2014第五章习题课.ppt

1、光程：介质折射率n和几何距离r的乘积（表示：nr）。,光程差 :,内容回顾,透镜不引起附加光程差,F,A,B,C,a,b,c,1、杨氏双缝干涉,干涉,明条纹,暗条纹,明条纹的位置,暗条纹的位置,条纹间距,该是明纹的地方出现的却是暗纹，相当于入射光与反射光之间附加了半个波长的光程差,这称为半波损失。,反射波有半波损失,反射波无半波损失,通常情况薄膜上下的介质一样,干涉条件：,明条纹,暗条纹,在垂直入射时：,2、薄膜干涉,3、劈尖干涉,明条纹,暗条纹,a、折射率为n的介质劈尖相邻明条纹对应的厚度差：,c、明纹或暗纹之间间距:,b、空气劈尖相邻明条纹对应的厚度差：,4、牛顿环,对空气薄膜,明环半径：

2、,暗环半径：,衍射,1. 光的衍射,光的衍射现象 衍射的分类,2. 单缝夫琅和费衍射,明条纹，单缝分为 奇数个半波带,暗条纹，单缝分为 偶数个半波带,圆孔衍射 光学仪器的分辨率 爱里斑的角半径： 望远镜最小分辨角： 4.衍射光栅 光栅方程 缺级现象 X射线的衍射,光的偏振,1、自然光和偏振光 （1）偏振光: 在与光传播方向垂直的平面内，光矢量只沿一个固定方向振动，这样的光叫做偏振光。 （2）自然光: 在与光传播方向垂直的平面内，光矢量沿各个方向的平均值相等，这样的光叫做自然光。 （3）部分偏振光: 在与光的传播方向垂直的平面内，光矢量沿着各个方向分布，但在某一方向的振动强于与之垂直的方向上的振

3、动。,由图中可知， ，因光强与振幅的平方成正比，所以透射光的光强与入射偏振光的光强的关系为：,这一结果称为马吕斯定律。,2、马吕斯定律,3、反射光和折射光的偏振,由布儒斯特定律得：,当入射角为布儒斯特角时，反射光线与折射光线相互垂直。,即,由折射定律得：,所以,一、选择题 1、（C） 2、（A） 3、（D） 4、（A） 5、（C） 6、（B） 7、（C） 8、（A） 9、（C） 10、（B）,第五章 波动光学,2. 用单色光照射一双缝装置，将双缝装置的上边一个缝用折射率1.40，厚度e=400nm的薄玻璃片所遮盖，此时中央明纹将 A: 中央明纹向上移动； B: 中央明纹向下移动； C: 中央明

4、纹不动； D: 没有干涉条纹,解：两条光线的光程差发生变化，上边一个缝的光程变长，因此中央明纹向上移动。,A,3用白光源进行双缝实验，若用一纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则 A:干涉条纹的宽度将发生变化； B: 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹； C:干涉条纹的位置和宽度、亮度均发生变化； D:不发生干涉条纹。,解：不是相干光。,解：上平板玻璃向上平移/2的距离，上下表面的两反射光的光程差增加。劈尖各处的干涉条纹移过一条。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明劈尖的上表面平移了N/2的距离。,9. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有光线通过。当其中一偏

5、振片慢慢转动180时透射光强度发生的变化为 A： 光强单调增加 B：光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零 C： 光强先增加，后又减小至零 D： 光强先增加，后减小，再增加,解：,10、设入射强度为I0，通过第一偏振片变为I0/2,二、填空题,答案：1、 428.6 nm ； 2、 1.732 ； 3、 ； 4、 4918 m ； 5、 6 第一级明； 6、 4.7410-6 m ；7、 6.310-3 m 。,2、一束平行自然光，以 60角入射平玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，则透射光束的折射角是 ，玻璃的折射率为 。,解：,3、一束自然光入射两个偏振片后，屏幕上出现全暗，若在两个偏振片

6、之间插入第三个偏振片，发现屏幕上的光强是入射光强的1/8，则第三个偏振片的偏振化方向和其他两个的夹角 .,解：设第三个偏振片与第一个夹角为 ，则第三个偏振片与第二个夹角为 ，所以自然光经过三个偏振片后，透射光强为： ( 是自然光的入射光强）,4、解：,5、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，观察到屏上第三级暗纹所对应的单缝处波面可划分为 半波带，若将缝宽缩小一半，原来的第三级暗纹处将是 纹。,6个,一级明,6、用n=1.58的透明云母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝，若此时原来屏上中央明纹的位置为第五级亮条纹中心，已知光源波长为 ，则云母片的厚度为 .,解：设云母片的厚度为 ，用 n=1.58 的透明云

7、母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝后，原来屏上中央明处的光程差变为：,7、,三、计算题,1,2、,(1),(2),(3),3、,(1),(2),(3),所以，屏上可看到的条纹最大级数为10。,4、在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，用波长 589.3nm 的钠黄光垂直照射，测得第一和第四暗环的距离为 4103 m 。未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四暗环之间的距离为 3.85103 m 。求未知单色光的波长。,解：暗环半径为： 联解（）（）得：,5、,自然光和偏振光光强的比值:1/3,例、用旋转检偏器的方法观察由偏振光和自然光组成的部分偏振光，发现由最大光强位置转过60后光强减少一半，求该

8、光中自然光光强I1与偏振光光强I2的比值。,由题意知：,即,当偏振片的偏振化方向转过60时透射光强为,解：最大光强对应于偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方向平行时的状态,所以,例.波长600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽的a=0.6mm的单缝上，缝后有一焦距为f=60cm的透镜。在透镜焦平面观察到的中央明纹宽度为多少？两个第三级暗纹之间的距离为多少？(1nm=10-9m)。,解：（1）,（2）,例 在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm。在距双缝1m远处的屏上观察干涉条纹，若入射光是波长为400nm至760nm的白光，问屏上离零级明纹20mm处，哪些波长的光最大限度地加强？,解：据杨氏双缝实验的明纹位置公式,将已知条件d=0.2mm、D=1m、x=20