光學(xué)習(xí)題課選講例題課件.ppt

例兩個(gè)幾何形狀完全相同的劈尖 一個(gè)是由空氣中玻璃形成 另一個(gè)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(shí) 產(chǎn)生干涉條紋間距大的是 例如圖示兩個(gè)直徑有微小差別的彼此平行的滾柱之間的距離為L(zhǎng) 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(shí) 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(qiáng)反射 設(shè)在鍍膜過(guò)程中用一束波長(zhǎng)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(cè)量透射光的強(qiáng)度 當(dāng)介質(zhì)膜的厚度逐步增大時(shí) 透射光的強(qiáng)度發(fā)生時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的變化 求當(dāng)觀察到透射光的強(qiáng)度第三次出現(xiàn)最弱時(shí) 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(zhǎng)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(kāi)始向右數(shù)第5條暗條紋中心所對(duì)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(diǎn)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(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中 屏上第三級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)的單縫處波面可劃分為個(gè)半波帶 若將縫寬縮小一半 原來(lái)第三級(jí)暗紋處將是 6 第一級(jí)亮紋 解 1 例 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 波長(zhǎng)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(jí)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(jí)明紋將移到何處 未加玻璃片時(shí) 加玻璃片后 原零級(jí)明紋向下移到約第七級(jí)明紋處 解 2 設(shè)加玻璃片后 零級(jí)明紋下移至P點(diǎn) 例 雙縫裝置如圖 鈉黃光 兩相明紋角距離 問(wèn) 1 何種波長(zhǎng)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(diǎn)光源和 發(fā)出波長(zhǎng)為的光 A是連線中垂線上的一點(diǎn) 與A間插入厚度為的薄片 求1 兩光源發(fā)出的光在A點(diǎn)的相位差 2 已知 A為第四級(jí)明紋中心 求薄片厚度的大小 取 增強(qiáng) 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(zhǎng)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(shí) 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(zhǎng)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(diǎn)為L(zhǎng)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(wèn) 當(dāng)油膜中心最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距時(shí) 干涉條紋如何分布 可見(jiàn)明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚 中心點(diǎn)的明暗程度如何 若油膜展開(kāi)條紋如何變化 油膜的折射率 G 例如圖為測(cè)量油膜折射率的實(shí)驗(yàn)裝置 在平面玻璃片G上放一油滴 并展開(kāi)成圓形油膜 在波長(zhǎng)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(diǎn)相遇時(shí)的位相為 P點(diǎn)應(yīng)為點(diǎn) 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(jí)和第級(jí)譜線 1 3 解 1 2 每厘米大約有條刻痕 例波長(zhǎng)為600nm的單色光垂直入射到一光柵上 側(cè)得第二級(jí)主極大的衍射角為30o 且第三級(jí)是缺級(jí) 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(shí) 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(jí)大的級(jí)次 實(shí)際可見(jiàn)主級(jí)大的級(jí)次為 實(shí)際可見(jiàn)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(wèn)1 紅光和紫光的波長(zhǎng)2 在何處還會(huì)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(dú)立的譜線 第三次重合時(shí)的衍射角