能觀察到光譜線最大級次為（）（A）4（B）3

（C）2（D）112/27

6.三個偏振片P1

、P2

與P3

堆疊在一起，P1

與P3偏振化方向相互垂直，P2與P1

偏振化方向間夾角為30°，強度為I0

自然光入射于偏振片P1

，并依次透過偏振片P1

、P2與P3

，則經(jīng)過三個偏振片后光強為（）

（A）（B）

（C）（D）013/27

7.自然光以60°入射角照射到兩介質交界面時，反射光為完全線偏振光，則折射光為（）（A）完全線偏振光，且折射角為30°

（B）部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為介質時，折射角為30°

（C）部分偏振光，但須知兩種介質折射率才能確定折射角（D）部分偏振光，且折射角是30°14/27

8.

兩個幾何形狀完全相同劈尖：一個是由空氣中玻璃形成；另一個是夾在玻璃中空氣形成，當用相同單色光分別垂直照射它們時，產(chǎn)生干涉條紋間距大是：（A）空氣中玻璃劈尖（C）兩個劈尖干涉條紋間距相等（D）觀察不到玻璃劈尖干涉條紋（B）玻璃夾層中空氣劈尖15/27

9.

若在牛頓環(huán)裝置透鏡和平板玻璃板間充滿某種折射率大于透鏡折射率而小于平板玻璃某種液體，則從入射光方向所觀察到牛頓環(huán)環(huán)心是

（A）暗斑（B）明斑（C）半明半暗斑（D）干涉現(xiàn)象消失16/27

1.

在雙縫干涉試驗中，兩縫間距為0.30mm，用單色光垂直照射雙縫，在離縫1.20m

屏上測得中央明紋一側第5條暗紋與另一側第5條暗紋間距離為22.78mm．問所用光波長為多少？解:

屏上相鄰暗紋（或明紋）間距，代入，可得λ=632.8nm．

2.

在雙縫干涉試驗中，用波長λ=546.1nm

單色光照射，雙縫與屏距離d′=300mm．測得中央明紋兩側兩個第五級明條紋間距為12.2mm，求雙縫間距離．解:

屏上相鄰暗紋（或明紋）間距，代入，可得d=1.34×10-4m．

17/27

3.雙縫干涉試驗中，波長單色光垂直入射到縫間距雙縫上，屏到雙縫距離。求1）中央明紋兩側兩條第10級明紋中心間距；2）用一厚度折射率為玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到何處？解（1）18/27p未加玻璃片時加玻璃片后

原零級明紋向下移到約第七級明紋處。解（2）設加玻璃片后，零級明紋下移至P點.19/27?。ㄔ鰪姡p弱解

則氟化鎂為增透膜23玻璃

4.

為了增加透射率,求氟化鎂膜最小厚度.已知空氣折射率,氟化鎂折射率光波波長.20/27解：相鄰條紋間距

5.利用空氣劈尖測細絲直徑．如圖所表示，已知λ=589.3nm，L=2.888×10-2m，測得30

條條紋總寬度為4.259×10-3m，求細絲直徑d．

相鄰條紋間距

則細絲直徑為

21/27

6.如圖劈尖裝置已知玻璃折射率波長光產(chǎn)生等厚干涉條紋，現(xiàn)將劈尖內充滿折射率液體時，條紋間距縮小，求：劈尖角.

解：空氣和液體劈尖條紋間距分別為22/27

7.

有一玻璃劈尖,放在空氣中,劈尖夾角

,用波長單色光垂直入射時,測得干涉條紋寬度,求這玻璃折射率.解23/27

8.如圖所表示，狹縫寬度b=0.60mm，透鏡焦距f=0.40m，有一與狹縫平行屏放置在透鏡焦平面處．若以波長為300nm單色平行光垂直照射狹縫，則在屏上離點O

為x=1.4mm處點P，看到是衍射明條紋．試求：（1）點P條紋級數(shù)；（2）從點P看來對該光波而言，狹縫處波陣面可作半波帶數(shù)目．解（1）單縫衍射中明紋位置為

代入，得

（2）半波帶數(shù)目為7．24/279

如圖所表示，折射率n2=1.20油滴落在n3=1.50平面玻璃上，形成上表面近似于球面油膜，測得油膜中心最高處高度dm=1.1μm