1、波 动 光 学 习 题 课,一、基本概念,1、相干光的获得,分波阵面法 分振幅法,把由光源上同一点发出的光设法分成两部分，再叠加起来。,3、半波损失,2、光程与光程差,当光从光疏媒质射向光密媒质时，反射光有位相 的突变，相当于 的附加光程差，叫半波损失。,二、处理光的干涉的方法,1、干涉加强与减弱的条件,2、杨氏双缝干涉,相邻两明纹(或暗纹)中心间距离：,光程差,3、薄膜等厚干涉,牛顿环,明环和暗环的半径分别为：,劈尖干涉,相邻明纹(暗纹)间的厚度差：,相邻明纹(暗纹)中心间距离:,垂直入射：,1、单缝夫琅和费衍射,用菲涅耳半波带法处理,三、光的衍射,(1) 屏幕上明暗条纹的位置由下式决定,(
2、2) 屏幕上条纹间距,中央明条纹的线宽度,相邻暗纹中心间距为明纹的宽度,(3) 缺级现象,主极大,(4) 重级现象,2、光栅衍射,(1) 光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应，其特点是：明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。,(2) 屏幕上主极大位置由光栅公式决定,干涉明纹,衍射暗纹,干涉主极大消失,四、光的偏振,1、马吕斯定律：,反射光是偏振光，且光振动垂直于入射面，而折射光仍为部分偏振光。,当入射角等于某一特定值i0 ， i0满足：,2、布儒斯特定律：,注意： i0 叫布儒斯特角，或称为全偏振角，当入射角等于全偏振角时，反射光线和折射光线垂直。,4-1 如图所示，用波长 = 600nm的
3、单色光做杨氏双缝实验，在光屏P处产生第五级明纹极大，现将折射率n = 1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为,习 题 课（四）,(A) 5.010-4cm,(B) 6.010-4cm,(C) 7.010-4cm,(D) 8.010-4cm,覆盖玻璃片后：,不盖玻璃片时:,4-2 一束波长为 的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为,要使e最小，令k =1,(A),(B),(C),(D),4-3 若把由平凸玻璃和平玻璃（折射率1.50）制成的牛顿环装置由空气搬入水中（折射率1.3
4、3），则干涉条纹,(A) 中心暗环变成明环,(B) 间距变疏,(C) 间距变密,(D) 间距不变,4-4 在单缝衍射实验中，缝宽a = 0.2mm，透镜焦距 f = 0.4m，入射光波长 = 500nm，则在距离中央亮纹中心位置 2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？(A) 亮纹，3个半波带 (B) 亮纹，4个半波带(C) 暗纹，3个半波带 (D) 暗纹，4个半波带,暗纹，4个半波带,4-5 某元素的特征光谱中含有波长分别为1=450nm和2=750nm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2的谱线的级数将是,k2 =3, 6, 9, 12,
5、(A) 2，3，4，5,(B) 2，5，8，11,(C) 2，4，6，8,(D) 3，6，9，12,4-6 用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈尖薄膜(如图)，图中各部分折射率的关系是n1 n2 n3，观察反射光的干涉条纹，从劈尖角开始向右数第五条暗纹中心所对应的厚度 = 。,第五条暗纹对应,4-7 用一束具有两种波长的平行光垂直入射在平面透射光栅上，l1= 600 nm，l2= 400nm (1nm=10-9m)，发现距中央明纹 5cm 处l1光的第k级主极大和l 2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，则k = ； 该光栅的光栅常数(a+b)
6、 = 。,4-8 一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由1转到2，且不考虑吸收，则转动前后透射光强度之比为 。,4-9 如图是一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径R=400cm。用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第5个明环的半径是0.30cm。(1) 求入射光的波长。(2) 设图中OA=1.00cm，求在半径为OA的范围内可观察到的明环数目。,解：,(1) 反射光的光程差,(2) 已知rk=1.0cm,解：,4-10 波长范围在450650nm之间的复色平行光垂直照射在每厘米有5000条刻线的光栅上，屏幕放在透镜的焦平面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为35.1cm，求透镜的焦距f 。,4-11 将两偏振片叠放在一起，它们的偏振化方向之间的夹角为 60。一束强度为 I0 ，光矢量的振动方向与两偏振片的偏振化方向皆成 30的线偏振光，垂直入射到偏振片上。 （1）求透过每块偏振片后的光束强度； （2）若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每块偏振片后的光束强度。,再透过第二个偏振片后光强度为,（2）自然光透过第一个偏振片后光强度为,再透过第二个偏振片后光强度为,（1）根据马吕斯定律，线偏振光透过第一 个偏振片后光强度为,解：,
