第十四章波动光学课件.ppt

1、en1n2n3B无半波损失有半波损失第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 1.如图所示，折射率为如图所示，折射率为n2，厚度为，厚度为e的透明介质的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和和n3，且，且n1n2，n2n3，若用真空中波长为，若用真空中波长为 的单色的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表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是面反射的光束的光程差是 （）(A)2n2e (B)2n2e-/2(C)2n2e-(D)2n2e-/2n2B第十四章第十四章 波动光学波动光

2、学 课后练习二十六课后练习二十六(D)有一凸起的梗，高为有一凸起的梗，高为 /4(A)有一凹陷的槽，深为有一凹陷的槽，深为 /4(B)有一凹陷的槽，深为有一凹陷的槽，深为 /2(C)有一凸起的梗，高为有一凸起的梗，高为 2.如图所示，用劈尖干涉检测工件的表面如图所示，用劈尖干涉检测工件的表面,当波当波长为长为 的单色光垂直入射时的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹中间观察到的干涉条纹中间向劈尖棱边弯曲向劈尖棱边弯曲.每一条弯曲部分的顶点恰与左邻的每一条弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线直线部分的连线相切相切,则工件表面：则工件表面：()3.双缝间距为双缝间距为0.5mm,被波长为被波长为6

3、00nm的单色光的单色光垂直照射时垂直照射时,在缝后在缝后120cm处的屏上测得干涉条纹间处的屏上测得干涉条纹间距为距为_._.m39321044.110600105.010120ddx1.44mm第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 4.真空中波长为真空中波长为600nm的光在折射率为的光在折射率为1.4的介的介质中从质中从 A 点传播到点传播到 B 点，相位改变了点，相位改变了4，则光从，则光从A点传到点传到 B 点经过的光程为点经过的光程为 ，经过的，经过的实际路程为实际路程为 。42 857 nm1200 nmnm 光程12002nLnm 经过实际路程857

4、4.160022 nL第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 5.在折射率在折射率n3=1.52的照相机镜头表面涂有一层的照相机镜头表面涂有一层折射率折射率n2=1.38的的MgF2增透膜增透膜,若此膜仅适用于波长若此膜仅适用于波长=550nm的光的光,则此膜的最小厚度为多少则此膜的最小厚度为多少?解解 透射光的光程差要考虑到半波损失透射光的光程差要考虑到半波损失.)2,1,0(222kkdnn1n2n3nm10042minnd有半波损失无半波损失k取最小值取最小值0加强加强第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 6.用白光垂直照射处在空气中

5、的一层厚度为用白光垂直照射处在空气中的一层厚度为400 nm的肥皂膜，膜的折射率为的肥皂膜，膜的折射率为1.33，试求在反射光中，试求在反射光中得到加强的可见光的波长得到加强的可见光的波长 。解解 反射光的光程差为反射光的光程差为:knd=2+2加强加强212kndnm2128,11knm3.709,22knm6.425,33knm304,44k红光红光紫光紫光第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 7.用波长为用波长为589.3nm的钠黄光观察牛顿环的钠黄光观察牛顿环,测得某测得某一明环的半径为一明环的半径为1.010-3m,而其外而其外第四第四个明环的半径个明环的

6、半径为为3.010-3m,求平凸透镜凸面的曲率半径求平凸透镜凸面的曲率半径.解解 明环半径为明环半径为 Rkrk)21(Rkrk)214(4Rrrkk42244-224kkrrRm39.3=92323103.5894)100.1()100.3(第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六B(A)3个个 (B)4个个 (C)5个个 (D)6个个sinIobb2b3bb2b32422sinkb2k第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 1.用平行单色光垂直照射在单缝上时用平行单色光垂直照射在单缝上时,可观察夫可观察夫琅禾费衍射琅禾费衍射.若屏上点若屏上

7、点P处为处为第二第二级暗纹级暗纹,则相应的单则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为缝波阵面可分成的半波带数目为 ()对于对于 都只能观察到第一级都只能观察到第一级(A)4 (B)3 (C)2 (D)1Dkbbsin)(8.11055090sin10sin)(96maxbbk0.29.11.1 max、k第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 2.波长波长 的单色光，垂直入射于光栅常的单色光，垂直入射于光栅常数数 的光栅上的光栅上,可能观察到的光谱可能观察到的光谱线的最大级次为线的最大级次为 ()cmbb4100.1)(nm550 3.孔径相同孔径相同的的微波微波望远镜

8、和望远镜和光学光学望远镜比较望远镜比较,前前者者分辨率分辨率小的原因小的原因 ()()22.110DD光学仪器的分辨光学仪器的分辨率率(A)微波微波更易被大气中的尘埃散射更易被大气中的尘埃散射;(B)微波更易被大气吸收；微波更易被大气吸收；(C)微波波长比微波波长比可见光波可见光波长短；长短；(D)微波波长比可见光波长长微波波长比可见光波长长第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 4.老鹰眼睛的瞳孔直径约为老鹰眼睛的瞳孔直径约为6mm,最多飞翔的最多飞翔的高度为高度为 m时时,可看清地面上身长为可看清地面上身长为5cm的小鼠的小鼠?设光在空气中的波长为设光在空气中的波

9、长为600nm.rad43901022.11061060022.122.1D400mm 242010098.41022.1105lH“看清看清”是指小鼠的头和尾（两点）可以分辨是指小鼠的头和尾（两点）可以分辨400第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七222)12(sinkkb25sinb3021arcsin25arcsinb30第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 5.在单缝衍射实验中在单缝衍射实验中,波长为波长为 的单色光垂直的单色光垂直入射在宽度为入射在宽度为 的单缝上的单缝上,对应于衍射角对应于衍射角 的方向上的方向上,若单缝处波面

10、恰好可分成若单缝处波面恰好可分成 5 个半波带个半波带,则衍射角则衍射角 .5m1暗3391047.10.1104.0105891fbkx解解 (1)暗纹公式暗纹公式(2)明纹公式明纹公式fxbbkbtan2)12(sinm2明3391068.30.1104.02105895212fbkx）（fxbbkbtansin第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 6.一单缝的宽度一单缝的宽度 ,以波长以波长 的的单色光垂直照射单色光垂直照射,设透镜的焦距设透镜的焦距 .求求(1)第一级第一级暗纹距中心的距离暗纹距中心的距离;(2)第二级明纹距中心的距离第二级明纹距中心的距离.

11、nm589mmb40.0mf0.1 1.一束自然光从空气入射到某介质表面上，当折一束自然光从空气入射到某介质表面上，当折射角为射角为30时时,反射光是反射光是完全偏振光完全偏振光,则此介质的折射则此介质的折射率为率为 ()()Do06009i3tan60o2n2120tannnni2132322(A)(B)(C)(D)第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八0i0in1n2kbbsin)(解解 (1)由光栅方程由光栅方程nm6.126530sin8.6321sin)(kbb(2)nm6.1265)(,2已知：bbk16.12658.6322sin2bbk22第十四章第十

12、四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 7.用氦氖激光器发射用氦氖激光器发射 的红光的红光,垂直垂直入射到一平面透射光栅上入射到一平面透射光栅上,测得第一级主明纹出现测得第一级主明纹出现在在 30的方向上的方向上.求求(1)光栅常数光栅常数;(2)第二级主明纹的第二级主明纹的衍射角衍射角.nm8.632 2.光强为光强为I0的一束自然光的一束自然光,连续通过三个偏振片连续通过三个偏振片之后之后,透出的光强为透出的光强为I,其中其中P1与与P3的偏振化方向的偏振化方向正交正交,而而P2与与P1和和P3的偏振化方向均为的偏振化方向均为45,则光强则光强 为为 845cos2040II

13、I0II20I45cos220II01P2P3P45cos45cos2220I211618141(A)(B)(C)(D)()()第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八C 3.要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过过90角角,至少需要让这束光通过至少需要让这束光通过 块理想偏振块理想偏振片片,在此情况下在此情况下,透射光强最大是原来的透射光强最大是原来的_倍倍.两个两个41 4.一束光垂直入射在偏振片一束光垂直入射在偏振片 P 上上,以入射光线为以入射光线为轴转动轴转动 P,观察通过观察通过 P 的光强的变化过程，若入射的光强

14、的变化过程，若入射光是光是 光光,则将看到则将看到光强不变光强不变；若入射光；若入射光是是 光光 则将看到光强则将看到光强明暗交替变化明暗交替变化 有时出有时出现全暗现全暗；若入射光是；若入射光是 光，则将看到光强光，则将看到光强明暗交替变化明暗交替变化,但不出现全暗但不出现全暗.自然自然线偏振线偏振部分偏振部分偏振 第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八 5.测得一池静水的表面反射出来的太阳光是线测得一池静水的表面反射出来的太阳光是线偏振光偏振光,求此时太阳处在地平线的多大仰角处求此时太阳处在地平线的多大仰角处(水的水的折射率为折射率为1.33)解解 根据布儒斯特定

15、律根据布儒斯特定律2120tannnni153arctan1.330.i9.36900i第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八0in1n2 6.一束光是自然光一束光是自然光I0 与线偏振光与线偏振光I1 的混合的混合,当它当它通过一偏振片时通过一偏振片时,则透射光的强度取决于偏振片的取则透射光的强度取决于偏振片的取向向,其强度可以变化其强度可以变化5倍倍,求入射光中两种光的强度各求入射光中两种光的强度各占入射光强度的比例占入射光强度的比例.解解 根据马吕斯定律根据马吕斯定律210cos21III012II 152121minmax0min10maxIIIIIII3231011010IIIIII第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八