chapter-12习题课教学内容.ppt

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1、§12-1光源单色光相干光§12-2双缝干涉§12-3光程与光程差§12-4薄膜干涉§12-6光的衍射现象惠更斯–菲涅耳原理§12-7单缝的夫琅禾费衍射第十二章光学§12-8圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨本领§12-9光栅衍射§12-11自然光和偏振光§12-12起偏和检偏马吕斯定律§12-13反射和折射时光的偏振亮纹暗纹一、杨氏双缝实验三、单缝夫琅禾费衍射中央明纹(中心)暗纹衍射角λΔxI0x1x2衍射屏透镜观测屏Δx0f11级暗纹的衍射角中央明纹半角宽度1级暗纹的位置中央明纹半宽度衍射角光栅衍射---单缝衍射及多缝干涉的总效果，N个缝干涉受到单缝衍射的调制。

2、四、光栅衍射0I单-2-112I048-4-8单缝衍射轮廓线光栅衍射光强曲线N越大，条纹越细12-1在双缝干涉实验中，两缝的间距为0.6mm，照亮狭缝S的光杠杆汞弧灯加上绿色滤光片，在2.5m远处的屏幕上出现干涉条纹，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm。试计算入射光的波长。返回结束解：由杨氏双缝干涉条件DxdΔl=DxdΔl==0.60×2.272500=5.45×10-4(mm)=5450(Å)返回结束12-2在双缝干涉实验装置中，屏幕到双缝的距高D远大于双缝之间的距离d，对于钠黄光(l=589.3nm)，产生的干涉条纹，相邻两明纹的角距离(即相邻两明纹对双

3、缝处的张角)为0.200。(1)对于什么波长的光，这个双线装置所得相邻两条纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大10%?(2)假想将此整个装置没入水中(水的折射率n=1·33)，用钠黄光照射时，相邻两明条纹的角距离有多大?返回结束解：dlsinj0==684.2×10-4(nm)l1dsinj=ll1sinj0sinj==l2lnsin5894×sin0.200.220==sinj0sinjn=sin0.201.33j=0.150=j00.20j=0.220(1)对于钠光对于l1光(2)放入水中后返回结束12-3用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上，

4、这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上，如果入射光波长为l=550nm。试问此云母片的厚度为多少?返回结束解：设云母片的厚度为e=6.6×10-6(m)=0r2r1nee7l=()+r2r11()n7l=e=7×5.5×10-71.5811()n7l=e无云母片时放置云母片后联立两式返回结束12-4一射电望远镜的天线设在湖岸上，距湖面高度为h对岸地平线上方有一恒星刚在升起，恒星发出波长为l的电磁波。试求当天线测得第一级干涉极大时恒星所在的角位置q(提示:作为洛埃镜干涉分析)qh返回结束解：qacosl2ld2=+=a22sinq=a2lhsinq=a4

5、»qsinq=hlqh2qa返回结束12-5一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上，所用单色光的波长可以连续变化，观察到500nm与700nm这两个波长的光在反射中消失，油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50。试求油膜的厚度。返回结束解：解：由暗纹条件(2k+1)nel2l+k122=()==637(nm)=12k1()+()+k12l112l22k=()+l1l2l2l1500+700=2(700-200)l1=500nm设为第k级干涉极小l2=700nm为第(k-1)级干涉极小返回结束12-6白光垂直照射到空气中一厚度为380nm的

6、肥皂水膜上，试问水膜表面呈现什么颜色？(肥皂水的折射率看作1.33)。返回结束解：水膜正面反射干涉加强k=2kl2l+ne2=2k-1l2ne4=2k-1l3ne4=k=3==674(nm)4×1.33×3802×2-1红==404(nm)4×1.33×3802×3-1紫所以水膜呈现紫红色返回k=1远红外k=4远紫外12-9使用单色光来观察牛顿环，测得某一明环的直径为3.00mm，在它外面第五个明环的直径为4.60mm，所用平凸透镜的曲率半径为1.03m，求此单色光的波长。返回结束解：第k级明环半径22=rk2k-1Rl=rk+52(k+5)-122Rl2=2k+9

7、Rl=5Rl2rkrk+52l=2rkrk+525R×()()+dkdk+5dkdk+55R4=()()+rkrk+5rkrk+55R==(4.60+3.00)(4.60-3.00)4×5×1030=5.19×10-4(mm)=590(nm)返回结束12-10一柱面平凹透镜A，曲率半径为R放在平玻璃片B上，如图所示。现用波长为l的单色平行光自上方垂直往下照射，观察A和B间空气薄膜的反射光的干涉条纹，如空气膜的最大厚度d=2l，(1)分析干涉条纹的特点(形状、分布、级次高低)，作图表示明条纹；(2)求明条纹距中心线的距离；(3)共能看到多少条明条纹；(4)若将玻璃