大学物理光学总结

大学物理光学总结杨氏双缝实验明纹

暗纹

条纹间距:x0xI

xr1

r2

xdxD0P·当点光源向上或向下运动时,干涉条纹应怎样运动？

条纹光强:(1)一系列平行得明暗相间得条纹;(3)中间级次低,两边级次高;(4)

条纹特点:(2)

不太大时条纹等间距;白光入射时,0级明纹中心为白色(6)

x

,可见对于复色光,x≠0时明条纹有色散,(5)当平行光垂直照射双缝时,屏幕中央(x=0)为明条纹,向两侧分布明暗相间得条纹。内侧紫,外侧红。等倾干涉产生条件:等厚的薄膜不同的入射角干涉条纹特点:明纹暗纹▲一系列同心圆环rk环=ftgi条纹半径越大,入射角越大。▲

条纹间隔分布:内疏外密▲

条纹级次分布:e一定，▲

膜厚变化时,条纹得移动:级次由大到小,中心处级次最大从中间冒出向圆心收缩等厚干涉1、劈尖

反射光1

单色平行光垂直入射en1n1n·A反射光2(设n>n1)同一厚度e对应同一级条纹——等厚条纹第k条暗纹第k+1条暗纹1、平行于棱边得明暗相间得直条纹3、相邻条纹间距:相邻明或相邻暗条纹对应得膜厚差均为

2n条纹特点

2、侧棱处就是第0级,第1条暗纹思考题2

等厚条纹待测工件平晶请问:此待测工件表面上,有一条凹纹还就是一条凸纹？这条纹方向就是怎么样得(平行于或垂直于侧棱)？答:凸纹,就是垂直于侧棱。若平行于侧棱,等厚干涉条纹就是什么样子得？erR·

o内疏外密。3、条纹间距:干涉条纹特点

41、明暗相间2、中心就是暗斑:e=0,4、级次由小变大2、牛顿环10大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问得,可以询问与交流3、迈克耳逊干涉仪sM1M2M2G2G1LVCdE固定可调M2的虚像分光板补偿板干涉条纹每经过一次十字交丝,薄膜厚度就增大(减少)半个波长。光得衍射:

光在传播过程中能绕过障碍物得边缘,而偏离直线传播得现象叫光得衍射。惠更斯-菲涅耳原理:点光源S在空间某点P所产生得扰动,可以瞧作就是波前上各点发出得次级子波在P点相干叠加得结果。夫琅禾费单缝衍射SEK用菲涅耳半波带法进行研究aP

P0ABC

asin

零级极大,中央明条纹暗明1、中央明条纹宽度即为两个第一暗纹间得范围,为中央明条纹得半角宽度衍射条纹特点:半线宽度全角宽度:全线宽度:I0x1x2衍射屏透镜观测屏

f

12、其它明条纹得宽度为中央明纹宽度得一半,角宽度3、明条纹得亮度:中央明纹最亮,两侧显著递减,见图。4、条纹得位置与波长

有关,可知复色光明纹会显示色散,形成衍射光谱,亮度内侧紫,外侧红。爱里斑集中了约84%的衍射光能。D

爱里斑变小相对光强曲线1.22(

/D)sin

1I/I00圆孔衍射、光学仪器得分辨本领圆孔孔径为D

L衍射屏观察屏中央亮斑(爱里斑)

1fID**S1S20

最小分辨角（angleofminimumresolution）：分辨本领（resolvingpower）：

瑞利判据:衍射光栅PO

(a+b)sin

ab

(~10–7m)a缝宽;b缝间不透明得部分;d=a+b缝间距离,称为光栅常数。光栅衍射图样中明纹与暗纹位置可以通过干涉因子与衍射因子得极大与极小条件调制。由干涉因子可知,光栅方程可能出现主极大光强公式每个窄缝发的子波在P点振幅近似相等,设为P处得合振幅EP就就是各子波得振幅矢量与得模PO

(a+b)sin

ab

P处就是多个同方向、同频率、同振幅、初

EP

E0相依次差一个恒量△

得简谐振动得合成,合成得结果仍为简谐振动。令有

P点得光强REPE0△Φ△Φ即在两个主极大之间共有N–1条暗纹2、暗纹3、次级明条纹(次极大)相邻主极大之间共有N–2条次级明纹。它们得强度比主极大要弱得多。4、缺级当

满足asin

=±k'

(单缝衍射暗条件)同时(a+b)sin

=k

(光栅主极大)光得偏振:☆两类偏振现象:

1)反射、折射时得偏振——布儒斯特定律

2)双折射(晶体、人为)o、e光得偏振特点;传播速度。☆五种偏振态:自然光部分偏振光完全偏振光线偏振光圆偏振光椭圆偏振光☆两个定律:布儒斯特定律与马吕斯定律1、白色平行光垂直入射到间距为d=0、25mm得双缝上,距缝50cm处放置屏幕,分别求第一级与第五级明纹彩色带得宽度。(设白光波长范围就是4000Å---7600Å)[解]:这里所说“彩色带宽度”就是指两个极端波长得同级明纹中心得距离。

由明纹条件得两边微分计算题:

当k=1时当k=5时2、在杨氏双缝实验中,设两缝之间得距离为0、2mm,在距双缝1m远得屏上观察干涉条纹。若入射光就是波长为400nm(1nm=10Å)至760nm得白光,问屏上离零级明纹20mm处,哪些波长得光最大限度地加强？[解]:d=0、2mm,D=1m,x=20mm光程差明纹(k=1,2,…)K=5

5=800nm（近红）K=6

6=667nm（红）K=7

7=571nm(黄)K=8

8=500nm(蓝绿)K=9

9=444nm(紫)K=10

10=400nm(紫)以上五种波长被加强。K=3

3=1333nmK=4

4=1000nmK=1

1=4000nmK=2

2=2000nm3、两块折射率为1、60得标准平板玻璃之间形成一个劈尖,用波长

=600nm得单色光垂直入射,假如我们要劈尖充满n=1、40得液体时得相邻明纹间距比劈尖内就是空气时得间距缩小

l=0、5mm,那么

=?[解]:空气时,n2=1介质时n2=1.4[解]:由光栅方程:4.(1)光栅衍射中,垂直入射的光中有两种波长

=5000Å,=6000Å,已知光栅常数d=1.0×10－3cm,透镜焦距f=50cm,求两种光中第一级主极大之间的距离。若以单缝a=1.0×10－2cm代替光栅，该距离又为多大？单缝:5、波长范围在450～650nm之间得复色平行光垂直照射在5000条/cm刻线得光栅上。屏上第二级光谱宽度(各色光在屏上所占范围)为35、1cm,求透镜焦距。[解]：d=1/5000=2×10－4cm(注意：d比上题小了一个数量级，故角较大，

)由[解]:由题意知:光栅必满足取k1=2,可得光栅常数最小值即6.以氦放电管发出的光垂直照射在某光栅上，测得波长

＝0.668

m的谱线的衍射角为=20，如果同样角处出现

=0.447

m的更高级次的谱线，那么该光栅常数最小是多少？7、已知方解石晶体得

o光与e光得折射率分别为n0=1、658,ne=1、486、今将该晶体做成波晶片,插在两个平行得偏振片之间,晶片得厚度为0、01mm,当以可见光

照射时,哪种波长得光不能通过第二块偏振片？(设晶片光轴方向与偏振化方向成45°角,)解:经分析,晶片应为半波片。8、用每毫米有300条刻痕得衍射光栅来检验仅含有属于红与蓝得两种单色