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[理学]大学物理下第5章课件罗圆圆
3、在显微镜的物镜(n1=1.52)表面涂一层增透膜(n2=1.30),要使此增透膜适用于5500?波长的光,则膜的最小厚度应为_______。 解, 干涉、衍射习题课 * * 1.光栅方程 明纹极大 二、光栅透射场分布 相邻缝两光线的光程差: 若 k级主极大缺级 二、光栅透射场分布 例如,当 这些级发生缺级。 2.谱线的缺级 φ . A A A B C a x f φ 1 2 λ 2 . . . . . A 3 P . . . 3.次极大的数目、暗纹位置 如图,设入射光照射光栅N条缝,将光栅被照部分分为若干等宽的带(类似于半波带). 若, 暗纹极小位置! 二、光栅透射场分布 所以暗纹的位置为: 可见,相邻主极大之间有N-1 条暗纹,又由于相邻两暗纹之间有一个次极大,故在相邻的主极大之间共有N-2次极大。 次极大的数目 ★光的干涉 一、光程和光程差 1.光程:光在折射率为n的介质中走过的路程x与折射率n的乘积nx. 2.光程差:两束光的光程之差 二、光的干涉 1.相干光和相干条件 若两列光波为同频率、同振动方向、周相差恒定。则这两列光波为相干光。这是出现干涉现象的必要条件称之为相干条件。 2.取得相干光的方法通常有: 分波前法和分振幅法 同初相位的相干光源 波动光学小节 三、杨氏干涉(分波前干涉) 1.条纹中心 4.位相差和光程差之间的关系 λ为光在真空中的波长 明纹 暗纹 3.干涉加强与减弱条件 5.相干光叠加后光强: 波动光学小节 2.条纹的间隔 四、薄膜干涉(分振幅干涉) ☆出现奇数次半波损失 出现偶数次半波损失 1.等倾干涉 明纹中心 暗纹中心 波动光学小节 2.等厚干涉 等倾干涉条纹特点: ①圆心的干涉级k最高,离圆心越远k越低; ②中央疏边缘密并随e的增加而条纹变密。 明纹中心 暗纹中心 条纹特点: 仅由等厚线决定,等厚条纹正是由此而得名。 波动光学小节 ①劈尖干涉 明纹中心 暗纹中心 相邻两条明纹之间的厚度差: 相邻两条明纹之间的距离: 对于空气劈尖, 波动光学小节 注意:研究干涉的重点是光程差δ的分析。分析光 程差δ时一定要注意半波损失是否存在。 ②牛顿环 明纹半径 暗纹半径 若 迈克尔逊干涉仪 波动光学小节 解,由暗纹半径公式 1、用单色平行光垂直照射空气牛顿环,从反射光中看到干涉环条纹,当使空气隙中充满折射率n>1的某种液体后,则从反射光中看到干涉环( ) (A)扩大 (B)缩小 (C)不变 (D)消逝 环状干涉条纹 ( ) 向中心收缩 一、单缝的夫琅禾费衍射 ★光的衍射 暗纹 亮纹 波动光学小节 x φ . A A A B C a x f φ 1 2 λ 2 . . . . . A 3 P . . . . 注意: 应理解为缝边两光线的光程差 sin q d a = 暗纹条件: 中央明条纹宽度: 第k级明条纹宽度: 中央明条纹半角宽度: 波动光学小节 二、圆孔的夫琅禾费衍射 艾里斑半角宽度: 三、光栅衍射 光栅方程: 眼睛或望远镜的最小分辨角: 眼睛或望远镜的分辨率(分辨本领)R : 缺级: k级主极大缺级 斜入射时: 波动光学小节 P.97.1.一束波长为?的单色平行光垂直照射到宽为a的单缝AB上,若屏上的P为第三级明纹,则单缝AB边缘A、B两处光线之间的光程差为( ) (A) 3? (B) 6? (C) 5?/2 (D) 7?/2 解: 由亮纹条件? = asin? = (2k+1)?/2 和 k=3 得 ? = (2×3+1) ?/2 = 7?/2 D P.97.2.一单色光垂直照射宽为a的单缝,缝后放一焦距为f的薄凸透镜,屏置于焦平面上,若屏上第一级衍射明纹的宽度为?x,则入射光波长为( ) (A)a△x/f (B)△x/af (C)f△x/a (D)a/f△x A ∵Δx = x2?x1 = (2? ? ?) f/a = ? f /a ? ? =aΔx/f 光的衍射(一) P.97.3.波长为?的平行光垂直照射到单缝AB上,若对应于某一衍射角?最大光程差?=BC=?/2,则屏上P点是( ) (A)一级明纹中心 (B)一级暗纹中心 (C)在中央明条纹内 (D)一级明纹与一纹暗纹的中点 解: 夫朗和费衍射中央明纹范围-? ?△? ? C P.97.4.根据惠更斯-菲涅尔原理,若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的( ) (A)振动振幅之和 (B)光强之和 (C
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