物理光学第三章课后作业解答.ppt

1(P118)平行光线以角通过一厚度为d、折射率为n的平行平面板，其相位改变多少?,解：,2(P118)如图所示，两相干平行光夹角为a，在垂直于角平分线的方位上放置一观察屏，试证明屏上的干涉亮条纹间的宽度为:,解：,3(P118)如图所示，两相干平面光波的传播方向与干涉场法线的夹角分别为O和R，试求干涉场上的干涉条纹间距。,解：,4(P118)在杨氏实验装置中，光源波长为0.64m，两缝间距为0.4mm，光屏离缝的距离为50cm。(1)试求光屏上第一亮条纹与中央亮条纹之间的距离；(2)若P点离中央亮条纹为0.1mm，则两束光在P点的相位差是多少?(3)求P点的光强度和中央点的光强度之比。,解：,(1),(3),(2),5(P119)在杨氏实验装置中，两小孔的间距为0.5mm,光屏离小孔的距离为50cm。当以折射率为1.60的透明薄片贴住小孔S2时，发现屏上的条纹移动了1cm，试确定该薄片的厚度。,解：,6(P119)在双缝实验中，缝间距为0.45mm，观察屏离缝115cm，现用读数显微镜测得l0个干涉条纹(准确说是11个亮条或暗条)之间的距离为15mm，试求所用波长。用白光实验时，干涉条纹有什么变化?,8(P119)一波长为0.55m的绿光入射到间距为0.2mm的双缝上，求离双缝2m远处的观察屏上干涉条纹的间距。若双缝间距增加到2mm，条纹间距又是多少?,解：,(1),(2),10(P119)试求能产生红光(0.7m)的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。已知肥皂膜的折射率为1.33，且平行光与法向成300角入射。,解：,11(P119)波长为0.400.76m的可见光正入射在一块厚度为1.210-6m、折射率为1.5的落玻璃片上，试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强?,解：,由产生亮纹的条件,计算得：,13(P120)如图所示的尖劈形薄膜，右端厚度h=0.005cm，折射率n1.5，波长为0.707m的光以300角入射到上表面，求在这个面上产生的条纹数。若以两块玻璃片形成的空气尖劈代替，产生多少条条纹?,解:(1),(2),14(P120)如图所示，平板玻璃由两部分组成(冕牌玻璃n=1.50，火石玻璃n=1.75)，平凸透镜用冕牌玻璃制成，其间隙充满二硫化碳(n=1.62)，这时牛顿环是何形状?,解：,(1)对于右边，由于1.501.50，因此入射光小角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差有半波损失，即,(2)对于左边，由于1.501.621.75，因此入射光小角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差无半波损失，即,当h=0时，因此左边中央条纹为亮条纹。,(3)由于右边有半波损失，而左边无半波损失，因此在同一个级次当中，左边亮环时右边暗环，左边暗环时右边亮环。,16(P120)在观察牛顿环时，用10.5m的第6个亮环与用2的第7个亮环重合，求波长2?,解：,因第N个亮环的干涉级次为N，故可由亮环满足的光程差条件写出,19(P120)在迈克尔逊干涉仪的一个壁中引入100.0mm长、充一个大气压空气的玻璃管，用0.5850m的光照射。如果将玻璃管内逐渐抽成真空，发现有100条干涉条纹移动，求空气的折射率。,解：,20(P120)在观察迈克尔逊干涉仪中的等倾条纹时，已知光源波长0.59m，聚光透镜焦距为0.5m，如图所示。求当空气层厚度为0.5mm时，第5、20序条纹的角半径、半径和干涉级。,解：,中心点的干涉级数为m0,由中心向外计算，第N个亮环的干涉级数为ml-(N-1):,ml-(N-1)=1694-(5-1)=1690,ml-(N-1)=1694-(20-1)=1675,第5个亮环的干涉级数为:,第20个亮环的干涉级数为:,23(P121)已知一组F-P标准具的间距为1mm，10mm，60mm和120mm，对于0.55m的入射光来说，其相应的标准具常数为多少?为测量0.6328m、波长宽度为0.0l10-4m的激光，应选用多大间距的F-P标准具?,解:(1),(2),24(P121)某光源发出波长很接近的二单色光，平均波长为600nm。通过间隔d10mm的F-P干涉仪观察时，看到波长为1的光所产生的干涉条纹正好在波长为2