大学物理,光学总结(北邮版新)ppt课件.ppt

1、1,2,3,4,5,6,7,8,9,例.检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)S为光源，L为会聚透镜，M为半透半反镜在平晶T1、T2之间放置A、B、C三个滚珠，其中A为标准件，直径为d0用波长为的单色光垂直照射平晶，在M上方观察时观察到等厚条纹如图(b)所示轻压C端，条纹间距变大，则B珠的直径d1、C珠的直径d2与d0的关系分别为： (A) d1d0，d2d02 (B) d1d0-，d2d02 (C) d1d0 / 2，d2d0 (D) d1d0- /2，d2d0,C,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,例3. 光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇

2、区域内有可能出现的最大光强是4I0,例4. 惠更斯引入_子波_的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用_子波干涉的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯菲涅耳原理 例5. 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 _,22,例6. 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 = 3，l3 = 600 nm， k = 4， l4 = 428.6 nm，

3、k=5, l5 = 333.3 nm 在可见光范围内，干涉加强的光的波长是l600 nm 和l428.6 nm,23,24,4.如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃 时，可以观察到这些环状干涉条纹 _,向中心收缩,环心呈明暗交替变化,25,26,11. 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对应的空气膜厚度之差为_nm,225,2d / l,10. 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

4、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_,27,12. 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,13. 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

5、.710-4 rad,28,15.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现 _,变为暗条纹；,29,16. 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)时，A点再次变为暗条纹求A点的空气薄膜厚度,17. 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,30,31,20. 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

6、m的双缝上，屏到双缝的距离D2 m求:(1) 中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,32,21. 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)，求玻璃片 的厚度d(可

7、认为光线垂直穿过玻璃片),= 8.010-6 m,33,23. 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,24. 测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？ (A) 双缝干涉 (B) 牛顿环 (C) 单缝衍射 (D) 光栅衍射,D,34,25. 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 (A) 换一个光栅常数较小的光栅 (B) 换一个光栅常数

8、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(D) ,B,26. 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 ,27. 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_,6250,35,28. (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 nm=10-9 m)已知单缝宽度a=1.010-2 cm，透镜焦距f=50 cm求

9、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,36,37,13-15 波长为5000 的平行单色光垂直照射到每毫米有200条刻痕的光栅上，光栅后的透镜焦距为60cm 求：(1)屏幕上中央明条纹与第一级明条纹的间距；(2)当光线与光栅法线成30斜入射时，中央明条纹的位移为多少?,解(1),(2),38,例题 已知介质A对介质B的全反射临界 角为60 度。现使一束自然光由介质 B 入射到 介质 A，欲获得全偏振的反射光。 则入射角 i 0=？（全反射必定要求n1大于n2）,39,例:在光栅光谱中

10、，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 (A) a=b (B) a=b (C) a=2b (D) a=3 b,B,40,例：一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)， 设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光 (A)是自然光 (B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 (C)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 (D) 是部分偏振光,B,41,例: 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通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是最小值的7倍，那么入射光束中

11、自然光与线偏振光的光强比值为 (A) 1 / 2 (B) 1 / 4 (C) 1 / 5 (D) 1 / 3,D,42,例:自然光以60的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为 (A)完全线偏振光且折射角是30 (B) 部分偏振光且折射角是30 (C) 部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角 (D) 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为的介质时，折射角是30,B,43,13-17 一双缝,两缝间距为0.1mm,每缝宽为0.02mm，用波长为4800 的平行单色光垂直入射双缝，双缝后放一焦距为50cm的透镜试求：(1)透镜焦平面上单缝衍射中央明条纹的宽度

12、；(2)单缝衍射的中央明条纹包迹内有多少条双缝衍射明条纹?,(1)中央明纹宽度为,a= 0.02mm,(2),所以单缝衍射的中央明纹包迹内有 共9条双缝衍射明条纹,（缺级）,44,45,46,13-13 用白色的平行光垂直照射一宽为a=0.60mm的单缝，缝后凸透镜的焦距f=40.0cm，观察屏幕上形成的衍射条纹若屏上离中央明条纹中心1.40mm处的P点为一明条纹；求：(1)入射光的波长；(2)P点处条纹的级数；(3)从P点看，对该光波而言，狭缝处的波面可分成几个半波带?,解：(1)由于 点是明纹，故有,(2)若,则P点是第3级明纹；,则P点是第4级明纹；,47,解:,(1)条纹变疏；,(2)

13、条纹变密；,(3)条纹变密；,(4)零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动；,(5)零级明纹向下移动,48,12-7 在杨氏双缝实验中,双缝间距d=0.20mm，缝屏间距D1.0m，试求： (1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单色光的波长； (2)相邻两明条纹间的距离,解: (1),(2),12-8 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置若入射光的波长为5500A0，求此云母片的厚度,解:,49,12-12 在折射率n1=1.52的镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的Mg增透膜，如果此膜适用于

14、波长 =5500 的光，问膜的厚度应取何值?,A0,解：增透膜即反射光干涉极小,令 ，得膜的最薄厚度,50,解: (1),12-14 用5000 的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面，从反射光中观察，劈尖的棱边是暗纹若劈尖上面媒质的折射率 大于薄膜的折射率 ( =1.5)求： (1)膜下面媒质的折射率 与 的大小关系； (2)第10条暗纹处薄膜的厚度； (3)使膜的下表面向下平移一微小距离 ，干涉条纹有什么变化?若 =2.0 m，原来的第10条暗纹处将被哪级暗纹占据?,(2),51,12-15 (1)若用波长不同的光观察牛顿环， 6000 ， 4500 ，观察到用 时的第k个暗环与用 时的第k+1个暗环重合，已知透镜的曲率半径是190cm求用 时第k个暗环的半径 (2)又如在牛顿环中用波长为5000 的第5个明环与用波长为 的第6个明环重合，求未知波长 ,解(1),(2),52,12-16 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间的空间充以液体时，第十个亮环的直径由 1.4010-2m变为 1.2710-2m，求液体的折射率n,两式相比,求出n,53,13