大学物理B光学习题课.ppt

* * 1. 光程 nr 位相差与光程差之间的关系 要求 2. 杨氏双缝干涉 波动光学总结 一.光的干涉 （1）相邻明纹（或相邻暗纹）中心间距 所谓的零级明条纹是指:从同相点出发到零级明条纹处是等光程的。 （2）关于条纹移动 则整个条纹向上平移一段距离 例:若S下移， O’ r2 S1 S2 r1 O S 例： （3）附加光程差 附加光程差 与条纹移动数N之间应满足： （该结论普遍成立） 若上下臂上分别放上透明介质(n1，d1 ； n2 , d2 ),则附加光程差为 n d r2 S1 S2 r1 O 对杨氏双缝实验 3. 薄膜干涉 ＝ 明纹 暗纹 原则上K取0，1，2，…但要保证膜厚不能取负值 (1) 关于半波损失 当薄膜的折射率相对于两边介质折射率为最大或最小时，两束反射光干涉有半波损失. (2) 增透膜与增反膜 透射光干涉 与反射光干涉正好互补, 故增透膜 即为反射光干涉极小;而增反膜即为反射光干涉极大 相邻明纹（或暗纹）对应的薄膜厚度差 (3)劈尖干涉 相邻的明纹（或暗纹）间距 满足 条纹移动 则条纹移动N条 盯住某一点看，若厚度改变 则附加光程差 若 明纹数目 求劈尖上明纹或暗纹数 n 暗纹数目 (4) 牛顿环 明环 暗环 明环 暗环 当M2作一微小位移 ， 则附加光程差 2 1 2 1 (5). 迈克耳孙干涉仪 在一条光路上加一折射率为n，厚度为d的透明介质，则引起的附加光程差 当两臂分别都放上透明介质时的附加光程差 2. 单缝夫琅和费衍射 f1 f2 1. 惠更斯(子波)—菲涅耳(子波干涉)原理 二. 光的衍射 单缝 a 相邻两个半波带的各对应点之间的光程差为 单缝边缘两点之间对应的光程差为: 暗 明 (1)中央明纹半角宽 其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。 (2).关于条纹移动 零级明条纹位置就是入射平行光经透镜会聚的位置. 例: 上(下)移动透镜， 条纹上(下)移动 例: 斜射 C D ? 暗 明 其中? ，?为代数量 例:上下前后移动狭缝位置， 条纹不动 (1) 光栅方程 k=0,1,2,3 · · · 光栅衍射图样是多缝干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。 3. 光栅衍射 O a b f P (2) 斜射 P ? Q O 例：用白光照射衍射光栅,求第二级谱线重叠的波长范围。 解： (3)衍射光谱 k 就是所缺的级次 即 a · sin f =k? (a+b) ·sinf=k? 缝间干涉极大 单缝衍射极小 (5) 屏上看见的条纹数 再考虑缺级、对称性及中央明纹。 1. 偏振现象是横波区别于纵波的最明显的标志. 三. 光的偏振 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.自然光可分解为两个互相垂直、振幅相等，没有任何相位关系的光振动。 （完全偏振光、 3.线偏振光 平面偏振光） ? ? ? ? 4.部分偏振光 ? ? 5.偏振片的作用： ? ? ? I0 I0 / 2 I0 / 2 ? ? ? I0 I0 / 2 I=0 起偏器 检偏器 偏振片只允许平行于偏振化方向的光振动(完全)通过,而让垂直于偏振化方向的光振动被(完全)吸收. 振动方向 偏振化方向 一束光强为 的线偏光，透过偏振片以后，透射光强为： 6. 马吕斯定律 7.反射和折射时的偏振:自然光在界面上反射和折射时，都成为部分偏振光。 布儒斯特定律:当入射角等于某一定值 i0 时，反射光成为完全偏振光。 例1. 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源S向下移到示意图中的S? 位置，则： (A)中央明条纹向上移动，且条纹间 距不变． (B)中央明条纹向下移动，且条纹间 距不变． (C)中央明条纹向下移动，且条纹间距增大． (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大． [A] 例2. 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置．当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环： (A) 向中心收缩，条纹间隔变小． (B) 向中心收缩，环心呈明暗交替变化． (C) 向外扩张，环心呈明暗交替变化． (D) 向外扩张，条纹间隔变大． [B] 例3. 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是： 例4. 测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？ (A) 紫光. (B) 绿光． (C) 黄光． (D) 红光. (A)双缝干涉． (B) 牛顿环 ． (C)光栅衍射． (D)单缝衍射． [D] [C] 例