光学第一章习题课PPT课件

-，1，光干扰练习，1，基本要求，1。了解获得相干光的基本方法，掌握光路的概念；2。分析杨氏双缝干涉条纹和薄膜干涉条纹的位置和条件；了解迈克尔逊干涉仪的工作原理。(1)获得相干光的基本方法(波前分裂法、振幅分裂法)，2)光路，(1)由穿过折射率为n的介质的光的几何路径l引起的相位变化相当于由在真空中穿过nL的光的路径引起的相位变化。(3)半波损失和附加光程差，3)杨氏双缝干涉(波前分裂法)，光程差，获得：亮纹条件，暗纹条件，条纹间距，4)薄膜干涉(振幅分裂法)，入射光由于薄膜上表面的反射和折射被分成振幅，上下表面的反射光干涉，(1)等倾干涉，上下表面的反射光(2)和(3)在点F相遇并干涉，形成具有明暗的同心圆干涉条纹。-，6，形状：的光线具有相同的倾角i1，入射点在胶片表面上的轨迹是一个圆，因此，典型设备屏幕上的等倾角条纹是一系列同心环，其半径r=ftgi1fsini 1。在垂直入射时，i1=0，r(i1=0)=0，对应于条纹的中心。圆形条纹的分布规律j阶：内高外低。当膜厚D变化时，条纹分布规律为：D增加，条纹向外移动；d减小，条纹向内移动。条纹特征：每次您改变一个，您可以看到一个条纹移动通过视野。-，7，(2)楔形等厚干涉，(暗线)，相邻两个亮(暗)条纹处的楔形厚度差，(3)牛顿环干涉，干涉条纹是以接触点为中心的同心环，其中r是透镜的曲率半径，暗环半径，及其亮环半径，(如果是这样的话)，振幅分割法是用来使两个互相垂直的平面镜形成一个等效的空气膜来产生干涉。在视场中移动的干涉条纹数与空气膜厚度(平面镜的平移距离)相应变化之间的关系。5.迈克尔逊干涉仪。3.讨论。1.单色光垂直进入分裂尖端。讨论了a和b的情况。光明，黑暗，光明和黑暗。2.在杨氏双缝干涉中，如果发生以下变化，干涉条纹将如何变化：(1)整个装置浸入水中，条纹变得更密集？舒？光程差，条纹间距，条纹变密，(2)在S2缝处慢慢插入一块楔形玻璃板，整个干涉条纹上移？往下走？随着从S2到0点的光程逐渐增加，S1到屏幕和S2到屏幕的光程差为零的位置向下移动。也就是说，整个干涉条纹向下移动。(3)当间隙S2被覆盖并且平面反射器被放置在两个间隙的垂直平面上时，干涉图案如何变化？在这种情况下，两个光束的干涉如图所示。由于S1光被平面镜反射，具有半波损失，干涉条纹仅在O点以上，明暗条纹的位置与原条纹相反。-，14，(4)两个狭缝的宽度略有不同。干涉图案如何变化？干涉条纹的位置不变，但干涉衰减不为零(暗)，整个条纹的对比度降低，不够清晰。因为两束光的频率不同，所以它们是不相关的，也没有干涉条纹。(5)使用红色和蓝色滤色镜分别覆盖S1和S2，干涉图案如何变化？(6)在平行于S1S2连接线的方向上轻轻移动光源，图案将如何变化？数字S向下移动。这时，中心亮线的位置向上移动。如果光源S有一定的宽度呢？(光源线性的影响)，(8)光源非单色性的影响？对应于该干涉水平的光程差是实现相干的最大光程差和相干长度。3.如图所示，单色光垂直入射同样，通过讨论，分别写出左右两侧反射光的光程差表达式(对应相同厚度)，以及左右两侧明暗相反的半圆条纹(图示)。可以看出，对应于相同的厚度，左侧和右侧的光程差相差半个波长，即当左侧的厚度较暗时，右侧的相应厚度较亮，反之亦然。因此，观察到的牛顿环图案是：4。根据暗条纹条件，已知n是第七暗条纹，而对应的暗条纹在边缘上，所以取，得到，讨论：如果n是，则解(1)被设置为a，并且两个反射光的光程差是，如果透射光被计算，则图，其从图的几何关系获得(将环半径r设置为a)，(2)，并且被代入公式(1)，其是正整数。此外，解决方案是：油膜上下表面上的反射光具有相位跳变，因此两个反射光之间没有额外的光程差。3.折射率n=1.20的油滴在平面玻璃上形成一个球形油膜(折射率为，光线垂直入射，观察油膜反射光的干涉条纹，找出油膜中心的最高点是否离玻璃平面1200纳米)(1)讨论：当油膜膨胀时，条纹间距会发生什么变化？(不变，更小，更大)，更大！(2)如果在M2之前插入薄玻璃板，观察到150条干涉条纹移动，并且通过设定入射光和玻璃的折射率来计算玻璃板的厚度。4(1)当测量迈克尔逊干涉仪中平面镜M2的移动距离时，测量某一单色光的干涉条纹，并计算波长。解决方案(1)移动条纹的数量和M2的移动距离具有以下关系，(2)当插入具有厚度的薄玻璃片时，两个光束之间的光程差改变，或者在插入玻璃片之后，光程中的光程增加，这相当于M2移动，然后，获得30。通过这一现象，我们可以看到练习P90，14，-，31，解答：当迈克尔逊干涉仪观察等倾条纹时，干涉条纹满足：调整迈克尔逊干涉仪，使其在波长为500纳米的扩展光源照射下出现同心环形条纹。为了让1000个圆圈一个接一个地出现在圆圈的中心，一只手臂必须移动多远？如果中心是亮的，尝试计算第一个暗环的角度半径(提示：该环具有相等的倾斜干涉图案，并且qsinq和cosq=1-q2/2之间的关系可用于计算第一个暗环的半径)，假设移动从d=0开始。当d=0时，整个视场是明亮的并且没有条纹，这是0级亮点。随着D的增加，中心明暗交替变化，环形图案不断向外“吐出”。i20，当有1000条环线时，中心改变1000次；在环的中心；因为环的中心仍然是明亮的，j=1000。要求：因此，移动一个臂的距离为0.25毫米，方法1:32，带中心变化的条纹图，d=0亮条纹，j=0，d=1/4暗条纹，j=0，d=1/2亮条纹j=1暗条纹j=0，第一暗环的阶数比中心亮点的阶数低一级，-，33，第一暗环是指从中心开始的第一暗环，其入射角满足：在q1中，使用COS Q1-Q2/