光学习题课2011ath.ppt

1、1/16,光学习题课,光程差,相位差,加强和减弱的条件,为真空中波长,减弱,加强,双缝干涉,薄膜干涉,劈尖干涉,2/16,牛顿环,迈克尔孙,单缝衍射,圆孔衍射,爱里斑半角宽,光栅方程,爱里斑半径,缺级公式,光栅分辨本领,布拉格公式,3/16,马吕斯定理,布儒斯特定理,晶体波片,基本概念：,偏振态 偏振态的区分 晶体双折射 惠更斯作图 偏振光的干涉,4/16,例1如图所示，油膜厚度为此e=300nm，用白光垂直射向油膜，问： 1)哪些波长的可见光在反射光中产生相长干涉? 2)哪些波长的可见光在透射光中产生相长干涉? 3)若要使反射光中=550nm的光产生相消干涉，油膜的最小厚度为多少?,解：(1

2、)因反射光之间没有半波损失，由垂直入射i=0，得反射光相长干涉的条件为,k=1时,红光,k=2时,紫外,故反射中红光产生相长干涉。,5/16,(2)对于透射光，相长条件为：,k=1时,红外,k=2时,青色光,k=3时,紫外光,(3)由反射相消干涉条件为：,显然k=0所产生对应的厚度最小，即,故透射光青色光产生相长干涉。,6/16,例2：波长l=500nm平行光垂直照射在d = 3.0mm, a = 1.0mm的光 栅上，若透镜焦距 f=1m， 求：(1)单缝衍射中央明纹宽度； (2)在该宽度内有几个光栅衍射主极大； (3)总共可看到多少条谱线；(4)若以30角斜入射，共可看到多少条光谱线。,解

3、 (1),(2),(3),(4),斜入射,共九条,7/16,例3：设计一个光栅，使其满足以下条件：在30o的衍射方向上可观 察到波长为600nm的光的第二级衍射主极大, 且能分辨波长差 l = 0.05nm的两条谱线；如果用白光照射, 在此方向上并不 出现其他谱线的主极大。,解：,白光,缺级,8/16,单色自然光垂直入射方解石晶体，n0ne，定性绘出三棱镜内外折射光的光路。,9/16,单色自然光垂直入射方解石晶体制备的棱镜，n0ne，定性绘出棱镜内外折射光的光路。,10/16,2010年秋季学期期中试题,1. 图示为一平面简谐波在t=2s时刻的波形图，波的振幅为0.2m，周期为4s，则图中P点

4、出质点的振动方程为：,2. 用波长为的单色光垂直照射到空气劈形膜上，从反射光观察干涉条纹，距顶点为L处士暗条纹。使劈尖角连续变大，直到改点处再次出现暗条纹为止。劈尖角的该变量为：,11/16,3. 在迈克尔孙干涉仪的可移反射镜移动了距离d的过程中，若观察到干涉条纹移动了N条，则所有光波的波长为,4. 如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30的方向上，所用单色光波长=500nm，则单缝宽度为 m,5. 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态上来说则反射光为 线偏振光 ，反射光E矢量的振动方向 垂直于入射面 ，透射光线为 部分偏振光。,6. 作业 3.2,12/16,7.

5、一个轻弹簧在60N的拉力作用下可伸长30cm。现将一物体悬挂在弹簧的下端并在它上面方一小物体，他们的总质量为4kg。待其静止后再把物体向下拉10cm，然后释放。问： （1）次小物体是停在振动物体上面还是离开它？ （2）如果使放在振动物体上的小物体与振动物体分离，则振幅A需满足何条件？二者在何位置开始分离？,离开条件为 不小于.m，发生在原来静止上方0.2m处,13/16,8. 一振幅为10cm，波长为200cm的简谐横波，沿着一条很长的水平绷紧弦从左向右行进，波速为10cm/s。取弦上一点为坐标原点，x轴指向右方，在t=0时刻原点处质点从平衡位置开始向位移负方向运动。求以SI单位表示的波动表达式及弦上任一点的最大振动速度。,14/16,9. 图中A、B是两个相干的点波源，他们的振动相位差为。A、B相距30cm，观察点P和B点相距40cm，且PB与AB垂直。若发自、的两波在点最大限度地互相削弱，求波长最长是多少。,10. 作业4.20,15/16,11. 如图所示的双缝干涉装置中，假定两列光波在屏上P点处的光场随时间t变化的表达式为,为两列光波之间的相位差。试证明P