光学讲座1.ppt

4、λ的平行单色光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环， 设平凸透镜与平板玻璃在中心O点恰好接触,求： （1）从中心向外数第k个明环所对应的空气薄膜的 厚度ek.；（2）k个明环的半径rk(用R,波长λ和正整 数k表示,R远大于上一问的ek). 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14.8cm变成充液后的12.7cm， 求这种液体的折射率n。 解：设所用的单色光的波长为λ。根据顿环的明环半径公式 有 充液后有 由以上两式可得 5、 如图所示,牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃有一缝隙e0,现用波长为λ的单色光垂直照射,已知平凸透镜的曲率半径为R,求反射光形成的牛顿环的各暗环半径。 e0 空气 玻璃 解：由几何关系：r2=2Re 干涉减弱的条件 2e+2e0+λ/2=(2k+1)?/2 k为整数，且 e0 空气 玻璃 e r 波动光学—干涉 理学院：姜海丽 jianghaili@hrbeu.edu.cn 光程差、相位差 r2 r1 S1 S2 O D d P x x-d/2 x+d/2 E 在空气中，n=1 （一）光波的干涉问题 波阵面分割法(杨氏双缝干涉） 由相干加强和减弱的条件得 由几何关系： 明暗条纹的位置 暗纹 明纹 条纹间距 1、如图所示，两缝S1和S2之间的距离为d，媒质的折射 率为n＝1，平行单色光斜入射到双缝上，入射角为?，则 屏幕上P处，两相干光的光程差为__________． d sin?＋(r1－r2) 2、在双缝干涉实验中，双缝间距为d，双缝到屏的距离 为D (Dd)，测得中央零级明纹与第五级明之间的距离 为x，则入射光的波长为_________________． xd / (5D) 3、 如图，假设有两个同相的相干点光源S1和S2发出波长为?的 光，A是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入厚度为 e，折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的位相差为多 少？若已知?=500nm，n=1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e=？ 解： e=4000nm=4.0×10-6m 4、在双缝干涉实验中,若用薄玻璃片(折射率n1=1.4)覆盖缝S1,用同 样厚度的玻璃片(但折射率n2=1.7)覆盖缝S2,将使屏上原来未放玻璃 时的中央明条纹所在处O变为第五级明纹.设单色光波长λ=4800A, 求：玻璃片的厚度d。 (可认为光线垂直穿过玻璃片) 解：原来， d = r2－r1= 0 覆盖玻璃后， d＝( r2 + n2d – d)－(r1 + n1d－d)＝5l ∴ (n2－n1)d＝5l = 8.0×10-6 m 分振幅法 (1)、等倾干涉 由薄膜干涉公式： S a b c d n1 n2 n3 P γ γ i i C D B 1 2 3 L e A 4 5 等倾干涉实验装置示意图 1、 (1 )有一层折射率为1.33的薄油膜,当我们的观察方向 与膜面的法线方向成300角时,可看到油膜反射的光呈波长 为500nm的绿色光.试问油膜的最薄厚度为多少?(2)如果从 膜面的法线方向观察,则反射光的颜色如何? 解：（1） 即 所以 （2） 所以 绿色光 （2）等厚干涉 明纹 暗纹 S M 劈尖角 劈尖干涉 明纹 暗纹 （明纹） （暗纹） 讨论 1）劈尖 为暗纹. 3）条纹间距（明纹或暗纹） 2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差The 4 ）干涉条纹的移动 1、图a为一块光学平板玻璃与一个加工过的平面一端接触， 构成的空气劈尖，用波长为?的单色光垂直照射．看到 反射光干涉条纹(实线为暗条纹)如图b所示．则干涉条纹 上A点处所对应的空气薄膜厚度为e＝________． 2、用波长为?的单色光垂直照射到空气劈形膜上，从反射 光中观察干涉条纹，距顶点为L处是暗条纹．使劈尖角?连 续变大，直到该点处再次出现暗条纹为止．劈尖角的改变 量??是___________________________________． ?/ (2L) 3. a b 解：表面的纹路是凹的 a b ? H 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为的单色平行 光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹 弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切， 则工件表面与条纹弯曲处对应的部分(　　）。 A．凸起，且高度为 B．凸起，且高度为 D．凹陷，且深度