分析化学复习——光学篇.ppt

例1：杨氏双缝实验中，已知两缝的距离为0.7mm，所用光波的波长为600nm，屏上第二级明条纹（k=2）到中央明纹（k=0）的距离为4.3mm，求屏到双缝的距离。 解： * 明纹中心 暗纹中心 两相邻明纹（或暗纹）间距 干涉相长，明纹 干涉相消，暗纹 1. 杨氏双缝实验 p r1 r2 ? x D d o · 例2：设杨氏双缝实验中，双缝间距为0.5mm，屏与双缝的距离为1.5m。若光源用白光，求波长为760nm红光的第三级明条纹中心到波长为400nm紫光的第三级明条纹中心的距离。 解： 明纹 暗纹 ?d = dk+1-dk = (2k+1)?/4n - (2k-1)?/4n = ?/2n ? L ?d 明纹 暗纹 L ?d ? 2. 劈尖干涉 解：因为相应一个条纹间距，劈尖厚度改变半个波长 ? = 589.3 nm，h = 0. 044 mm 例3：将待测厚度的一薄片夹在两平玻璃片之间形成空气劈尖，用589.3nm的黄光垂直入射，观察到劈尖表面相邻两干涉明纹的间距为0.15mm，棱边到薄片的距离为22.5mm，求薄片的厚度。 例4为了增加照相机镜头（n2=1.5）对波长为550 nm的绿光的透射能力，通常在镜头上镀一层MgF2（n1=1.38）薄膜，求所镀MgF2的最小厚度。 解：光线在空气-MgF2及MgF2-镜头的界面上都有半波损失，故两反射光的光程差为2n1h。 因为要透射最强，则反射要相消， 所以 当k=0时，h最小， 例5：空气中有一折射率为1.54的薄膜，厚度为550nm，用白光垂直照射薄膜，哪些波长的光在反射中加强？（白光波长范围为400—760nm） 解：要反射加强，则 k=3，?=666 nm； k=4，?=475 nm 解： （2分） 例6：用波长λ = 589 nm的单色平行光垂直照射在一空气劈尖上，测得相邻两暗条纹间的距离为l = 2.00 mm。求该空气劈尖的劈尖角θ。 d A 1 2 3. 牛顿环 r R d 例7：一平凸透镜，其凸面的曲率半径为1.50 m，以凸面向下把它放在平板玻璃上，以波长589.3nm的单色光垂直照射，求干涉图样中第五条亮环的直径。 解：亮环半径 k=5，r =1.99mm， D=3.98mm 4. 光栅衍射 衍射暗纹位置： k’ a 出现缺级。 时, , q? q = = k d 干涉明纹缺级级次 干涉明纹位置： 光栅衍射 例8：一衍射光栅宽3.0cm，用波长600nm的单色光垂直入射，第二级明纹出现在?=30o方向上，求该光栅上总的刻线数。 解： 总刻线数N= 例9：一束光线垂直入射到一衍射光栅上，此光栅3.00 cm上有6000条刻线，现在θ=30o 方向观察到一条明纹，求入射光线中可能包含的光波的波长（可见光波长范围为400—760nm）。 解： 由 得 所以在可见光范围内：k=4，?1=625 nm； k=5，?2=500 nm； k=6，?3 = 417 nm 例10：用波长λ = 500 nm的单色平行光垂直照射在一块每毫米刻有500条刻痕的光栅上。求第二级明纹的衍射角φ2 。 解：光栅常数 由光栅方程： 得： 所以： 1.偏振片的起偏 2. 马吕斯定律 3. 反射光和折射光的偏振 —— 布儒斯特定律 1、在牛顿环装置的平凸透镜和平玻璃板之间充以折射率n=1.33的液体，设凸透镜中心刚好与平板接触，透镜和平板玻璃的折射率都大于1.33，凸透镜曲率半径为300cm，用波长λ=650nm的光垂直入射，试推导出暗环半径的计算公式，并求出第10个暗环的半径。 解：（1）液体层厚度为d时： （2） 2、把一细钢丝夹在两块光学平面的玻璃之间，形成空气劈尖。已知钢丝的直径 ，钢丝与劈尖顶点的距离 ，用波长为680nm的平行光垂直照射在玻璃上，求： (1) 两玻璃片之间的夹角是多少？(2) 相邻二明条纹间的厚度差是多少？ (3) 条纹间距是多少？(4) 在这12.00mm内呈现多少明条纹？ 解： 条 *