第19讲光学部分习题课武汉理工大学解析.ppt

1、干涉,衍射习题课,要点小结 习题分析 练习讲解,1. 光的相干叠加,要点小结,2. 光程、光程差,定义：,光程差：等效真空光程之差,光由光疏介质射到光密介质界面上反射时附加,薄透镜不引起附加光程差(物点与象点间各光线等光程),从普通光源获得相干光, 分波阵面法,分振幅法(分振幅分能量),如:薄膜干涉,如: 杨氏双缝干涉,菲涅耳双棱镜,菲涅耳双面镜,洛埃镜,3. 杨氏双缝干涉, 装置：, 明暗纹条件, 条纹特点,4.薄膜干涉,(a) 薄膜厚度均匀(e一定)，随入射角 i 变化,(b) 入射角i一定(平行光入射)，随薄膜厚度e变化,等倾干涉,等厚干涉,(1) 等倾干涉,(2) 劈尖,装置:,明暗条

2、纹条件:,条纹特点:,平行于棱边，明、暗相间条纹，棱边处为暗纹,相邻明（暗）纹对应薄膜厚度差：,劈尖干涉的应用,3）检验光学元件表面的平整度,4）测细丝的直径,（3） 牛顿环,明暗纹条件：,装置：,明暗纹半径：,条纹特点：,以接触点为中心的明暗相间的同心圆环；,条纹变化：,平凸透镜上(下)移动，将引起条纹收缩(扩张),测量透镜的曲率半径,（4）迈克尔孙干涉仪,插入介质片前后 光程差,移动反射镜,光程差,(1)、单缝的夫琅禾费衍射,中央亮纹,暗纹,亮纹,5.光的衍射,（ 个半波带）,（1）第一暗纹距中心的距离,第一暗纹的衍射角,中央明纹的宽度,除了中央明纹外的其它明纹、暗纹的宽度,单缝上下移动，

3、根据透镜成像原理衍射图不变 .,(2)、光栅衍射,光栅方程:(明纹位置),缺级：,条纹最高级数,光学仪器最小分辨角,光学仪器的最小分辨角越小，分辨率就越高。,布拉格公式,6. 光学仪器分辨率 与x射线,7.光的偏振现象,光,反射线与折射线垂直,i0：布儒斯特角(起偏振角),布儒斯特定律,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,习题分析,例 1: 在杨氏实验中双缝的间距为0.20 mm，光屏与狭缝的距离为50 cm, 测得光屏上相邻亮条纹的间距为1.5 mm。求光波的波长。,例2:为了利用光的干涉作用减少玻璃表面对入射光的反射，以增大透射光的强度，常在仪器镜头(折射率为1.

4、50)表面涂敷一层透明介质膜 (多用MgF2，折射率为1.38), 称为增透膜。若使镜头对人眼和照相机底片最敏感的黄绿光( = 550 nm)反射最小，试求介质膜的最小厚度。,解: 因上、下表面反射光都有半波损失,由干涉相消条件得,所以,按题意求氟化镁薄膜厚度的最小值，故应取k = 0,故,例3:用波长为0.400 m的紫光进行牛顿环实验，观察到第k级暗环的半径为4.00 mm，第k+5级暗环的半径为6.00 mm。 求平凸透镜的曲率半径R和k的数值。,解: 由公式 得,联立解得,所以,例4.在单缝夫琅禾费衍射装置中，用细丝代替单缝，就构成了衍射细丝测径仪。已知光波波长为630n m，透镜焦距为50cm，今测得零级衍射斑的宽度为1.0cm ,求该细丝的直径。,解已知条件用图形表示如下。,对于衍射极小有,例5. 用氦氖激光器发出的632.8n m的红光，垂直入射到一平面透射光栅上 ， 测得第一级极大出现在38方向上 ，试求