大学物理光学讲义例题.pptVIP

例6、杨氏双缝干涉实验中，加三个偏振片，偏振化方向为P2?P1，P0与P2、P1成450讨论（1）屏上有无干涉条纹？屏上无干涉条纹（2）屏上各处偏振态如何？k?时，原明、暗纹处为线偏振光(2k+1)?/2时，为圆偏振光其他值时，为椭圆偏振光无条纹(5)若去掉所有的偏振片,屏上有无条纹?有条纹（3）屏前加偏振片P3，且偏振化方向P3//P0屏上有无条纹？有条纹，条纹位置与原来同。(4)若去掉P0,屏上有无条纹?例7.用一块偏振片和一块?/4波片去鉴别：自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光（1）先用一偏振片，光通过转动的偏振片后为部分偏振光或椭圆偏振光（无消光）（2）再用?/4波片及偏振片，进一步鉴别：自然光圆偏振光光强不变光强变，有消光为自然光或圆偏振光光强不变光强改变例8.线偏振光垂直入射到一块表面平行于光轴的双折射波片，光的振动面和波片光轴成25度角，问波片中的寻常光透射出来的相对强度如何。解：Io/Ie=tan^2(25o)有一块平行石英片是沿着平行于光轴方向切出的，要把它切成一块黄色光的1/4波片，问波片厚度石英ne=1.552,no=1.543,λ=589.3nm解：d(no-ne)=+-(2k+1)λ/4,d=(2k+1)x16.4um例9.用一块1/4波片和一块偏振片鉴定一束椭圆偏振光。达到消光位置时，1/4波片的光轴与偏振片透振方向相差22度，求椭圆长短轴之比。解：有消光，说明波片的光轴对准了长短轴，长短轴之比cot22o1、惠更斯—菲涅耳原理同一波阵面上各点发出的次波都可以认为是相干波，它们经过传播后在空间各点相遇时的叠加为各子波的相干叠加。光是衍射是同一束光中无数子波在遇到障碍物后叠加而相干的结果。2、衍射分类：菲涅耳衍射夫琅和费衍射衍射3、单缝夫琅和费衍射(用菲涅耳半波带法处理)单色光垂直入射(1)屏幕上明暗条纹的位置(2)屏幕上条纹间距中央明条纹的角宽度中央明条纹的线宽度相邻条纹中心间距4、圆孔夫琅和费衍射爱里斑的半角宽度5、光栅衍射(1)光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应，其特点是：明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。(2)屏幕上主极大位置由光栅公式决定(a+b)sin?=k?k=0,±1,±2,±3···注意问题1、区分双缝干涉与单缝衍射2、衍射效应显著的条件3、处理光栅衍射时注意有无缺级现象例1一束波长为?=5000?的平行光垂直照射在一个单缝上。(1)已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角?1=300，求该单缝的宽度b=?(2)如果所用的单缝的宽度b=0.5mm，缝后紧挨着的薄透镜焦距f=1m，求：(a)中央明条纹的角宽度；(b)中央亮纹的线宽度；(c)第一级与第二级暗纹的距离；(3)在(2)的条件下，如果在屏幕上离中央亮纹中心为x=3.5mm处的P点为一亮纹，试求(a)该P处亮纹的级数；(b)从P处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？解：(1)第一级暗纹k=1,?1=300(2)已知b=0.5mmf=1m(a)中央亮纹角宽度(b)中央亮纹线宽度(c)第一级暗纹与第二级暗纹之间的距离(3)已知x=3.5mm是亮纹(b)当k=3时，光程差狭缝处波阵面可分成7个半波带。例2波长为?=632.8nm的He-Ne激光垂直地投射到缝宽b=0.0209mm的狭缝上。现有一焦距f?=50cm的凸透镜置于狭缝后面，试求：(1)由中央亮条纹的中心到第一级暗纹的角距离为多少？(2)在透镜的焦平面上所观察到的中央亮条纹的线宽度是多少？解：(1)根据单缝衍射的各最小值位置公式令k=1，将已知条件代入上式，得由于?1很小，可以认为(2)由于?1十分小，故第一级暗条纹到中央亮条纹中心的距离y为因此中央亮条纹的宽度为：一束波长为?=5000?的平行光垂直照射在一个单缝上。(1)已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角?1=300，求该单缝的宽度a=?(2)如果所用的单缝的宽度a=0.5mm，缝后紧挨着的薄透镜焦距f=1m，求：(a)中央明条纹的角宽度；(b)中央亮纹的线宽度；(c)第一级与第二级暗纹的距离；(3)在(2)的条件下，如果在屏幕上离中央亮纹中心为x=3.5mm处的P点为一亮纹，试求(a)该P处亮纹的