光學(xué)習(xí)題課選講例題課件.ppt

例兩個幾何形狀完全相同的劈尖 一個是由空氣中玻璃形成 另一個是夾在玻璃中的空氣形成 當(dāng)用相同的單色光分別垂直照射它們時 產(chǎn)生干涉條紋間距大的是 例如圖示兩個直徑有微小差別的彼此平行的滾柱之間的距離為L 夾在兩塊平晶的中間 形成空氣劈尖 當(dāng)單色光垂直入射時 產(chǎn)生等厚干涉條紋 如果滾柱之間的距離變小 則在L范圍內(nèi)干涉條紋的 滾柱之間的距離變小 劈間角變大 不變 例若在牛頓環(huán)裝置的透鏡和平板玻璃板間充滿某種折射率大于透鏡折射率而小于平板玻璃的某種液體 則從入射光方向所觀察到的牛頓環(huán)的環(huán)心是 例在折射率為1 5的玻璃板上表面鍍一層折射率為2 5的透明介質(zhì)膜可增強反射 設(shè)在鍍膜過程中用一束波長為600nm的單色光從上方垂直照射到介質(zhì)膜上 并用照度表測量透射光的強度 當(dāng)介質(zhì)膜的厚度逐步增大時 透射光的強度發(fā)生時強時弱的變化 求當(dāng)觀察到透射光的強度第三次出現(xiàn)最弱時 介質(zhì)膜鍍了多少nm厚度的透明介質(zhì)膜 1 300 2 600 3 250 4 420 例用波長為的單色光垂直照射折射率為的劈尖薄膜如圖 圖中各部分折射率的關(guān)系是 觀察反射光的干涉條紋 從劈尖頂開始向右數(shù)第5條暗條紋中心所對應(yīng)的厚度e為 暗條紋 第5條暗條紋k 4 1 1條 2 3條 3 4條 4 5條 例雙縫的縫寬為b 縫間距為2b 縫的中心點的間隔 則單縫中央衍射包絡(luò)線內(nèi)明條紋有 單縫中央衍射包絡(luò)線 例在單縫的夫瑯和費衍射實驗中 屏上第三級暗紋對應(yīng)的單縫處波面可劃分為個半波帶 若將縫寬縮小一半 原來第三級暗紋處將是 6 第一級亮紋 解 1 例 雙縫干涉實驗中 波長的單色光垂直入射到縫間距的雙縫上 屏到雙縫的距離 求1 中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距 2 用一厚度折射率為的玻璃片覆蓋一縫后 零級明紋將移到何處 未加玻璃片時 加玻璃片后 原零級明紋向下移到約第七級明紋處 解 2 設(shè)加玻璃片后 零級明紋下移至P點 例 雙縫裝置如圖 鈉黃光 兩相明紋角距離 問 1 何種波長的光可使角距離比黃光增加10 解 條紋間距 2 將裝置浸入水中鈉黃光相鄰明紋角間距多大 例如圖兩同相的相干點光源和 發(fā)出波長為的光 A是連線中垂線上的一點 與A間插入厚度為的薄片 求1 兩光源發(fā)出的光在A點的相位差 2 已知 A為第四級明紋中心 求薄片厚度的大小 取 增強 減弱 解 則 解 1 綠色 2 透射光的光程差 紅光 紫光 例如圖的劈尖裝置已知玻璃折射率波長的光產(chǎn)生等厚干涉條紋 現(xiàn)將劈尖內(nèi)充滿折射率的液體時 條紋間距縮小 求 劈尖角 解 空氣和液體尖劈條紋間距分別為 例 用波長為的單色光垂直照射到空氣劈尖上 從反射光中觀察干涉條紋 距頂點為L處是暗紋 使劈尖角連續(xù)變大 直到該處再次出現(xiàn)暗條紋為止 求劈尖角的改變量 解 S L 問 當(dāng)油膜中心最高點與玻璃片的上表面相距時 干涉條紋如何分布 可見明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚 中心點的明暗程度如何 若油膜展開條紋如何變化 油膜的折射率 G 例如圖為測量油膜折射率的實驗裝置 在平面玻璃片G上放一油滴 并展開成圓形油膜 在波長的單色光垂直入射下 從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋 已知玻璃的折射率 解1 條紋為同心圓 明紋 例 單縫衍射圖中 各條入射光線間距相等 那么光線1與3在幕上P點相遇時的位相為 P點應(yīng)為點 暗 例 一單色光垂直入射在光柵上 衍射光譜中共出現(xiàn)5條明紋 若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等 那么中央明紋一側(cè)的兩明紋分別是第級和第級譜線 1 3 解 1 2 每厘米大約有條刻痕 例波長為600nm的單色光垂直入射到一光柵上 側(cè)得第二級主極大的衍射角為30o 且第三級是缺級 1 光柵常數(shù) b b 等于多少 解 2 透光縫可能的最小寬度b等于多大 當(dāng)時 透光縫可能的最小寬度b 0 800um 800nm 3 求屏幕上可能呈現(xiàn)的全部主級大的級次 實際可見主級大的級次為 實際可見亮條紋數(shù)共5條 例一衍射光柵300條 mm 入射光包括紅光和紫光兩種成分 垂直入射到光柵發(fā)現(xiàn)與光柵法線角的方位上 紅光和紫光譜線重合 試問1 紅光和紫光的波長2 在何處還會出現(xiàn)紅紫重合譜線 3 在何處出現(xiàn)單一的紅光譜線 解 1 明紋 2 兩光譜重合 明紋 3 為紅光獨立的譜線 第三次重合時的衍射角