波动光学总结2012.ppt

* 第十一章 波动光学小结 1，重点内容总结 2，典型例题详解 3，课堂练习 波动光学 光的干涉 光的衍射 光的偏振 杨氏 双缝干涉 薄膜 干涉 等倾干涉 等厚干涉 增透膜 增反膜 劈尖膜 牛顿环 夫琅 禾费衍射 单缝衍射 光栅衍射 偏振光 的获得 偏振片 的起偏 检偏 反射起偏 布儒斯特 定律 马吕斯 定律 一、光的干涉 1.光程差： 相位差和光程差的关系： 2.杨氏双缝干涉 明纹 暗纹 条纹间距 3.薄膜干涉 考虑半波损失 垂直入射：i＝0 4.等厚条纹 (1) 劈尖 (2) 牛顿环 第m个暗环半径 5.迈克耳逊干涉仪 第m个明环半径 1.单缝的夫琅禾费衍射 ——暗纹 ——明纹(中心) 2.光学仪器的最小分辨角 3.光栅方程 明纹(主明纹)条件： 明纹缺级级次： 二、光的衍射 三、光的偏振 1.马吕斯定律 2.布儒斯特定律 自然光获得偏振光： 1杨氏双缝实验 2 等倾干涉 3 劈尖膜 4 牛顿环 5 单缝衍射 6 光栅衍射 7 光的偏振 七个重要知识点 选择， 填空， 简答题 大题 1 杨氏双缝实验 1.一个屏上有两条间隔为0.100 mm 的缝，距观察屏 为1.20 m。有一波长为500 nm的光垂直入射到双缝。 屏上相邻两明纹之间的距离为 6mm 若波长换为700 nm， 则屏上相邻两明纹之间的距离 为8.4mm 2. 一双缝干涉实验中，两缝间距为0.20 mm，在1.0 m 远处测得第3级明纹与中央明纹之间的距离为7.5 mm， 则所用的光的波长为500nm 明纹 3.一双缝装置的一个缝被折射率为1.60的薄塑料片所遮盖，入射光波长为640 nm。在塑料片插入后，屏上原来中央明纹极大点，现在变为暗纹。则塑料片的最小厚度xxx 解：厚度为e，折射率为n的薄膜插入前后，引起光程差的改变为 1 杨氏双缝实验： （1） 条纹间距 （2）屏上明（或暗）纹的位置 （3）光程差改变后，屏上条纹的变化 明纹 暗纹 光的干涉：关键求光程差 2 等倾干涉（薄膜干涉）：增透膜，增反膜厚度的计算 例. 折射率为 ，厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别 ， ， 且 ；若用波长为 的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上，下两表面反射的光束的光程差为（ ）： B 例.一片平玻璃（ n=1.51 )表面附有一层酒精膜（n＝1.36）。今用一波长连续可调的单色光，垂直照射酒精膜面。当 波长为512 nm时，反射光干涉相消，当波长为640 nm时， 反射光干涉相长。此膜的厚度为470.58nm 分析：首先判断有无半波损失 无半波损失 2 等倾干涉： 增透膜，增反膜厚度的计算 1.首先判断有无半波损失 解题步骤： 无半波损失 有半波损失 2.透射光减弱，即反射光加强； 透射光增强，即反射光减弱。 例.波长为670 nm的光垂直入射到折射率为1.33的劈尖膜 上，可以看到26条明纹和25条暗纹（不包括棱边）， 此膜的厚度为 3 劈尖膜 分析： 25条暗纹，m＝25 暗纹条件 26条明纹，m＝26 明纹条件 4 牛顿环 第m个暗环半径 第m个明环半径 （1）牛顿环半径与平凸透镜曲率半径，膜厚度的关系 （2）光程差 （3） 4 牛顿环 例.用紫色光观察牛顿环时，测得第m级暗环的半径为4 mm 第m＋5级暗环的半径为6 mm，所用的平凸透镜的曲率半径 R为10 m，紫光的波长和级数分别为400nm,4 分析： 牛顿环暗环半径为： 5 单缝衍射 ——暗纹 ——明纹(中心) （2） 屏上明暗条纹的位置 光的衍射：关键求衍射角 （1）明暗条纹所对应的衍射角满足条件： 1.单缝的宽度为0.4mm，以波长589nm的单色光垂直入射 设透镜焦距为1.0m，求： （1）第一级暗纹距中心的距离； （2）第二级明纹距中心的距离。 解： （1）由单缝衍射的暗纹条件： 得： 则第一级（m=1）暗纹距中心的距离为 （2）由单缝衍射的明纹条件： 得： 则第二级（m=2）明纹距中心的距离为 2.波长为400nm的单色平行光(垂直入射)缝宽为0.0655mm 的单缝。紧靠缝后放置焦距为3.50m的会聚透镜，(观察屏 位于焦平面上)。试求屏上中央明纹的宽度。 解： 单缝衍射的中央明纹的宽度由两个第一级暗纹中心确定 4.28cm 3.波长为689nm的单色光垂直入射到一单缝上。若在中央 明纹两侧的两条第一条明纹之间的夹角为38°, 求单缝的宽度。 解： 由单缝衍射的明纹公式： 将 m=1， 代入上式，可得 4.在单缝夫琅禾费衍射实验装置中，单缝宽度为0.50mm, 透镜焦距为50cm。若用平行白光垂直照射单缝，在观察 屏上离