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1、第十章 学习要点,一、光的干涉,1、光的相干条件:两列光 振动方向相同,频率相同、 位相差衡定,2、光程与明暗纹条件,定义光程差,光程:,光的干涉明暗纹条件,3、几种具体情况,(1)双缝干涉,暗纹位置:,条纹间距,光程差:,明纹位置:,一、光的干涉,物理过程:同一波阵面上不同部位的光线之间的干涉。,(2)薄膜干涉(反射光),薄膜干涉的应用(增透膜),光程差和明暗纹条件,原理:反射光暗纹入射光全部透射,物理过程:薄膜上下表面反射光之间的干涉。,(3)劈尖干涉,劈尖干涉的应用:检查光学平面的缺陷,劈尖干涉的光程差,条纹间距,物理过程:劈尖上下表面反射光之间的干涉。,二、光的衍射,条纹宽度:,明纹位
2、置,1、单缝衍射,暗纹位置,明暗纹条件:,提高光学仪器分辨率的途径,注意:单缝衍射与双缝干涉、光栅衍射明暗纹条件正好 相反,2、光栅衍射,物理过程:多束单缝衍射光之间的干涉,光栅方程,3、圆孔衍射,爱里斑的半张角,光学仪器分辨率,望远镜最小分辨角,减小入射光波长 、 增加孔径数,三、光的偏振,1、自然光、偏振光:概念、表示,2、起偏振,(1)反射起偏振:自然光反射和折射后产生部分偏振光,(2)吸收偏振、偏振片,3、检偏振、检偏振方法(偏振片),4、旋光现象:概念、旋转角的影响因素、检测。,马吕斯定律:,一、填空题,9-1 “光在t 时间内,走过的光程必相等”。这句话正确吗?,9-2 单缝衍射实
3、验中,测得二级明条纹的衍射角为1,则一级 暗条纹的衍射角为_。,第九章 波动光学,9-4 波长为600nm的单色光垂直入射到一光栅上时,一级明纹出 现在30的方向上,该光栅的光栅的常数为 ;最多 可观察到第 级明条纹?,9-3 一波长为1= 600nm的平行光垂直照射到平面光栅上,其 二级明条纹与另一波长为2的单色光垂直照射到光栅上产 生的三级明条纹重合,则2 = 。,9-5 利用衍射光栅测红光波长,由于屏幕宽度有限,在屏上只出 现中央明纹和一级明纹,要想多得到几级明纹,应当换一个 光栅常数_的光栅。,9-6 提高显微镜分辨本领的途径是(1) (2) 。,(1)减小入射光波长,(2)增加数值孔
4、径,9-8 获得偏振光的方法有(列出两种) 、 。,反射起偏振,吸收起偏振,9-7 迎面而来的汽车的两个前灯相距为1m,则距汽车 m时两 车灯刚好能被人眼所分辨。(假定瞳孔直径3mm,灯光波长为 500nm),设人离汽车的距离为S,则,恰能分辨,人眼最小分辨角,9-9 自然光通过两偏振化方向夹角为60的偏振片, 如果每个 偏振片各吸收10的可通过的光强,那么通过后的光强与 原光强之比为,9-11 一束自然光通过两块偏振化方向平行的偏振片时,视场呈 现最亮,若在这两块偏振片之间放入某一旋光物体后后视 场呈最暗,则这一旋光物体对光的最小旋转角度为 。,9-10 自然光I0顺序穿过三个偏振片P1、P
5、2、P3 ,若三个偏振片 的偏振化方向依次相差45,则出射光I3 = 。,二、选择题,9-12 折射率为n2的玻璃镜头上有一层折射率为n1的MgF2薄膜, 已知n 2 n1 1,当波长为的单色光垂直入射到镜头表面 时, 欲使其透射光最强,薄膜最小厚度应为 。,9-14 一束自然光以入射角i = 30 入射到某两种介质的介面上 时,反射光为完全偏振光,此时光在第二种介质中的折射 角为 。 A 30 B 60 C 45 D 15,9-13 在空气中 (n=1) 测得某釉质的布儒斯特角为i0,则该釉质的 折射率为 。 A sini0 B tgi0 C cosi0 D ctgi0,9-15 水的折射率
6、为1.33,玻璃的折射率为1.50。光由水射向玻璃 时的起偏振角是_,光由玻璃射向水时起偏 振角是_。 A 48.4 B 45 C 43.4 D 41.6,(3)薄膜干涉:反光面颜色满足反射光明纹条件 透射光 颜色满足反射光暗纹条件,几种特殊情况,(1)光路中插入介质引起的附加光程差与条纹移动,(2)光学系统浸入液体介质中:,解:,例1 如图,在S2 P 间插入折射率为n、厚度为d 的媒质。求:光由S1、S2 到 P 的相位差 。,例2图示一种利用干涉现象测定气体折射率的原理图。在缝S1后面放一 长为l的透明容器,在待测气体注入容器而将空气排出的过程中,屏幕上的 干涉条纹就会移动。通过测定干涉
7、条纹的移动 数可以推知气体的折射率,问,若待测气体的折射率大 于空气折 射率, 干涉条纹如何移动?,设l =2.0cm,光波波长 =589.3nm, 空气折射率为1.000276, 充以某种 气体后, 条纹移过20 条,这种气体的折射率为多少 (不计透明容器的器壁厚度) ?,解 : 1.讨论干涉条纹的移动,可跟踪屏幕上某一条纹(如零级亮条纹), 研究它的移动也就能了解干涉条纹的整体移动情况.,当容器未充气时,测量装置实际上是杨氏双缝干涉实验装置。其零级亮纹出现在屏上与 S1 、S2 对称的P0点.从S1 、S2射出的光在此处相遇时光程差为零。,容器充气后,S1射出的 光线经容器时光程要增加, 零级亮纹应在 P0的上方某处 P0出现,因而整个条纹要向上 移动。,2.因条纹上移20条,设 P0处现在出现第0级亮条纹,它应是原第20级亮条纹处,因而,光程 nr2 - n r1= 20 (2),n= n+ 20 / l,现在P0 处 S2P0 - S1P0=nr2-n(r1-l) +nl =nr2-nr1+nl-nl =0 (1),其中n,n 分别为气体和空气的折射率,联立以上两式有,无容器时,P0处为第20级亮条纹,
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