大学物理第十四章波动光学习题+答案.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,波 动 光 学,习 题 课,第1页,一、基本概念,1,、相干光取得,分波阵面法 分振幅法,把由光源上同一点发出光设法分成两部分，再叠加起来。,3,、半波损失,2,、光程与光程差,当光从光疏媒质射向光密媒质时，反射光有位相,突变，相当于,附加光程差，叫,半波损失,。,第2页,二、处理光干涉方法,1,、干涉加强与减弱条件,2,、杨氏双缝干涉,相邻两明纹,(,或暗纹,),中心间距离：,光程差,第3页,3,、薄膜等厚干涉,牛顿环,明环和暗环半径分别为：,劈尖干涉,相邻明纹,(,暗纹,),间厚度差,：,相邻明纹,(,暗纹,),中心间距离,:,暗环半径,明环半径,o,r,R,C,垂直入射：,第4页,1,、单缝夫琅和费衍射,用菲涅耳半波带法处理,三、光衍射,(1),屏幕上明暗条纹位置由下式决定,(2),屏幕上条纹间距,中央明条纹线宽度,相邻暗纹中心间距为明纹宽度,第5页,(3),缺级现象,主极大,(4),重级现象,2,、光栅衍射,(1),光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉综合效应，其特点是：明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。,(2),屏幕上主极大位置由光栅公式决定,干涉明纹,衍射暗纹,干涉主极大消失,第6页,四、光偏振,1,、马吕斯定律：,反射光是偏振光，且光振动垂直于入射面，而,折射光仍为部分偏振光。,当入射角等于某一特定值,i,0,，,i,0,满足,：,2,、布儒斯特定律：,注意,：,i,0,叫,布儒斯特角,，或称为全偏振角，当入射角等于全偏振角时，,反射光线和折射光线垂直,。,第7页,4-1,如图所表示，用波长,=600nm,单色光做杨氏双缝试验，在光屏,P,处产生第五级明纹极大，现将折射率,n,=1.5,薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时,P,处变成中央明纹极大位置，则此玻璃片厚度为,习 题 课（四）,(A)5.010,-4,cm,(B)6.010,-4,cm,(C)7.010,-4,cm,(D)8.010,-4,cm,覆盖玻璃片后：,不盖玻璃片时,:,第8页,4-2,一束波长为,单色光由空气垂直入射到折射率为,n,透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小厚度为,要使,e,最小，令,k,=,1,(A),(B),(C),(D),第9页,4-3,若把由平凸玻璃和平玻璃（折射率,1.50,）制成牛顿环装置由空气搬入水中（折射率,1.33,），则干涉条纹,(A),中心暗环变成明环,(B),间距变疏,(C),间距变密,(D),间距不变,第10页,4-4,在单缝衍射试验中，缝宽,a,=0.2mm,，透镜焦距,f,=0.4m,，入射光波长,=500nm,，则在距离中央亮纹中心位置,2mm,处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去能够把波阵面分为几个半波带？,(A),亮纹，,3,个半波带,(B),亮纹，,4,个半波带,(C),暗纹，,3,个半波带,(D),暗纹，,4,个半波带,f,x,a,暗纹，,4,个半波带,第11页,4-5,某元素特征光谱中含有波长分别为,1,=450nm,和,2,=750nm,光谱线。在光栅光谱中，这两种波长谱线有重合现象，重合处,2,谱线级数将是,k,2,=3,6,9,12,(A)2,，,3,，,4,，,5,(B)2,，,5,，,8,，,11,(C)2,，,4,，,6,，,8,(D)3,，,6,，,9,，,12,第12页,4-6,用波长为,单色光垂直照射折射率为,n,2,劈尖薄膜,(,如图,),，图中各部分折射率关系是,n,1,n,2,n,3,，观察反射光干涉条纹，从劈尖角开始向右数第五条暗纹中心所对应厚度,=,。,第五条暗纹,对应,第13页,4-7,用一束含有两种波长平行光垂直入射在平面透射光栅上，,l,1,=600 nm,，,l,2,=400nm(1nm=10,-9,m),，发觉距中央明纹,5cm,处,l,1,光第,k,级主极大和,l,2,光第,(,k,+1),级主极大相重合，放置在光栅与屏之间透镜焦距,f,=50 cm,，则,k,=,；该光栅光栅常数,(,a,+,b,)=,。,第14页,4-8,一束自然光经过两个偏振片，若两偏振片偏振化方向间夹角由,1,转到,2,，且不考虑吸收，则转动前后透射光强度之比为,。,第15页,4-9,如图是一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面曲率半径,R,=400cm,。用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成牛顿环，测得第,5,个明环半径是,0.30cm,。,(1),求入射光波长。,(2),设图中,OA,=1.00cm,，求在半径为,OA,范围内可观察到明环数目。,第16页,解：,(1),反射光光程差,(2),已知,r,k,=,1.0cm,第17页,解：,4-10,波长范围在,450650nm,之间复色平行光垂直照射在每厘米有,5000,条刻线光栅上，屏幕放在透镜焦平面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围宽度为,35.1cm,，求透镜焦距,f,。,第18页,4-11,将两偏振片叠放在一起，它们偏振化方向之间夹角为,60,。一束强度为,I,0,，光矢量振动方向与两偏振片偏振化方向皆成,30,线偏振光，垂直入射到偏振片上。,（,1,）求透过每块偏振片后光束强度；,（,2,）若将原入射光束换为强度相同自然光，求透过每块偏振片后光束强度。,第19页,再透过第二个偏振片后光强度为,（,2,）自然光透过第一个偏振片后光强度为,再透过第二个偏振片后光强度为,（,1,）依据马吕斯定律，线偏振光透过第一 个偏振片后光强度为,解：,第20页,