光学期末复习省公开课一等奖全国示范课微课金奖

光学期末复习1第1页光相干性相干条件1两光波在相遇点所产生振动在同一方向；2两光波含有相同频率；3两光波在相遇点有固定位相差。相干光取得杨氏双缝干涉试验r2r1OPxaS2S1D

或两光波在P点加强，形成明条纹。干涉2第2页r2r1OPxaS2S1D

假如或

两光波在P点干涉相互减弱，形成暗条纹。两条纹之间间隔3第3页讨论Δx=Dλ/a①光源S位置改变：S下移时，零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移；S上移时，干涉条纹整体向下平移，条纹间距不变。②双缝间距a改变：当d增大时，Δx减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。当d减小时，Δx增大，条纹变稀疏。③双缝与屏幕间距D改变：当D减小时，Δx减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。当D增大时，Δx增大，条纹变稀疏。④入射光波长改变：

当λ增大时，Δx增大，条纹变疏；当λ减小时，Δx减小，条纹变密。4第4页干涉条件或

由此可知，假如两束相干光在不一样介质中传输时，对干涉起决定作用将不是这两束光几何旅程之差，而是二者光程差。光程和光程差5第5页在S1后加透明介质薄膜，干涉条纹怎样改变？零级明纹上移至点P，屏上全部干涉条纹同时向上平移。移过条纹数目Δk=(n-1)t/λ条纹移动距离OP=Δk·Δx若S2后加透明介质薄膜，干涉条纹向下平移。r2r1OPxdS2S16第6页en2>n1n1irrriABCDab薄膜干涉7第7页

scABabLE

在平行单色光垂直照射情况下，i=0，则反射光干涉条件为劈尖干涉

任何两个相邻明纹或暗纹之间距离l由下式决定由此可见，劈尖夹角越小，干涉条纹越疏；越大，干涉条纹越密。8第8页牛顿环CRer在透镜与玻璃片接触点上，e=0，两反射光线光程差=/2，所以接触点即牛顿环中心点是一暗点。9第9页8波长为平行单色光垂直地照射到劈形膜上，劈形膜折射率为n，第三条明纹与第六条明纹所对应薄膜厚度之差是__________。两相邻明或暗条纹之间高度差为/2。10第10页9两块平玻璃组成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直照射。若上面平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹间隔______（填“变大”或“变小”或“不变”），条纹将________移动（填“近棱边”或“远棱边”）。条纹间隔不变，但空气层厚度增加，故条纹向棱边方向移动。11第11页6如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环装置上。当平凸透镜垂直向下迟缓平移而靠近平面玻璃时，能够观察到这些环状干涉条纹（A）向右平移。（B）向中心收缩。（C）向外扩张。（D）静止不动。（E）向左平移。等厚干涉，透镜向上平移，则原条纹（空气层厚度相同点）向中心收缩。[]C单色光空气12第12页10若把牛顿环装置（都是用折射率为1.52玻璃制成）由空气搬入折射率为1.33水中，则干涉条纹将__________（填“变密”或“变疏”或“不变”）。暗纹：条纹变密。即不论是在水中或空气中都有半波损失，两种情形中中央都为暗斑。13第13页1在双缝干涉试验中，波长=600nm单色平行光垂直入射到缝间距a=310–4m双缝上，屏到双缝距离D=1m。求：（1）中央明纹两侧两条第5级明纹中心间距；（2）用一厚度为e=5.510–6m、折射率为n=1.33玻璃片覆盖一缝后，零级明纹移到原来第几级明纹处？（1nm=10-9m）解：（1）14第14页（2）用一厚度为e=5.510–6m、折射率为n=1.33玻璃片覆盖一缝后，零级明纹移到原来第几级明纹处？（1nm=10-9m）解：（2）覆盖玻璃后，零级明纹应满足设不覆盖玻璃片时此点为第K级明纹，则应有所以零级明条纹移到原第3级明纹处。15第15页惠更斯原理：媒质中波到达各点都是产生子波波源，子波包面就决定了另一时刻波阵面。

菲涅耳基于光干涉原理，认为不一样次级波之间能够产生干涉，给惠更斯原理作了补充，成为惠更斯—菲涅耳原理。菲涅耳假定：从同一波阵面上各点所发出子波，经传输而在空间某点相遇时也能够相互迭加而产生干涉现象。衍射一惠更斯——菲涅尔原理16第16页aasin

ABCL0PEK用菲涅耳波带法来说明单缝衍射图样。单缝夫琅和费衍射两条边缘光线之间光程差为17第17页aasin

ABCKA2A1

由此可知，对应于某确定角度，假如单缝能够分成偶数波带时，则在P点出现暗条纹；假如单缝能够分成奇数波带时，则出现明条纹。这么明条纹亮度只是奇数波带中一个波带上所发出子波，经过透镜聚焦后所产生结果，其它都相互抵消。可见波带数越多，或角越大，明条纹亮度越小。18第18页aasin

ABCK当时，单缝恰好分成二个波带，则在屏上出现第一级暗线位置。可见当适合于都在零级明条纹范围内；

屏上出现第一级、第二级等暗线位置。当适合于

屏上出现第一级、第二级等明线位置。当适合于19第19页暗纹中心明纹中心明暗条纹条件条纹在接收屏上位置暗纹中心明纹中心单缝20第20页a+b

LP0P当

角适合条件时，由全部相邻狭缝所射出光线光程差是波长整数倍，因而相互加强形成明条纹。这个式子就叫做光栅公式。衍射光栅21第21页光栅衍射中缺级现象。按光栅衍射公式当角满足于上式时出现明条纹。但假如此时若角同时满足于夫琅和费单缝衍射暗纹条件则此时合成光强为零，即发生缺级现象。将此两式联立消去，则有22第22页2在夫琅和费单缝衍射试验中，对于给定入射单色光，当缝宽度变大时，除中央亮纹中心位置不变外，各级衍射条纹（A）对应衍射角变小。（B）对应衍射角变大。（C）对应衍射角也不变。（D）光强也不变。比如明纹中心A变小则变大[]A23第23页3在夫朗和费衍射试验中，波长为单色光垂直入射到单缝上，对应于衍射角=300方向上，若单缝处波面处可划分为6个半波带则缝宽度b等于(A)

(B)6

(C)2

(D)4

[]B24第24页5波长为600nm单色平行光，垂直入射到缝宽为b=0.30mm单缝上，缝后放置一凸透镜，在透镜焦平面上放置一个屏幕，用以观察衍射条纹，今测得屏幕中央明条纹一侧第一个暗条纹和另一侧第一个暗条纹之间距离为x=4mm，则凸透镜焦距f为(A)2m(B)0.1m(C)1m(D)0.5m

f0x因角很小，所以有k=1，两第一级暗纹之间距离即为中央明条纹宽度，[]C25第25页7一束白光垂直照射在一光栅上，在形成同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最近是（A）紫光。（B）绿光。（C）黄光。（D）红光。波长越大，级次k越小。同一级k，越小越小，而紫光最小，所以偏离中央明条纹最近是紫光。[]A26第26页1.在单缝夫朗禾费衍射试验中，波长=400nm平行光垂直入射单缝，所用凸透镜焦距f=1.5m，第三级暗纹离中央明纹中心3.010-3m。另一波长为0光第二级暗纹在屏同一位置上，则单缝缝宽b=__________。波长0=__________。27第27页1.波长为600nm单色光垂直入射到宽度为b=0.20mm单缝上，观察单缝夫朗禾费衍射图样。凸透镜焦距f=1.0m，屏在凸透镜焦平面处。求：（1）中央衍射明条纹宽度x0；（2）第二级暗纹与凸透镜焦点距离x2.

f0x解：(1)对于第一级暗纹，有bsin

1≈

因

1很小，故中央明纹宽度28第28页(2)对于第二级暗纹，有29第29页iiSn1n2i

因为上述两种振动振动方向相对于分界面是不一样，所以它们也以不一样程度进行反射和折射。垂直振动即点子反射多而折射少；平行振动即短线反射少而折射多。所以反射光和折射光都变成了部分偏振光。在图中我们用点多线少和点少线多来标志。反射和折射时光偏振偏振30第30页

布儒斯特在1911年指出，反射光偏振化程度决定于入射角i，当i等于某一定值i0而满足反射光变成完全偏振光，它振动面与入射面垂直，这时平行振动即以入射面为振动面分振动已全部不能反射。式中n21是折射媒质对入射媒质相对折射率，i0称为起偏振角或布儒斯特角。起偏振角i0i0Sn1线偏振光n2

31第31页起偏和检偏马吕斯定律•••NN’SE=0

如图所示，由尼科耳棱镜N透出偏振光，经过尼科耳棱镜N’射到屏E上。假如两镜主截面共面，即它们夹角=0，则此时亮度最大。32第32页•••NN’SE增大

若以偏振光传输方向为轴旋转N’，使两镜主截面间夹角

增大，则屏上亮点强度将逐步减弱；当=900时，两尼科耳棱镜正交，屏上亮点完全消失。此即光完全透不过N’。•••NN’SE=900显然只有偏振光经过尼科耳后才含有上述性质，因以前一个棱镜N相当于起偏器；后一个棱镜N’起了检偏器作用。

假如我们把尼科耳棱镜换成二向色性偏振片也能够看到上述现象。33第33页马吕斯定律

马吕斯指出，若不考虑吸收，强度为I0偏振光透过检偏器后强度变为式中

是起偏器与检偏器偏振化方向（或主截面）之间夹角。上式就称为马吕斯定律。NN’

34第34页2一束光是自然光和线偏振光混合光，让它垂直经过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值为最小值7倍，那么入射光中束中自然光与线偏振光光强之比为（A）1/2。（B）1/3。（C）1/4。（D）1/5。[]B35第35页7自然光以600入射角照射到不知其折射率某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知（A）折射光为线偏振光，折射角是300（B）折射光为线偏振光，折射角是600（C）折射光为部分偏振光，折射角是300（D）折射光为部分偏振光，折射角不能定。起偏振角i0i0Sn1线偏振光n2

因反射光是完全偏振光，所以知光是以布儒斯特角入射，反射线与入射线相互垂直，折射光是部分偏振光且折射角是300。[]C36第36页5一束自然光从空气投射到玻璃板上（空气折射率为1），当折射角为300时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板折射率等于________。60030037第37页4如图所表示，媒质Ⅰ为空气（n1=1.00），Ⅱ为玻璃（