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1、学号_ 第十二次波动光学习题姓名_ 得分_基本内容和主要公式一、惠更斯-菲涅耳原理波面上各点都看作是子波波源，它们发出的子波在空间相遇时，其强度分布是子波相干叠加的结果。二、 光波的叠加 两相干光在空间一点 P 相遇，P 点的光强为：相干叠加 非相干叠加 1212cosII12I三、光的干涉1.光程： （ 指光在真空中传播的距离， 指介质的折射ilnri in率）.2.光干涉的一般条件：3.杨氏双缝干涉: 光程差明暗条纹距屏幕中心的位置分布为：相邻的两条明纹（或暗纹）间距 4.薄膜干涉：等倾干涉 (1)光程差 (2)干涉条件 等厚干涉 a. 劈尖干涉 光程差1kDxd2nexddrntgsin
2、)(122,1,2()0,kik 明 纹暗 纹 ,01,2.() ,.kk明 纹（ ） (暗 纹 )2120,121kr k （ 干 涉 加 强 ）（ ） （ 干 涉 削 弱 ）2 sin()ei 亮纹厚度 暗纹厚度 b. 牛顿环 明环 暗环 01 2.krRnk， ， ，5.迈克尔逊干涉仪四、光的衍射1、单缝夫琅和费衍射: 暗纹明纹中央明纹光强2、圆孔夫琅和费衍射: 第一暗环所对的衍射角（最小分辨角）： 分辨本领：3、光栅衍射: 垂直入射 干涉明纹位置主极大衍射暗纹位置缺级光强斜入射 布拉格公式 加强五、光的偏振偏振光：线偏振光，部分偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光，偏振光的获得马吕斯定律布鲁斯
3、特定律 2,1,24ek2n()0,kn12dN， 3,21sink a， ) (0si 2sin aI,210sinkd，3, a，a，kid)sn(i() 3,.k， ， 1=sin .D1.2DR2cos0Itg1ni2sin,123k， ， 220siniNIp单六、 晶体的双折射 双折射现象练 习 题一、选择题1.根据惠菲原理，若已知光在某时刻的波阵面为 S，则 S 前方某点 P 的光强决定于波阵面上所有面光源发出的子波各自传到 P 点的 B A.振动振幅之和 B.相干叠加C.振动振幅之和的平方 D.光强之和2.在相同时间内，一束波长为 的单色光在空气中和玻璃中： C A.传播的路程
4、相等，光程相等 B.传播的路程相等，光程却不相等C.传播的路程不相等，光程相等 D.传播的路程不相等，光程亦不相等3.在杨氏干涉实验中，双缝间距为 0.30mm，以单色光源照射狭缝，在距双缝 1.2m处的屏上，从中央向两侧数两个数第 5 条暗纹之间的间隔为 22.8mm，则所用单色光波长为 C A.6.0102nm B.6.2102nmC.6.3102nm D.6.4102nm4.在双缝干涉实验中，屏幕 E 上的 P 点处是明条纹，若将 S2缝盖住，并在 S1，S 2连线的垂直平分面处放一平面反射镜 M，如图所示，则此时： B A.P 点处是明条纹 B.P 点处为暗条纹C.无干涉条纹 D.不能
5、确定 P 点处是明条纹还是暗条纹5.利用等厚干涉条纹，测量细金属丝的装置如图所示，把金属丝向远离平板玻璃的棱边方向移动，在移动中，干涉条纹间距 l 和交棱到金属丝之间的干涉条纹数 N 的变化情第 4 题图 第 5 题图况是： D A. l 增大， N 减小 B. l 增大，N 增大C. l 减小， N 增大 D. l 增大，N 不变6.如图所示，若劈尖上表面平行向上移动，在此过程中，如垂直入射在劈尖上的平行光的波长不变，则其干涉条纹： A A.向左平移，总条纹数不变 B.向右平移，总条纹数不变C.向左平移，总条纹数增加 D.向右平移，总条纹数增加7.波长为 的单色光平行垂直入射到一狭缝上，若第
6、二级暗纹的位置对应的衍射角 ，则狭缝大小为： C 2A. B. C.2 D.38.在圆孔夫琅和费衍射中，该圆孔半径为 0.10mm，透镜焦距为 50cm，所用单色光波长为 5000，则在透镜平面上呈现的爱里斑的半径为； B A.0.10cm B.0.15cm C.0.20cm D.0.25cm9.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度)，k 3，6，9 等级次的主极大均不出现? B A.a+b2a B.a+b3a C.a+b4a D.a+b6a10.波长为 0.2nm 的 X 射线以 30的角度折射到晶体表面时，恰好能得到第一级衍射极大，则该
7、晶体的晶格常数为 C A. B. C.2 D.32311.光强为 I0的自然光依次通过两个偏振片 P1和 P2，若 P1和 P2的偏振化方向的夹角为 30 ，则该透射偏振光的强度 I 是： D A. B. C. D.041I0208I083I12.自然光以 60的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知 B A.折射光为线偏振光，折射角为 30 B.折射光为部分偏振光，折射角为 30C.折射光为线偏振光，折射角不能确定 D.折射光为部分偏振光，折射角不能确定二、填空题1. 光的干涉和衍射现象反映了光的_波动_性质，光的偏振现象说明光波是_横_波。相干光应满足的条件是
8、_频率相同、具有相互平行的振动分量、相位差恒定。_ 2.惠更斯引入_子波_的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_子波叠加_ 的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯-菲涅耳原理。3.空气中有一观察牛顿环的试验装置，若凸透镜与平板玻璃之间的接触良好，当单色光垂直入射时，可见到的明暗相间的环纹，接触点为_暗_(明暗)点，其原因为_半波损失_相邻明条纹的距离随干涉级的增大而变_小_ (大小)4.在迈克尔逊干涉仪的反射镜 M 移动 d 的过程中，观察到干涉条纹移动了 N 条，该光波长为_2 d/N_；若在其中的一条光路中，垂直放入折射率为 n，厚度为 d 的透明介质膜，这条光线的光程改变了_2（n-1）d
9、_5.在折射率为 nA 的媒质 A 上，涂一折射率为 nB 的媒质薄层 B(nAn B)，如欲使波长为 的单色光垂直入射到媒质 B 时反射得到加强，则媒质 B 的厚度至少应为 /_2nB_6.波长为 400nm 的单色光垂直照射在夹角 11.010 -3rad 的空气劈尖上，形成干涉条纹，若把棱边的暗纹视为零级，当劈尖夹角由 1变到 22.010 -3rad，条纹将变_窄_，第四级暗纹移动的距离为_0.4nm_7.在单缝的夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹所对应的单缝处波面可划分成_6_个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第_1_级_明_(明暗)纹8.天空中两颗星相对于望远镜的角距
10、离为 4.8410-6弧度，它们都发出 5.5010 -5cm 的光，则要分辨出这两颗星，望远镜的口径至少为_13.86_cm_9.假设某一媒质对于空气的临界角(出现全反射现象的最小入射角)是 45，则光从空气中射向此媒质时的布儒斯特角为_4510.一束自然光入射到单轴晶体内，将分成两束光，沿不同方向折射，这种现象称为_双折射_现象；其中一束折射光称为_O_光，它遵从_折射_定律；另一束折射光称为_e_光，它不遵从_折射_定律在晶体内，沿_晶轴_方向传播时，两束光速度相等11.一束光是自然光和平面偏振光的混合，当它垂直通过一偏振片后，发现透射光的强度与偏振片的偏振化方向有关，其透射的最大光强是
11、最小光强的 5 倍，则入射光中自然光和平面偏振光的强度之比为_1：2_三、计算题1.如图，有一双缝被波长为 6000 的平行单色光照射，入射角为 ，双缝平6面与屏幕之间距离为 D1.00 m，两缝间为 d0.2mm，求：(1)中央明条纹落在屏上什么位置?(2)若在一缝上盖一折射率为 n1.5 的云母片，恰好又使中央明纹落在 O 点，则此云母片应盖在哪条缝上，其厚度应为多少?解：（1）中央明条纹处光程差为 0，即：)sin(id又因为 xD所以dsii中央明条纹处位置： mDx5.06sin1i（2）盖在第二条缝上sin)1(dldl2.i2.在实际过程中要测量一工件表面的平整度，用一平晶（非常
12、平的标准玻璃）放在待测工件上，使其间形成空气劈尖，先用波长 的垂直照射，测得如图所示的干涉nm50条纹，问：（1）不平处是凸的还是凹的？（2）如果相邻明纹间距 ，条纹最大弯cl曲处与该条纹的距离 ，则不平处的高度或深度是多少？x8.0待测工件解：（1）由于同一级条纹对应同一空气劈尖厚度，从图中可知 k+1 级条纹向劈尖薄处弯曲，说明劈尖薄处有一空气层厚度与 相同，所以工件必有一个半圆形的凹槽。1ke（2）设 k 和 k+1 级条纹对应空气劈尖的厚度分别为 和 ，不平处的深度为 hke1则相邻两条纹对应的厚度差为: ，21kkehlxnmlx023.如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃间有一小缝隙 e0现用波长为 的单色光
