波动光学习题课.ppt

波动光学,光的干涉,光的衍射,光的偏振,分波阵面法,单缝衍射,X射线的晶体衍射,光栅衍射,圆孔衍射,杨氏双缝,双镜,劳埃镜,等倾干涉,等厚干涉,劈尖,迈克尔逊干涉(M1垂直M2),迈克尔逊干涉(M1不垂直M2),偏振光的干涉,马吕斯定律,布儒斯特定律,薄膜干涉分振幅法,牛顿环,分波面与分振幅,分振幅法,获得相干光的两类典型方法,条纹间距关系式,洛埃镜实验,双面镜实验,杨氏双缝实验中，=6000，d=3mm，D=2m，求：(1)两个第二级明条纹之间的距离及相邻条纹距离.(2)若在上缝S1处插入一厚度为510-6m，折射率为n的薄膜，则条纹向什么方向移动？若发现原第五级明条纹恰好移到原中央明条纹位置则n=？(3)为抵消因插入薄膜而引起的条纹移动，问S缝应如何移动？此时S到S1、S2的光程差为多少？,等倾干涉条纹,劈尖等厚条纹,牛顿环,等倾和等厚光路,续上,例:为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头(n3=1.52）上镀一层MgF2薄膜（n2=1.38），使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光=550nm反射最小，假设光垂直照射镜头，求：MgF2薄膜的最小厚度。,解：,没附加的光程差。,取k=0，膜最薄,氟化镁为增透膜,（减弱）,圆孔公式,爱里斑中的光能占通过圆孔光能的84%,瑞利判据,布喇格定律,光栅方程,缺级现象,缺级现象,例：用波长为=590nm的钠黄光垂直照射在光栅上，该光栅在1mm内刻有500条刻痕。在光栅的焦平面上放一焦距为f=20cm的凸透镜。求：(1)第一级与第三级光谱线之间的距离；(2)最多能看到第几级光谱？(3)光线以300角入射时，最多能看到哪几条光谱？,解：（1）光栅常数为：,由于很小，,代入上式得：,把不同的k值代入：,（2）,取整，即垂直入射时，最多能看到第三级光谱。,能看到的最大级次对应：,例：用波长为=590nm的钠黄光垂直照射在光栅上，该光栅在1mm内刻有500条刻痕。在光栅的焦平面上放一焦距为f=20cm的凸透镜。求：(1)第一级与第三级光谱线之间的距离；(2)最多能看到第几级光谱？(3)光线以300角入射时，最多能看到哪几条光谱？,如果单色平行光倾斜地射到光栅上,相邻两缝的入射光在入射到光栅前已有光程差,此时干涉主极大的条件为:,按斜入射方式工作，在屏上的一侧，可以获得更高级次的衍射谱，高级次谱的分辨率高。,式中角的正负规定：,衍射光线和入射光线在光栅平面法线同侧时0，反之0。,（3）,入射线与衍射线同侧时：,取整，最多能看到第五级光谱。,取整，只能看到第一级光谱。即共可看到-1、0、1、2、3、4、5七条光谱线。,入射线与衍射线异侧时：,例：用波长为=590nm的钠黄光垂直照射在光栅上，该光栅在1mm内刻有500刻痕。在光栅的焦平面上放一焦距为f=20cm的凸透镜。求：(3)光线以300角入射时，最多能看到哪几条光谱？,例：1=440nm，2=660nm垂直入射在一光栅上，第二次重合于=600方向，求光栅常数。,解：,第二次重合k1=6，k2=4,重合时：,解：1)光栅常数：,由光栅方程：,第一级明纹：k=1,第三级明纹：k=3,2)理论上能看到的最高级谱线的极限，对应衍射角=/2，,即最多能看到第4级明条纹，考虑缺级(a+b)/a=(a+a)/a=2。第2、4级明纹不出现，从而实际出现的只有0、1、3级，因而只能看到5条明纹。,例：用波长为500nm的单色光垂直照射到每毫米有500条刻痕的光栅上，求：1)第一级和第三级明纹的衍射角；2)若缝宽与缝间距相等，由用此光栅最能看到几条明纹。,解:,(1)由单缝衍射中央明条纹宽度公式,(2)在由单缝衍射第一级暗纹公式asin=，所确定的内，按光栅衍射主极大的公式，即：,两式联立：,例：一衍射光栅，每厘米有400条透光缝，每条透光缝宽度为a=110-5m，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以=500nm的单色平行光垂直照射光栅。求：(1)透光缝a的单缝衍射中