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光学专题讲座
第一讲、光的干涉
一、基本概念
1. 求光程差或位相差:
2.条纹特征:
3.干涉仪原理
4.牛顿环
5.干涉应用
6.时空相干性
二、题目类型及解法
1.计算由相干线(面)源辐射的双光干涉的特性
2.利用干涉花样的特性计算波长和折射率
3.利用干涉花样的特性求厚度、夹角等相关物理量
4.利用迈克尔逊干涉仪条纹变化球相关物理量(P109,2.39)
5.比较法求光程差(P86,2.6)正弦光栅
6.测介质折射率(P93,2.14)瑞利干涉仪
7.不等间距多光干涉(P95,2.18)
8.相干长度对法布里-铂罗干涉仪不起作用的注释(P120,2.53)
9.求条纹间隔(笔记P53)
10.牛顿环变种(笔记P53)
11.比累对切透镜
第二讲、光的衍射
一、基本概念
1.极值条件:
2.光强分布:
3.光栅方程:
注意:在斜入射特例中,已经不是衍射角
4.半角宽度:
5.缺级:
6.惠更斯—菲涅耳原理
7.色散:
二、题目类型及解法
1.单缝衍射
例题1:光学切趾法求缝宽为、透过率函数的单缝夫琅和费衍射光强分布:
【解】:
例题2:折射率的三棱镜遮住缝宽的单缝,求(1)夫琅和费衍射光强分布;(2)中央极大、衍射极小位置。
【解】:单缝上下边缘的光程差为:
中央极大在: 处,
即 满足棱镜右侧折射定律方向
衍射极小:
若,则在法线上方,若,则在法线下方。
例题3:沿轴方向分布的缝宽单缝,在处覆盖相移的位相片,求夫朗和费衍射光强分布。
【解法1】:建立坐标原点在缝中央,原点处:
其中
【解法2】:
其中
例题4:厚度、折射率分别为的两玻璃片各半覆盖宽度为的单缝,求夫朗和费衍射花样中心为暗纹的??件。
【解】:建立坐标原点在缝中央,原点处光振动:
令 求得极值条件,然后再讨论。
2.光栅
例题5. 求缝宽分别为,中心间距为的双缝夫琅和费衍射光强分布。
【解】:关键将的缝视为宽度、缝中心距也为的两个双缝的密合,这样原来的双缝变为等宽度但不等间距的三缝,自上而下缝间距分别为和,于是:
其中 、
例题6:光栅改造个缝的光栅,每隔三个遮住一个缝(包括第一个和最后一个),求衍射光强分布。
【解】:关键受单缝衍射因子调制的组双光干涉之叠加
例题7:有条缝宽均为的狭缝,其缝间不透明部分的宽度以作周期性变化,若波长的单色平行光正入射该装置,为单缝衍射零级斑中心强度,求:其夫琅和费衍射光强分布公式。
【解】选定其双缝为衍射单元,则该光栅含有个衍射单元,光栅常数为:,由多光干涉的强度分布公式知:
其中
为衍射单元(即双缝)的干涉光强分布,由于该光强分布是受单缝衍射因子调制的双光干涉,根据光栅衍射的光强分布基本公式知:
其中
∴
说
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