光学复习市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

光学复习第1页2光传输干涉衍射偏振相干条件干涉类型时空相干性分波面干涉分振幅干涉惠-菲原理菲涅耳衍射夫琅和费衍射单缝圆孔多缝（光栅）衍射特例——几何光学费马原理成象条件、公式仪器原理概念产生检验干涉应用——半波带、矢量合成法第2页波动光学基本要求了解取得相干光方法，掌握光程要领以及光程差和相位差关系，能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹位置，了解迈克耳干涉仪工作原理。了解惠更斯菲涅耳原理。了解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布影响。了解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布影响。了解自然光和线偏振光。了解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光取得方法和检验方法。第3页1.相干条件：两列波（1）频率相同（2）振动方向相同（3）相位差恒定。2.光程=nL，光程差

=n2L2

n1L1；理想透镜不产生附加光程差；3．半波损失：光从光疏媒质向光密媒质入射，在反射光中产生半波损失；光从光密媒质向光疏媒质入射，在反射光中不产生半波损失；折射光在什么情况下都不产生半波损失；半波损失实质是位相突变。4．明纹、暗纹条件：明纹=

2k/2k=0,1,2,…；暗纹

=(2k+1)/2k=0,1,2,….第4页分波阵面法(以杨氏双缝干涉为代表.双缝距离d,缝屏距D)：明纹暗纹----明暗相间等间隔条纹第5页分振幅法(薄膜干涉，以n1<n2>n3为例)1.反射光干涉暗明2.透射光干涉----明----暗第6页空气中薄透镜L1和L2组成共轴系统，L1和L2相距20cm。轴上实物点在L1前方15cm。用公式法和作图法求像位置。已知有得S1’=30cm有得解：公式法由第7页作图法略

SF1F’1F2F’2S1’第8页1,用迈克耳逊干涉仪观察单色光干涉，当反射镜M1移动0.1mm时，瞄准点干涉条纹移过了400条，那么所用波长为:A,4987Å；B,5000Å；C,2500Å；D,三个数据都不对（B）2,假如单缝夫琅和费衍射第一级暗纹发生在衍射角为ф＝30°方位上．所用单色光波长为λ＝500nm，则单缝宽度为A、2.5×10-7ｍ；B、2.5×10-5ｍ；C、1.0×10-6ｍ；D、2.0×10-5ｍ．（C）第9页3，光由折射率为n1媒质入射到折射率为n2媒质，布儒斯特角ip满足A．sinip=n1/n2；B、sinip=n2/n1；C、tgip=n1/n2；D、tgip=n2/n14，波长为λ单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹位置对应衍射角为θ＝±π／６，则缝宽大小为A、λ／２；B、λ；C、２λ；D、３λ（D）（C）第10页6，强度为I0自然光经过两正交偏振片P1和P2，若将第三块偏振片插入P1和P2之间，且它透振方向和P1透振方向成θ角，则透射光强度为A，(1/2)I0cosθ；B，(1/8)I0sin22θ；C，(1/4)I0cos2θ；D；I0cos4θ5，在玻璃(折射率n2=1.60)表面镀一层MgF2(折射率n=1.38)薄膜作为增透膜．为了使波长为500nm光从空气(n1＝1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜最少厚度应是A、78.1nm；B、90.6nm；C、125nm；D、181nm.（Ｂ）（B）第11页8,一束光是自然光和线偏振光混合光，让它垂直经过一偏振片．若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光光强比值为（A）1/2．B）1/3．（C）1/4．（D）1/57,波长λ=550nm单色光垂直入射于光栅常数d=2×10-4cm平面衍射光栅上，可能观察到光谱线最大级次为（A）、2（B）、3（C）、4（D）、5(B)(A)第12页9、一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃，则A反射光束为振动面垂直于入射面线偏振光，而透射光束为振动面平行于入射面线偏振光；B反射光束为振动面平行于入射面线偏振光，而透射光束是部分偏振光；C反射光束为振动面垂直于入射面线偏振光，而透射光束是部分偏振光；D反射光束和透射光束都是部分偏振光。（C）第13页10,在单缝夫琅禾费衍射试验中，若增大缝宽而其它条件不变，则中央明条纹（A）宽度变小;（B）宽度变大;（C）宽度不变，且中心强度也不变．（D）宽度不变，但中心强度增大(B)第14页1．自然光以布儒斯特角入射到介质界面上，反射光是振动面垂直于_

___

。2、用一定波长单色光进行双缝干涉试验时，欲使屏上干涉条纹间距变大，可采取方法是：1)

；2)

。入射面线偏振光使两缝间距变小使屏与双缝之间距离变大第15页3、光在两种不一样媒质分界面处要发生

和

，并遵照

定律和

定律。4、因为光双折射现象，一束光线入射到晶体时会有两束出射光线，恪守折射定律那一束叫

，不恪守折射定律那一束叫

。o光和e光都是

，且

振动方向垂直其主平面，

振动方向在其主平面内。反射折射反射折射o光e光线偏振光o光e光第16页答：凡含有单个顶点光束都叫单心光束；理想成像条件：光束单心性经过光学系统后没有改变或者说是在近轴光线，近轴物点等条件。1、什么叫单心光束？理想成像条件是什么？2、什么叫光衍射现象？什么叫菲涅耳衍射，什么叫夫琅禾费衍射？答：光衍射现象是指光绕过障碍物偏离直线传输而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀现象，叫做光衍射。菲涅耳衍射是指障碍物到光源和参考点距离都是有限，或其中之一是有限。夫琅和费衍射是指指障碍物到光源和参考点距离都为无限远。第17页3,给定若干尼科耳棱镜，怎样判别自然光、线偏振光和部分偏振光？4,怎样将自然光变成圆偏振光？答：要使自然光转化为椭圆偏振光,首先必须经过一个起偏器产生线偏振光,然后使它垂直地入射到一块1/4波片上,使起偏器透振方向与1/4波片光轴成450，则经过1/4波片后光就是圆偏振光.答：在光路中放入一个尼科耳棱镜，转动一周，假如有消光现象，说明为线偏振光，假如光强在整个过程中都没有改变则为自然光；假如在转动一周中无消光现象，但光强有改变说明为部分偏振光。第18页答：要使自然光转化为椭圆偏振光,首先必须经过一个起偏器产生线偏振光,然后使它垂直地入射到一块1/4波片上,使起偏器透振方向与1/4波片光轴不成450，则经过1/4波片后光就是椭圆偏振光.答：干涉和衍射本质上都是波叠加，干涉是有限几束光叠加，而衍射是无穷屡次波叠加。在这个意义上讲，衍射是精细，而干涉是粗略。当所考虑问题是有限几束光叠加，而且光传输是直线传输时，是纯干涉问题；假如还需要考虑各光束传输时衍射问题则是既包含干涉，又包含衍射。6，简述干涉和衍射区分和联络。5,怎样将自然光变成椭圆偏振光？第19页答：光线在晶体中沿某一方向传输时不发生双折射现象，这一方向称为晶体光轴。7，什么是晶体光轴？第20页1、用波长为500nm(1nm=10-9m)单色光垂直照射到由两块光学平玻璃组成空气劈形膜上．在观察反射光干涉现象中，距劈形膜棱边L=1.56cmA处是从棱边算起第四条暗条纹中心．1)求此空气劈形膜劈尖角

；2)改用600nm单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？解：1)棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为

处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗纹中心处，即A处膜厚度∴＝4.8×10-5rad第21页它是波长（600nm）3倍．所以A处是明纹.

2)由上问可知A处膜厚为e4＝3×500/2nm＝750nm,对于＝600nm光，连同附加光程差，在A处两反射光光程差为第22页2，一个半径为R薄壁玻璃球盛满水，若把一物体放置于离其表面3R处，求最终像位置。玻璃壁影响可忽略不计，水折射率n=1.33。n=1，（2）

解：采取逐次成像法求解，（1）第一个表面折射第23页5，用两偏振片平行放置作为起偏器和检偏器。当它们偏振化方向之间夹角为30°时，一束单色自