波动光学习题课.ppt

1、【干涉基本概念和规律】,一、干涉条件,光程差,二、分波面干涉,明纹位置,相邻明纹间距,三、薄膜干涉,等厚干涉：光线垂直入射,相邻两条条纹对应的薄膜厚度差,等厚干涉：薄膜厚度相同的地方形成同一条条纹，由此确定条纹形状。,半波损失：光在光疏介质（n小）到光密介质（n大）的表面反射时有半波损失。,【解题指导】,一、解决干涉问题首先抓住光程差，确定参与干涉的两条光线，求出它们的光程差，包括有效光程差和附加光程差。,光程差为零处一般为零级条纹。,二、双缝干涉形成等间距的明暗相间的条纹，零级条纹在光程差为零处。两侧是1级， 2级，条纹。,三、对薄膜干涉 1、首先确定薄膜，找到哪两条光线干涉，是反射光干涉还

2、是透射光干涉。 2、分析干涉条纹形状，计算光程差，包括有效光程差和附加光程差。最后选择明暗条纹的干涉条件。,3、条纹 k 值的确定,k的取值可以从零开始，也可以从1开始，取决于光程差的表达式。一般从光程差最小的第一条纹开始计数，来判断某一条纹的k值为多少。,四、条纹移动和光程差的关系。 产生干涉条纹移动的原因是光程差发生变化。条纹移动一条，光程差改变一个波长。,习题9-9：折射率n1=1.52的玻璃上有一层折射率n1=1.20的油膜。波长为600nm的光垂直入射并在上表面观察干涉条纹。 求从油膜边缘向中间数第五条明纹所对应的油膜的厚度。.,解：,在油膜边缘处, e=0 (k=0), 是明纹。,

3、所以第五条明纹对应 k=4。,例: 如图，=560nm, 油膜中心是暗斑，外面共有20条暗圈。求中心油膜的厚度。,解：,如果第一条暗纹对应k=0, 则中心暗斑是 k=20。,如果第一条暗纹对应k=1, 则中心暗斑是 k=21。,【衍射基本概念和规律】,一、单缝衍射,二、光栅衍射,1、光栅方程,2、缺级,若d/an是整数，则,3、光栅光谱,三、圆孔衍射,光学仪器的分辩本领,【解题指导】,一、衍射条纹是光波经过偏转后无数个子波叠加的结果。干涉条纹是由两个光波或有限个光波叠加的结果。,二、单缝衍射条纹的明暗条件与干涉条纹的明暗条件相反。,三、光栅衍射条纹细而亮，所以主要掌握光栅亮纹（主极大）条件。,

4、四、单缝衍射和光栅衍射，若光线垂直入射，两侧条纹对称分布。,五、光学仪器的分辩本领：最小分辩角 min 乘上像距等于爱里斑的半径。,例1：单色平行光垂直照射在宽度1.0mm的单缝上， 缝后放焦距为2.0m的凸透镜。已知位于焦平面的屏上中央明纹宽度为2.5mm, 求入射光波长。,解：,例2：白光垂直入射每毫米由500条刻痕的光栅，用置于光栅后的透镜将光谱透射到屏上，透镜与屏间距4m，可见光范围为400760nm，求屏上一级光谱的长度。,解：,屏上相应条纹的间距（即一级光谱的宽度）,一级光谱的角距离,例3：可见光范围为400760nm， 要使可见光的第一级光谱的角宽度为20.0 ，光栅每毫米应有多少条刻痕？,解：,例4：人眼瞳孔直径约为D=3mm，并对=550nm的黄绿光最敏感。求：人眼的最小分辨角0；在明视距离S=25cm处，恰好能分辨的两物点的距离。,例5：教室黑板上画上两条间隔