波動光學習題課課件

波動光學習題課波動光學光的干涉光的衍射光的偏振分波陣面法單縫衍射X射線的晶體衍射光柵衍射圓孔衍射楊氏雙縫雙鏡勞埃鏡等傾干涉等厚干涉劈尖邁克爾遜干涉(M1垂直M2)邁克爾遜干涉(M1不垂直M2)偏振光的干涉馬呂斯定律布儒斯特定律薄膜干涉分振幅法牛頓環(huán)分波面與分振幅分振幅法薄膜單色點光源分波面法獲得相干光的兩類典型方法洛埃鏡實驗1W洛埃鏡分波面干涉2WXMDdxrsWlsX半波失損ldxrD雙面鏡實驗1s2ssW菲涅耳雙面鏡分波面干涉1W21WBXe2dxrrDlsWlldxrDM12Me練習38計算題1.解：①②所以的第4級與的第3級明紋第一次重合。重合位置：由亮紋位置可知：得由③試探：等傾干涉條紋sin21ne2222nid+dididid等傾干涉條紋入射傾角相等的光線經平行膜反射，其相干光的光程差相等，形成同一級干涉條紋。iiiisf1n3n2ne點光源的等傾干涉條紋ssii1n3n2ne擴展光源的各套等傾干涉條紋重合（非相干疊加）空氣油膜玻璃2n3n1npp玻璃3n1n空氣玻璃2np空氣油膜玻璃2n3n1np玻璃3n1n空氣玻璃2npp反射條件相同2l0不同反射條件d劈尖等厚條紋劈尖干涉的等厚干涉條紋rlreqn2l兩相鄰條紋間劈尖的厚度差l2n2re相鄰條紋間距rlresinq很小,qsinqqtgq等傾和等厚光路等傾干涉光路2MM12M相當于平行平面空氣膜干涉等厚干涉光路M12M2M相當于空氣劈尖干涉練習39選擇題1.E2.B考察光程：空氣中部分+介質中部分3.A上下面的反射皆無半波損失練習39填空題1.上表面反射有半波損失2.上下面的反射皆有半波損失3.上表面反射有半波損失反射增強透射增強即反射減弱2.解：①②反射光程差對反射相消最小厚度取k=0反射加強，即：顯然在白光范圍內不可能產生反射加強。練習40選擇題1.D相鄰條紋的高差兩滾柱的直徑不變，即總高差不變，則條紋數不變。2.CWater比較劈尖條紋間距或牛頓環(huán)暗環(huán)半徑差3.B條紋所在處高度相同（凸起）練習40填空題1.2.3.往返一次a123lfq1干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）中央明紋中心暗紋中心位置：明紋中心位置：中央明紋半角寬度中央明紋線寬度相鄰明紋間距圓孔公式fDlqqd光強0r愛里斑r半徑直徑d圓孔直徑D半徑Rq2q2愛里斑中的光能占通過圓孔光能的84%qDsinq.061lR212.l實際很小d愛里斑直徑與圓孔直徑的關系式Df2q~~d2.44lD愛里斑的角寬取決于比值Dl布喇格定律lX射線qqABCidl入射角掠射角求出相鄰晶面距離為d的兩反射光相長干涉條件sincos+dACCB2di2dq層間兩反射光的光程差面間點陣散射波的干涉sin2dqlk(),...21k,布喇格定律相長干涉得亮點的條件或布喇格條件光柵方程光柵方程光柵衍射的明紋公式sinq()+ab為相鄰縫間各對應子波沿方向的光程差q明紋條件ksinq()+ab+l,213k()0,,,labfPOqq缺級現象缺級現象ksinq+l,213k()0,,,縫間干涉明紋位置()+ab單縫衍射暗紋位置sinqa+l213(),,,kk()+abakk的明紋級次缺級故24350(sinq)+ablllllllll23l45l6l6圖為/=3時的缺級情況()+aba練習41填空題1.2.3.練習41計算題1.解：①②由單縫衍射暗紋公式：因為重合，故，因，所以即波長的級與的各級重合。所以練習42選擇題1.B2.A3.D練習42填空題1.2.3.偶數級缺故中央明紋一側的兩條譜線應是1級和3級練習42計算題1.解：①②單縫中央明紋寬度即單縫兩個一級極小區(qū)間光柵常數使用透鏡單縫一級極小處對應的光柵衍射明紋級數只能出現0,±1。共3條③（所以第2,4,6,8┄也缺級）可能的最高級數出現在衍射角趨近垂直方向上最高可為±8級，但由于偶數級條紋缺級，故只可能看到：0,±1,±3,±5,±7共9

條。也可以考察缺級條件：2級缺！故單縫中央明紋區(qū)只能出現0級和±1級3條練習43選擇題1.B2.D3.A練習43填空題1.2.3.設k=1練習43計算題1.解：由x為兩物體的線距離，l為地球到火星的距離。①②2.解：由對A：對B：求出：馬呂斯定律INNBP向透方振A馬呂斯定律將分解為平行和垂直O(jiān)A于的分量NNA和AA不能通過BPMMNNaOAAA振幅能通過BP的光振動A是aMMI0PA方向透振OAcosaOAAAAOAcosa,20IIAOA2cosa2馬呂斯定律0Icosa2I布儒斯特定律布儒斯特定律各向同性的入射媒質和折射媒質的折射率分別為1n2n和一般情況下，反射光和折射光都是部分偏振光。稱為起偏振角ib或布儒斯特角法線部分偏振光自然光部分偏振光i1n2n自然光完全偏振光部分偏振光法線ib1n2n當入射角滿足下述角值條件時ibarctg()1n2n反射光成為完全偏振光，其光振動垂直于入射面；折射光與反射光的傳播方向相互垂直。練習44選擇題1.C自然光通過第一偏振片后振幅為A1，振動方向沿N1由馬呂斯定律再經過第二偏振片時，振動方向平行于N2的分量可以通過。輸出光強為2.B當前P2再轉,便平行于P1或P3，則3.D全反射臨界角由布儒斯特定律練習44填空題1.由布儒斯特定律仰角