《波动光学习题》PPT课件

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,波动光学,光的干涉,光的衍射,光的偏振,分波阵面法,单缝衍射,X射线 的,晶体衍 射,光栅衍射,圆孔衍射,杨氏双缝,双镜,劳,埃,镜,等倾干涉,等厚干涉,劈尖,迈克尔逊干涉 (M,1,垂直M,2,),迈克尔逊干涉,(M,1,不垂直M,2,),偏,振,光,的,干,涉,马,吕,斯,定,律,布,儒,斯,特,定,律,薄膜干涉,分振幅法,牛顿环,分波面与分振幅,分振幅法,薄膜,单色点光源,分波面法,获得相干光的两类典型方法,条纹间距关系式,条纹间距,杨氏双缝分波面干涉,洛埃镜实验,洛埃镜分波面干涉,半波失损,双面镜实验,菲涅耳双面镜分波面干涉,练习38 计算题,1.解：,所以 的第4 级与 的第3 级明纹第一次重合。,重合位置：,由亮纹位置可知：,得,由,试探：,杨氏双缝实验中，,=6000 ，d=3mm，,D,=2m，,求：(1)两个第二级明条纹之间的距离及相邻条纹距离,.,(2)若在上缝S,1,处插入一厚度为510,-6,m，折射率为,n,的薄膜，则条纹向什么方向移动？,若发现原第五级明条纹恰好移到原中央明条纹位置则,n,=？,(3)为抵消因插入薄膜而引起的条纹移动，问S缝应如何移动？此时S到S,1,、S,2,的光程差为多少？,等倾干涉条纹,sin,等倾干涉条纹,入射倾角相等的光线经平行膜,反射，其相干光的光程差相等，形成同一级干涉条纹。,点光源的等倾干涉条纹,扩展光源的各套等倾干涉条纹重合（非相干叠加）,空气,油膜,玻璃,玻璃,空气,玻璃,空气,油膜,玻璃,玻璃,空气,玻璃,反射条件,相同,不同,反射条件,劈尖等厚条纹,劈尖干涉的等厚干涉条纹,两相邻条纹间劈尖的厚度差,相邻条纹间距,sin,很小,sin,tg,牛顿环,牛 顿 环,.,空气膜,暗纹,等倾和等厚光路,等倾干涉光路,相当于平行平面空气膜干涉,等厚干涉光路,相当于空气劈尖干涉,练习39 选择题,1.,E,2.,B,考察光程：,空气中部分+介质中部分,3.,A,上下面的反射皆无半波损失,练习39 填空题,1.,上表面反射有半波损失,2.,上下面的反射皆有半波损失,3.,上表面反射有半波损失,反射增强,透射增强,即反射减弱,练习39 计算题,1.解：,反射光的光程差为：,对 ：,对 ：,在这两波长之间无其它极大极小，,得：,所以,2.解：,反射光程差,对 反射相消,最小厚度取,k,=,0,反射加强，即：,显然在白光范围内,不可能,产生反射加强。,练习40 选择题,1.,D,相邻条纹的高差,两滚柱的直径不变，即总高差不变，则条纹数不变。,2.,C,Water,比较劈尖条纹间距,或牛顿环暗环半径差,3.,B,条纹所在处高度相同（,凸起,）,练习40 填空题,1.,2.,3.,往返一次,练习40,计算题,1.解：,空气劈尖：,条纹间距,液体劈尖：,条纹间距,2.解：,由牛顿环暗环半径公式,对 ：,对 ：,干涉相消（,暗纹,）,干涉加强（,明纹,）,中央明纹中心,暗纹中心位置：,明纹中心位置：,中央明纹半角宽度,中央明纹线宽度,相邻明纹间距,圆孔公式,光强,爱里斑,半径,直径,圆孔,直径,半径,爱里斑中的光能占通过圆孔光能的84%,sin,实际很小,爱里斑直径 与圆孔直径,的关系式,爱里斑的角宽取决于比值,瑞利判据,瑞利判据,恰好等于 时,目标中的两个物点恰好能分辨.,直径为 的两个爱里斑的中心距离,等于爱里斑半径的角宽,1.22,光学仪器最小分辨角,光学仪器的分辨本领,1.22,光强,布喇格定律,X射线,入射角,掠射角,求出相邻晶面距离为,d,的两反射光相长干涉条件,sin,cos,层间两反射光的光程差,面间点阵散射波的干涉,sin,.,布喇格定律,相长干涉得亮点的条件,或,布喇格条件,光栅方程,光栅方程,光栅衍射的明纹公式,sin,为相邻缝间各对应子波沿 方向的光程差,明纹条件,sin,缺级现象,缺级现象,sin,缝间干涉明纹位置,单缝衍射暗纹位置,sin,的明纹级次,缺级,sin,图为 /=3 时的缺级情况,练习41 选择题,1.,C,2.,B,3.,C,由于透镜的等光程性，中央明纹区始终在系统的中心位置。,练习41 填空题,1.,2.,3.,练习41 计算题,1.解：,由单缝衍射暗纹公式：,因为重合，故 ，,因 ，所以,即波长 的 级与 的 各级重合。,所以,练习42 选择题,1.,B,2.,A,3.,D,练习42 填空题,1.,2.,3.,偶数级缺,故中央明纹一侧的两条谱线应是,1 级,和,3 级,练习42 计算题,1.解：,单缝中央明纹宽度,即单缝两个一级极小区间,光栅常数,使用透镜,单缝一级极小处对应的光栅衍射明纹级数,只能出现 0,1。共,3条,（所以第2,4,6,8,也缺级）,可能的最高级数出现在衍射角趋近垂直方向上,最高可为,8,级，但由于偶数级条纹缺级，,故只可能看到：0,1,3,5,7共,9,条,。,也可以考察缺级条件：,2 级缺！,故单缝中央明纹区只能出现 0 级和1 级,3 条,练习43 选择题,1.,B,2.,D,3.,A,练习43 填空题,1.,2.,3.,设,k,=1,练习43,计算题,1.解：,由,x,为两物体的线距离，,l,为地球到火星的距离。,2.解：,由,对,A,：,对,B,：,求出：,马吕斯定律,马吕斯定律,将 分解为平行和垂直,于 的分量,不能通过,振幅,能通过,的光振动,方向,透振,cos,cos,cos,马吕斯定律,cos,布儒斯特定律,布儒斯特定律,各向同性的入射媒质和折射媒质的折射率分别为,一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光。,称为,起偏振角,布儒斯特角,法线,部分偏振光,自然光,部分偏振光,自然光,完全偏振光,部分偏振光,法线,当入射角满足下述角值条件时,arc,tg,反射光成为完全偏振光，其光振动垂直于入射面；,折射光与反射光的传播方向相互垂直。,练习44 选择题,1.,C,自然光通过第一偏振片后,振幅为,A,1,，振动方向沿,N,1,由马吕斯定律,再经过,第二偏振片,时，振动方向平行于,N,2,的分量可以通过。,输出光强为,2.,B,当前,P,2,再转 ,便平行于P,1,或P,3,，,则,3.,D,全反射临界角,由布儒斯特定律,练习44 填空题,1.,由布儒斯特定律,仰角,2.,由,马吕斯定律,3.,折射角,电场振动的方向应,垂直于入射面,布儒斯特角,练习44 计算题,1.解：,令 和 分别为两入射光的强度；,和 分别为两透射光的强度，,由,马吕斯定律,：,由,题意,：,2.解：,i,1,i,2,r,C,A,B,由,布儒斯特定律,：,在 中：,又,