第十三章-光学题目..ppt

教材P26513-8、在杨氏双缝实验中，两缝间的距离是0.30mm，用单色光照射，在离缝1.2m远的屏上测得两个第5级暗纹间的距离为22.78mm，问入射光的波长为多少？它是什么颜色的光？,解：暗条纹的位置,故两个第5级暗纹间距,红光,教材P26513-10、在劳厄镜装置中，狭缝光源和它的虚像在离镜左边20cm的平面内，镜长为30cm，在镜的右边边缘处放置一毛玻璃光屏，若到镜面的垂直距离为1.0mm，使用波长680nm的红光，试计算镜面右边边缘到第一条明纹中心的距离。,解：由于半波损失,中心为暗纹,第一条明纹的位置,教材P26613-11、在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e，波长为的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，求两束相干光的相位差。,解：,教材P26613-13、在空气中垂直入射的白光从薄油膜上反射，油膜覆盖在玻璃板上，在可见光谱中观察到500nm与700nm这两个波长的光在反射中消失，油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50，试求油膜的厚度。,解：,故,教材P26613-15、把一细铁丝夹在两块光学平玻璃之间，形成空气劈尖，已知钢丝的直径d=0.048mm，钢丝与劈尖顶点的距离L=120mm，用波长为632.8nm的平行光垂直照射在玻璃面上，求，(1)两玻璃面之间的夹角是多少？(2)相邻两明条纹间距是多少？(3)在这120mm内呈现多少明条纹？,解：,(1)两玻璃片间的夹角,(2)相邻两明条纹间距,(3)相邻两明条纹间距,呈现152条明纹,教材P26713-22、在夫琅禾费单缝衍射中，以波长=632.8nm的He-Ne激光垂直照射时，测得衍射第一极小的衍射角为5C，求单缝的宽度。,解：,教材P26713-23、在单缝夫琅禾费衍射中，波长为的单色光的第三级亮条纹与=630nm的单色光的第二级亮条纹恰好重合，计算的数值。,解：,教材P26813-24、为了测定一光栅的光栅常数，用波长=632.8nm的He-Ne激光器光源垂直照射光栅，已知第一级亮条纹出现在30的方向上，问这光栅常数是多大？这光栅的1cm内有多少条缝？第二级亮条纹是否可能出现？为什么？,解：,不可能，因为对应于第二级亮纹的衍射角为90。,教材P26813-26、用波长为632.8nm的单色光垂直照射一光栅，已知该光栅的缝宽a=0.012mm，不透光部分的宽度b=0.029mm，求(1)单缝衍射花样的中央明纹角宽度；(2)单缝衍射花样中央明纹宽度内能看到的主极大数目；(3)若a=b=0.006mm，则能看到哪几级主极大？,解：,(1)单缝衍射花样的中央明纹角宽度,能看到7条明纹,第二级缺级,(3),(2),教材P26813-27、试设计一透明光栅，当用平行光垂直照射时，可以在衍射角=30方向上观察到600nm的第二级主极大，却看不到400nm的第三级主极大。,解：,教材P26913-37、从水面上反射出来的太阳光是完全偏振的，则太阳在地平线上的仰角为多大？反射光中E矢量的振动面方向是怎样的？,解：,矢量振动面垂直于入射面,指导P2653、用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的零级明纹移到原来的第七级明条纹的位置上。如果入射光波长为550nm，试求此云母片的厚度为多少?,解：设云母片厚度,由云母片引起的附加光程差为,指导P2655、白光垂直照射到空气中一厚度为380nm的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈什么颜色？背面呈现什么颜色？,解：,紫红光,指导P2657、,解：,最小厚度,指导P2658、有一介质劈尖，折射率n=1.4，尖角=10-4rad，在某一单色光的垂直照射下，可测得两相邻明条纹之间的距离为0.25cm，试求（a）此单色光在空气中的波长；（b）如果劈尖长为0.5cm，那么总共可出现多少明条纹。,解：由可得,劈尖,故,指导P2681、波长为700nm的平行红光垂直照射在一单缝上，缝后置一透镜，焦距为0.70m，在透镜的焦距处放置一屏，若屏上呈现的中央明条纹的宽度为2mm，求该缝的宽度是多少？假定用另一种光照射后，测得中央明条的宽度为1.5mm，求该光的波长是多少？,解：(1)由可得,(2)由可得,指导P2683、在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长1和2，并垂直入射单缝上。假如1的第一级衍射极小与2的第二级衍射极小相重合，试问(a)这两种波长之间有何关系？(b)在这种两波长的光所形成的衍射图样中，是否有其他极小重合？,解：(1),即,(2),指导P2685、一衍射光栅宽2.0cm，共刻有6000条刻痕。若以波长为589nm的单色光垂直入射，问在哪些角度处出现主极大？共可观察到几个主极大？,解：光栅常数,指导P2686、波长=600nm的单色光垂直入射到某一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺级。试求a)光栅常数(a+b)等于多少?b)透光缝可能的最小宽度a等于多少?,解：,(1)由,可得,(2)第三级缺级，故,故,(3),故可见到第1、第2级。,指导P2697、一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，1=440nm，2=660nm。实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角=60的方向上。求此光栅的光栅常数。,解：,第二次重合时，对应于,故,指导P2721、将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45和90角。a）强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，试求经每一偏振片后的光强和偏振状态。b）如果将第二个偏振片抽走，情况又如何?,解：(1)经过第一个偏振片后，自然光成为线偏振光，强度为,经过第二个偏振片后，,经过第三个偏振片后，,(2)第一个偏振片和第三个偏振片夹角为90度，将第二个偏振片抽走后，通过第三个偏振片的光强为零。,指导P2725、利用布儒斯特定律可以测定不透明介