光學(xué)復(fù)習(xí)市公開(kāi)課特等獎(jiǎng)市賽課微課一等獎(jiǎng)?wù)n件

光學(xué)復(fù)習(xí)第1頁(yè)2光傳輸干涉衍射偏振相干條件干涉類型時(shí)空相干性分波面干涉分振幅干涉惠-菲原理菲涅耳衍射夫瑯和費(fèi)衍射單縫圓孔多縫（光柵）衍射特例——幾何光學(xué)費(fèi)馬原理成象條件、公式儀器原理概念產(chǎn)生檢驗(yàn)干涉應(yīng)用——半波帶、矢量合成法第2頁(yè)波動(dòng)光學(xué)基本要求了解取得相干光方法，掌握光程要領(lǐng)以及光程差和相位差關(guān)系，能分析、確定楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋位置，了解邁克耳干涉儀工作原理。了解惠更斯菲涅耳原理。了解分析單縫夫瑯禾費(fèi)衍射暗紋分布規(guī)律方法。會(huì)分析縫寬及波長(zhǎng)對(duì)衍射條紋分布影響。了解光柵衍射公式。會(huì)確定光柵衍射譜線位置。會(huì)分析光柵常量及波長(zhǎng)對(duì)光柵衍射譜線分布影響。了解自然光和線偏振光。了解布儒斯特定律及馬呂斯定律。了解雙折射現(xiàn)象。了解線偏振光取得方法和檢驗(yàn)方法。第3頁(yè)1.相干條件：兩列波（1）頻率相同（2）振動(dòng)方向相同（3）相位差恒定。2.光程=nL，光程差

=n2L2

n1L1；理想透鏡不產(chǎn)生附加光程差；3．半波損失：光從光疏媒質(zhì)向光密媒質(zhì)入射，在反射光中產(chǎn)生半波損失；光從光密媒質(zhì)向光疏媒質(zhì)入射，在反射光中不產(chǎn)生半波損失；折射光在什么情況下都不產(chǎn)生半波損失；半波損失實(shí)質(zhì)是位相突變。4．明紋、暗紋條件：明紋=

2k/2k=0,1,2,…；暗紋

=(2k+1)/2k=0,1,2,….第4頁(yè)分波陣面法(以楊氏雙縫干涉為代表.雙縫距離d,縫屏距D)：明紋暗紋----明暗相間等間隔條紋第5頁(yè)分振幅法(薄膜干涉，以n1<n2>n3為例)1.反射光干涉暗明2.透射光干涉----明----暗第6頁(yè)空氣中薄透鏡L1和L2組成共軸系統(tǒng)，L1和L2相距20cm。軸上實(shí)物點(diǎn)在L1前方15cm。用公式法和作圖法求像位置。已知有得S1’=30cm有得解：公式法由第7頁(yè)作圖法略

SF1F’1F2F’2S1’第8頁(yè)1,用邁克耳遜干涉儀觀察單色光干涉，當(dāng)反射鏡M1移動(dòng)0.1mm時(shí)，瞄準(zhǔn)點(diǎn)干涉條紋移過(guò)了400條，那么所用波長(zhǎng)為:A,4987?；B,5000?；C,2500?；D,三個(gè)數(shù)據(jù)都不對(duì)（B）2,假如單縫夫瑯和費(fèi)衍射第一級(jí)暗紋發(fā)生在衍射角為ф＝30°方位上．所用單色光波長(zhǎng)為λ＝500nm，則單縫寬度為A、2.5×10-7ｍ；B、2.5×10-5ｍ；C、1.0×10-6ｍ；D、2.0×10-5ｍ．（C）第9頁(yè)3，光由折射率為n1媒質(zhì)入射到折射率為n2媒質(zhì)，布儒斯特角ip滿足A．sinip=n1/n2；B、sinip=n2/n1；C、tgip=n1/n2；D、tgip=n2/n14，波長(zhǎng)為λ單色平行光垂直入射到一狹縫上，若第一級(jí)暗紋位置對(duì)應(yīng)衍射角為θ＝±π／６，則縫寬大小為A、λ／２；B、λ；C、２λ；D、３λ（D）（C）第10頁(yè)6，強(qiáng)度為I0自然光經(jīng)過(guò)兩正交偏振片P1和P2，若將第三塊偏振片插入P1和P2之間，且它透振方向和P1透振方向成θ角，則透射光強(qiáng)度為A，(1/2)I0cosθ；B，(1/8)I0sin22θ；C，(1/4)I0cos2θ；D；I0cos4θ5，在玻璃(折射率n2=1.60)表面鍍一層MgF2(折射率n=1.38)薄膜作為增透膜．為了使波長(zhǎng)為500nm光從空氣(n1＝1.00)正入射時(shí)盡可能少反射，MgF2薄膜最少厚度應(yīng)是A、78.1nm；B、90.6nm；C、125nm；D、181nm.（Ｂ）（B）第11頁(yè)8,一束光是自然光和線偏振光混合光，讓它垂直經(jīng)過(guò)一偏振片．若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度最大值是最小值5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光光強(qiáng)比值為（A）1/2．B）1/3．（C）1/4．（D）1/57,波長(zhǎng)λ=550nm單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2×10-4cm平面衍射光柵上，可能觀察到光譜線最大級(jí)次為（A）、2（B）、3（C）、4（D）、5(B)(A)第12頁(yè)9、一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃，則A反射光束為振動(dòng)面垂直于入射面線偏振光，而透射光束為振動(dòng)面平行于入射面線偏振光；B反射光束為振動(dòng)面平行于入射面線偏振光，而透射光束是部分偏振光；C反射光束為振動(dòng)面垂直于入射面線偏振光，而透射光束是部分偏振光；D反射光束和透射光束都是部分偏振光。（C）第13頁(yè)10,在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射試驗(yàn)中，若增大縫寬而其它條件不變，則中央明條紋（A）寬度變小;（B）寬度變大;（C）寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變．（D）寬度不變，但中心強(qiáng)度增大(B)第14頁(yè)1．自然光以布儒斯特角入射到介質(zhì)界面上，反射光是振動(dòng)面垂直于_

___

。2、用一定波長(zhǎng)單色光進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，欲使屏上干涉條紋間距變大，可采取方法是：1)

；2)

。入射面線偏振光使兩縫間距變小使屏與雙縫之間距離變大第15頁(yè)3、光在兩種不一樣媒質(zhì)分界面處要發(fā)生

和

，并遵照

定律和

定律。4、因?yàn)楣怆p折射現(xiàn)象，一束光線入射到晶體時(shí)會(huì)有兩束出射光線，恪守折射定律那一束叫

，不恪守折射定律那一束叫

。o光和e光都是

，且

振動(dòng)方向垂直其主平面，

振動(dòng)方向在其主平面內(nèi)。反射折射反射折射o光e光線偏振光o光e光第16頁(yè)答：凡含有單個(gè)頂點(diǎn)光束都叫單心光束；理想成像條件：光束單心性經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后沒(méi)有改變或者說(shuō)是在近軸光線，近軸物點(diǎn)等條件。1、什么叫單心光束？理想成像條件是什么？2、什么叫光衍射現(xiàn)象？什么叫菲涅耳衍射，什么叫夫瑯禾費(fèi)衍射？答：光衍射現(xiàn)象是指光繞過(guò)障礙物偏離直線傳輸而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)分布不均勻現(xiàn)象，叫做光衍射。菲涅耳衍射是指障礙物到光源和參考點(diǎn)距離都是有限，或其中之一是有限。夫瑯和費(fèi)衍射是指指障礙物到光源和參考點(diǎn)距離都為無(wú)限遠(yuǎn)。第17頁(yè)3,給定若干尼科耳棱鏡，怎樣判別自然光、線偏振光和部分偏振光？4,怎樣將自然光變成圓偏振光？答：要使自然光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光,首先必須經(jīng)過(guò)一個(gè)起偏器產(chǎn)生線偏振光,然后使它垂直地入射到一塊1/4波片上,使起偏器透振方向與1/4波片光軸成450，則經(jīng)過(guò)1/4波片后光就是圓偏振光.答：在光路中放入一個(gè)尼科耳棱鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，假如有消光現(xiàn)象，說(shuō)明為線偏振光，假如光強(qiáng)在整個(gè)過(guò)程中都沒(méi)有改變則為自然光；假如在轉(zhuǎn)動(dòng)一周中無(wú)消光現(xiàn)象，但光強(qiáng)有改變說(shuō)明為部分偏振光。第18頁(yè)答：要使自然光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光,首先必須經(jīng)過(guò)一個(gè)起偏器產(chǎn)生線偏振光,然后使它垂直地入射到一塊1/4波片上,使起偏器透振方向與1/4波片光軸不成450，則經(jīng)過(guò)1/4波片后光就是橢圓偏振光.答：干涉和衍射本質(zhì)上都是波疊加，干涉是有限幾束光疊加，而衍射是無(wú)窮屢次波疊加。在這個(gè)意義上講，衍射是精細(xì)，而干涉是粗略。當(dāng)所考慮問(wèn)題是有限幾束光疊加，而且光傳輸是直線傳輸時(shí)，是純干涉問(wèn)題；假如還需要考慮各光束傳輸時(shí)衍射問(wèn)題則是既包含干涉，又包含衍射。6，簡(jiǎn)述干涉和衍射區(qū)分和聯(lián)絡(luò)。5,怎樣將自然光變成橢圓偏振光？第19頁(yè)答：光線在晶體中沿某一方向傳輸時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，這一方向稱為晶體光軸。7，什么是晶體光軸？第20頁(yè)1、用波長(zhǎng)為500nm(1nm=10-9m)單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃組成空氣劈形膜上．在觀察反射光干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊L=1.56cmA處是從棱邊算起第四條暗條紋中心．1)求此空氣劈形膜劈尖角

；2)改用600nm單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？解：1)棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為

處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度∴＝4.8×10-5rad第21頁(yè)它是波長(zhǎng)（600nm）3倍．所以A處是明紋.

2)由上問(wèn)可知A處膜厚為e4＝3×500/2nm＝750nm,對(duì)于＝600nm光，連同附加光程差，在A處兩反射光光程差為第22頁(yè)2，一個(gè)半徑為R薄壁玻璃球盛滿水，若把一物體放置于離其表面3R處，求最終像位置。玻璃壁影響可忽略不計(jì)，水折射率n=1.33。n=1，（2）

解：采取逐次成像法求解，（1）第一個(gè)表面折射第23頁(yè)5，用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。當(dāng)它們偏振化方向之間夾角為30°時(shí)，一束單色自