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1、波动光学总结,一.光的干涉,（1）相邻明纹（或相邻暗纹）中心间距,例：,故增透膜 即为反射光干涉极小;而增反膜即为反射光干涉极大,当M2作一微小位移 ， 则附加光程差,(5). 迈克耳孙干涉仪,在一条光路上加一折射率为n，厚度为d的透明介质，则引起的附加光程差,当两臂分别都放上透明介质时的附加光程差,(1)中央明纹半角宽,其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。,例: 上(下)移动透镜，,条纹上(下)移动,例:上下前后移动狭缝位置，,条纹不动,(2) 斜射,例：用白光照射衍射光栅,求第二级谱线重叠的波长范围。,解：,(3)衍射光谱,(5) 屏上看见的条纹数,再考虑缺级、对称性及中央明纹。,
2、（完全偏振光、,3.线偏振光,平面偏振光）,5.偏振片的作用：,偏振片只允许平行于偏振化方向的光振动(完全)通过,而让垂直于偏振化方向的光振动被(完全)吸收.,一束光强为 的线偏光，透过偏振片以后，透射光强为：,6. 马吕斯定律,7.反射和折射时的偏振:自然光在界面上反射和折射时，都成为部分偏振光。,布儒斯特定律:当入射角等于某一定值 i0 时，反射光成为完全偏振光。,例1. 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处现将光源S向下移到示意图中的S 位置，则：(A)中央明条纹向上移动，且条纹间 距不变(B)中央明条纹向下移动，且条纹间 距不变 (C
3、)中央明条纹向下移动，且条纹间距增大 (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大,A,例2. 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环：(A) 向中心收缩，条纹间隔变小 (B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 (C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化 (D) 向外扩张，条纹间隔变大,B,例3. 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是：,例4. 测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？,(A) 紫光. (B) 绿光 (C) 黄光 (D) 红光.,(A)双缝干涉 (B) 牛顿环 (C)光栅衍射 (D)单缝衍射
4、,D,C,例5. 光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是_,例6. 惠更斯引入_的概念提出了惠更斯原理, 菲涅耳再用_的思想补充了惠更斯原理, 发展成了惠更斯菲涅耳原理.,4I0,子波,子波干涉,例7. 某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30,则入射光的波长应为_,6250,例8.用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 mm的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50,在可见光范围内(400 nm 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？(1 nm=10-9 m),k = 2 ，l2 = 1000 nm k =
5、3，l3 = 600 nm k = 4， l4 = 428.6 nm k=5, l5 = 333.3 nm,解：, 在可见光范围内，干涉加强的光的波长是l600 nm 和l428.6 nm,k = 1 ，l2 = 3000 nm,例9 平行单色光垂直投射到薄膜上，各数 据见图所示。求上下表面反射的两束相干光 的位相差？（图中 是光在介质n1中的波长）,左半部明，右半部暗,1. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射，在反射光中看 到干涉条纹，则在接触点 P 处形 成的圆斑为_,3.若把牛顿环装置(均用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹 (
6、A) 中心暗斑变成亮斑 (B) 变疏 (C) 变密 (D) 间距不变,C,4.在玻璃(折射率n31.60)表面镀一层MgF2 (折射率n21.38)薄膜作为增透膜为了使波长为500 nm(1nm=109m)的光从空气(n11.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是_,90.6nm,5. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角q1.010-4rad，在波长l700 nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l0.25 cm，由此可知此透明材料的折射率n_,1.40,7. 用波长为的单色光垂直照射到空气劈形膜上，从反射光中观察干涉条纹，距顶点为 L处是暗条纹使劈尖角 连续变大， 直
7、到该点处再次出现暗条纹为止劈 尖角的改变量是_,l / (2L),8. 波长为 的平行单色光垂直地照射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n，第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是_,(3 ) / (2n),n1q1 = n2q2,6.如图所示，波长为的平行单色光垂直照射到两个劈形膜上，两劈尖角分别为1和 2，折射率分别为n1和n2，若二者分别形成的 干涉条纹的明条纹间距相等，则1 , 2，n1和n2之间的关系是_,10. 一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上透镜刚好与玻璃板接触波长分别为1600 nm和2500 nm的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环从中心向外数的两种光的第五个明环所
8、对应的空气膜厚度之差为_nm,225,2d / l,9.用波长为l的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为 d 的移动过程中，移过视场中某固 定观察点的条纹数目等于_,11. 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm变成充液后的12.7 cm，求这种液体的折射率n,12. 折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角很小)用波长600 nm 的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹假如在劈形膜内充满n =1.40的液体
9、时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小L0.5 mm，那么劈尖角 应是多少？, = (11/n)/( 2L)1.710-4 rad,13.用波长500 nm(1nm10-9 m)的单色光垂直照射在由两块玻璃板(一端刚好接触成为劈棱)构成的空气劈形膜上劈尖角 210-4 rad如果劈形膜内充满折射率为n1.40的液体求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离,14.在双缝干涉实验中，入射光的波长为，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 ，则屏上原来的明纹处将 _,变为暗条纹,解：,15. 用波长为1的单色光照射空气劈形膜，从反射光干涉条纹中观察到劈
10、形膜装置的A点处是暗条纹.若连续改变入射光波长, 直到波长变为 2 ( 2 1)，A点再次变为暗条纹求A点的空气薄膜厚度,16. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 _,向上平移，且间距不变,17. 波长为l的单色光垂直照射到折射率为n2的劈形膜上，如图所示，图中n1n2n3，观察反射光形成的干涉条纹 (1) 从形膜顶部O开始向右数起，第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e5是多少？ (2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？,解: (1) 2n2 e = (2k +1)l / 2 ; k =0,1,2, 令k =4 (2)相邻二明纹所对
11、应的膜厚度之差 De = l / (2n2),18. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则 (A)干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄 (C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象,C,19. 把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中，两缝间距离为d，双缝到屏的距离为D (D d)，所用单色光在真空中的波长为l，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是_,lD / (nd),20. 在双缝干涉实验中，波长550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距d210-4 m的双缝上，屏到双缝的距离D2 m求:(1) 中
12、央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距； (2) 用一厚度为e6.610-5 m、折射率为n1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m),(2) 覆盖云玻璃后，附加光程差 (n1)e = Nl N(n1) e / l7 零级明纹移到原第7级明纹处,21. 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n11.4)覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n21.7)覆盖缝S2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O 变为第五级明纹设单色光波长480 nm(1nm=109m), 则玻璃片的厚度d=_ (可认为光线垂直穿过玻璃片),解：附加光程差 d(
13、n2 1) d ( n11) d 5l,= 8.010-6 m,22. 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该,B,23. 某元素的特征光谱中含有波长分别为l1450 nm和l2750 nm 的光谱线在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处l2的谱线的级数将是_,3 ，6 ，9 ，12 ,换一个光栅常数较小的光栅换一个光栅常数较大的光栅 (C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动 (D) 将光栅向远离屏幕的方向移动,24. (1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，l1=400 nm，l2=760 nm (1 n
14、m=10-9 m)已知单缝宽度a=1.010-2 cm，透镜焦距f=50 cm求(1)两种光第一级衍射明纹中心之间的距离(2) 若用光栅常数d=1.010-3 cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离,25. 用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上，l1=600 nm，l2=400 nm (1nm=109m)，发现距中央明纹5 cm处l1光的第k级主极大和l2光的第(k+1)级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50 cm，试问： (1) 上述k=？ (2) 光栅常数d=？,解：(1) d sin= k l1 = (k+1) l2,(2) 因x / f很小， tg 1sin 1x / f d= kl1 f / x=1.2 10-3 cm,
