大學(xué)物理第14章習(xí)題課選講例題.ppt

1、例 兩個(gè)幾何形狀完全相同的劈尖：一個(gè)是由空氣中玻璃形成；另一個(gè)是夾在玻璃中的空氣形成，當(dāng)用相同的單色光分別垂直照射它們時(shí)，產(chǎn)生干涉條紋間距大的是：,例 如圖示兩個(gè)直徑有微小差別的彼此平行的滾柱之間的距離為 L，夾在兩塊平晶的中間，形成空氣劈尖，當(dāng)單色光垂直入射時(shí)，產(chǎn)生等厚干涉條紋，如果滾柱之間的距離變小，則在 L 范圍內(nèi)干涉條紋的,滾柱之間的距離變小，劈間角變大； 不變.,例 若在牛頓環(huán)裝置的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的某種液體，則從入射光方向所觀察到的牛頓環(huán)的環(huán)心是,例 在折射率 為 1.5 的玻璃板上表面鍍一層折射率 為 2.5 的透明介質(zhì)膜可增強(qiáng)反射.

2、設(shè)在鍍膜過程中用一束波長為 600nm 的單色光從上方垂直照射到介質(zhì)膜上, 并用照度表測量透射光的強(qiáng)度.當(dāng)介質(zhì)膜的厚度逐步增大時(shí)，透射光的強(qiáng)度發(fā)生時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的變化，求當(dāng)觀察到透射光的強(qiáng)度第三次出現(xiàn)最弱時(shí)，介質(zhì)膜鍍了多少nm厚度的透明介質(zhì)膜,（1）300 ,（2）600 ,（3）250 ,（4）420,例 用波長為 的單色光垂直照射折射率為 的劈尖薄膜如圖.圖中各部分折射率的關(guān)系是 ，觀察反射光的干涉條紋，從劈尖頂開始向右數(shù)第 5 條暗條紋中心所對應(yīng)的厚度 e 為_,暗條紋,第 5 條暗條紋 k = 4,例 在單縫的夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級暗紋對應(yīng)的單縫處波面可劃分為 個(gè)半波帶，若將縫寬縮小

3、一半，原來第三級暗紋處將是_,6,第一級亮紋,解 （1）,（2）,解 計(jì)算波程差,取,極大時(shí),Example ：楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若在下縫蓋住一均勻介質(zhì)，折射率為n，厚度為t，則中央明紋向 平移，若所用波長為 5500 中央明紋將被第六級明紋取代，設(shè)t=5.5m, 折射率為 。,下,1.6,例 ： 用單色光源S照射雙縫，在屏上形 成干涉圖樣，零級明條紋位于O 點(diǎn)，如圖所 示。若將縫光源 S 移至位置S ，零級明條 紋將發(fā)生移動。欲使零級明條紋移回 O 點(diǎn)， 必須在哪個(gè)縫處覆蓋一薄云母片才有可能? 若用波長589nm的單 色光，欲使移動了4個(gè) 明紋間距的零級明紋 移回到O點(diǎn)，云母片的 厚度應(yīng)為

4、多少?云母片 的折射率為1.58。,解：欲使條紋不移動,需在縫S1上覆蓋云母片,返回,結(jié)束,解 （1）,例：雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長 的單色光垂直入射到縫間距 的雙縫上，屏到雙縫的距離 。求 1）中央明紋兩側(cè)的兩條第10 級明紋中心的間距； 2）用一厚度 折射率為 的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到何處？,未加玻璃片時(shí),加玻璃片后,原零級明紋向下移到約第七級明紋處。,解（2）設(shè)加玻璃片后，零 級明紋下移至 P 點(diǎn).,例 如圖兩同相的相干點(diǎn)光源 和 ，發(fā)出波長為 的光，A 是連線中垂線上的一點(diǎn)， 與A 間插入厚度為 的薄片，求 1）兩光源發(fā)出的光在 A 點(diǎn)的相位差；2）已知 , , A為第四級明紋中

5、心, 求薄片厚度 的大小.,取,（增強(qiáng)）,減弱,解,則,解 (1),綠色,(2) 透射光的光程差,紅光,紫光,例 ： 白光垂直照射在空氣中厚度為 0.40mm的玻璃片上，玻璃的折射率為1.50， 試問在可見光范圍內(nèi) (l =400700nm)， 哪些波長的光在反射中增強(qiáng)?哪些波長的光 在透射中增強(qiáng)?,解：,解：若反射光干涉加強(qiáng),=2400(nm),k=1,取k=2,取k=3,若透射光干涉增強(qiáng)則反射光干涉相消,由干涉相消條件,k 的其它取值屬于紅外光或紫外光范圍,例 .折射率為1.6的兩塊標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃板之間形成一個(gè)劈尖（劈尖角很?。?。用波長為600nm的單色光垂直入射，產(chǎn)生等厚干涉條紋。假如在劈

6、尖內(nèi)充滿n=1.40 的液體時(shí)相鄰兩明條紋距離比空氣時(shí)縮小l=0.5mm，那劈尖角應(yīng)是多少？,解：如圖，可有：,所以：,例：用波長為 的單色光垂直照射到空氣劈尖 上，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)為 L 處是暗 紋，使劈尖角 連續(xù)變大，直到該處再次出現(xiàn)暗 條紋為止，求劈尖角的改變量 。,解,例 用氦氖激光器發(fā)出的波長為633nm的單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，測得第個(gè) k 暗環(huán)的半徑為5.63mm , 第 k+5 暗環(huán)的半徑為7.96mm，求平凸透鏡的曲率半徑R.,解,S,L,問：當(dāng)油膜中心最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距 時(shí)，干涉條紋如何分布？可見明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚 ? 中心點(diǎn)的明暗程度如 何 ? 若

7、油膜展開條紋如何變化?, 油膜的折射率,G,例 如圖為測量油膜折射率的實(shí)驗(yàn)裝置 ,在平面玻璃片G上放一油滴，并展開成圓形油膜，在 波長的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋 .已知玻璃的折射率，,解 1）條紋為同心圓,明紋,例：單縫衍射圖中，各條入射光線間距相等，那么光線 1 與 3 在幕上 P 點(diǎn)相遇時(shí)的位相為 ，P 點(diǎn)應(yīng)為 點(diǎn).,暗,例1 設(shè)有一單色平面波斜射到寬度為 的單縫 上（如圖），求各級暗紋的衍射角 .,解,由暗紋條件,例 如圖，一雷達(dá)位于路邊 15m 處，它的射束與公路成 角. 假如發(fā)射天線的輸出口寬度 ，發(fā)射的微波波長是18mm ，則在它監(jiān)視范圍內(nèi)的公路長度

8、大約是多少？,解 將雷達(dá)天線輸出口看成是發(fā)出衍射波的單縫，衍射波能量主要集中在中央明紋范圍內(nèi).,根據(jù)暗紋條件,每厘米大約有條刻痕,例 有兩個(gè)偏振片,一個(gè)用作起偏器, 一個(gè)用作檢偏器. 當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 時(shí) , 一束單色自然光穿過它們, 出射光強(qiáng)為 ; 當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 時(shí), 另一束單色自然光穿過它們 , 出射光強(qiáng)為 , 且 . 求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比 .,解 設(shè)兩束單色自然光的強(qiáng)度分別為 和 .,經(jīng)過起偏器后光強(qiáng)分別為 和 .,經(jīng)過檢偏器后,例 一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角 ，問 在界面 2 的反射光是什么光？,注意：一次 起偏垂直入射面 的振動僅很小部 分被反射（約 15%）所以反