光学复习(2)概要.ppt

1、一 杨氏双缝干涉,练习1：在杨氏双缝干涉实验中，设屏到双缝的距离 D=2.0m，用波长 =500nm的单色光垂直入射，若双缝间距d以0.2mms-1的速率对称地增大(仍满足dD)，则在屏上距中心点x=5cm处，每秒钟扫过的干涉亮纹的条数为多少？,依题意，经1s，光程差的改变量为：,解：缝宽为d 时，双缝至屏上x 处的光程差为：,所以，d 增大时，光程差改变，干涉条纹移动。,若干涉条纹移动N 条，则对应的光程差改变为：,光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 =,二 光程,光程差：,相位差,三 薄膜干涉,加 强,减 弱,当光线垂直入射时,练习2：玻璃表面附有一层厚度均匀的液体薄膜，光垂直入射，从薄

2、膜反射方观察到600nm的红光有一干涉相消，而375nm的近紫外光有一干涉极大。设薄膜的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50，求薄膜的厚度。,解：,K、K必须为整数。令K =2,7,12得：,取K =2，得：,而当K =2,7,12时，薄膜厚度太大，干涉现象消失。,明纹,暗纹,四 劈尖,相邻明纹(暗纹)的厚度差,条纹间距（明纹或暗纹）,练习3：在太阳光的垂直照射下，一厚度不均匀的油膜表面显示出彩色干涉条纹，油膜的折射率为1.5。如果在油膜表面A、B两点之间的颜色依次为黄、绿、蓝、绿、黄，设黄光的波长为580nm，则A、B两点之间的厚度差最接近于： （A）100 nm （B）150 nm （

3、C）200 nm （D）300 nm （E）400 nm,解：,当反射光干涉加强时，有：,A、B两点之间的颜色依次为黄、绿、蓝、绿、黄,A、B两点之间的颜色依次为黄、绿、蓝、绿、黄，,答案：（E）400 nm,五 牛顿环,光程差,光程差,练习3：利用牛顿环测未知单色光波长，当用已知波长为589.3nm的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为；而当用未知单色光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为，求未知单色光的波长。,解：,（衍射角 ：向上为正，向下为负 .）,六 单缝衍射,半波带法,干涉相消（暗纹）,干涉加强（明纹）,（介于明暗之间）,中央明纹中心,一定， 越大， 越大，衍射效应越明显

4、.,光直线传播,增大， 减小,一定,减小， 增大,衍射最大,第一暗纹的衍射角,角范围,线范围,（2）中央明纹,（ 的两暗纹间）,七 光栅,练习4：波长为400nm-760nm范围的一束复色可见光垂直入射到光栅常数的透射光栅上，在屏上形成若干级彩色光谱。已知透镜焦距。求：（1）第二级光谱在屏上的线宽度；（2）第二级与第三级光谱在屏上重叠的线宽度。,解：,（1）：,（2）：,练习5：一衍射光栅，每毫米刻线300条，入射光中包含红光和紫光两种成分，垂直入射到光栅，发现在与光栅法线成24角的方向上红光和紫光谱线重合。问： （1）红光和紫光的波长各为多少？ （2）在什么角度处还会出现这种复合谱线？ （3

5、）在什么角度处出现单一的红光谱线？,解:(1)光栅常数:d=1/300mm,由光栅方程可决定在=24角方向上红、紫谱线的级次。,对红光，波长r(约700nm):,所以，取整数，kr=2。,对紫光，波长波长v(约400nm)：,所以，取整数，kv=3。,将kr=2和kv=3代入光栅方程，得：,（2）两种谱线重合的条件为：,即：,所以还能出现红光第4级和紫光第6级的复合谱线。,（3）红光谱线最大不超过4级，其中，2级、4级为复合谱线，所以只有1级和3级为单一谱线，其对应的角度可由公式：,求得：,八马吕斯定律,马吕斯定律 强度为 的偏振光通过检偏振器后, 出射光的强度为,例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检偏器. 当它们偏振化方向间的夹角为 时 , 一束单色自然光穿过它们, 出射光强为 ; 当它们偏振化方向间的夹角为 时, 另一束单色自然光穿过它们 , 出射光强为 , 且 . 求两束单色自然光的强度之比 .,解 设两束单色自然光的强度分别为 和 .,经过起偏器后光强分别为 和 .,经过检偏器后