光学习题课72500公开课一等奖课件省课获奖课件

一、光程差与相位差二、干涉条纹明暗条件用光程差表达为：三、杨氏双缝干涉明纹条件明纹位置：k=0，1，2，...暗纹条件暗纹位置：k=0，1，2，...波动光学习题课第1页四.薄膜干涉1.等厚干涉：同一级干涉条纹对应薄膜厚度相等。等厚条纹形态与薄膜等厚线走向一致。2.劈尖干涉：等间距直干涉条纹。中心位置：明条纹：暗条纹：3.牛顿环：明环半径：暗环半径：4.等倾干涉：薄膜厚度均匀。同一级条纹对应入射线倾角相同。同心圆环状干涉条纹。第2页六、单缝衍射半波带法明条纹条件：暗条纹条件：七、小孔衍射1.爱里斑半角宽度2.光学仪器最小辨别角五、迈克尔逊干涉仪：第3页八、光栅衍射1.平行光照射光栅时，在黑暗背景上展现出窄细明亮谱线。2.光栅方程：(1)垂直入射时，有：(2)斜入射时，有：3.谱线强度受单缝衍射调制，出现缺级时满足：4.最高级次满足：第4页强度为I0自然光入射于抱负偏振片产生线偏振光强度为：十、五种偏振状态：自然光、线偏振光、部份偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光十一、马吕斯定律十二、布儒斯特定律十三、双折射现象

O光e光九、X射线衍射：第5页一、填空题1.如图所示，双缝干涉试验中用两个厚度均为e，折射率为n1和n2透明介质膜覆盖（n1﹥n2），波长λ平行光斜入射到双缝上，入射角为θ，双缝间距为d，在屏幕中央O处

解：加介质片后O点光程差若则也可写成：第6页3.用波长为

单色光垂直照射折射率为n2劈尖膜（如图）图中各部分折射率关系是n1<n2<n3。观测反射光干涉条纹，从劈尖顶向右数第5条暗条纹中心所对应厚度e=

。9

/(4n2)2.在双缝干涉试验中，所用光波长

双缝与屏距离为D=300mm双缝间距d=0.134mm，则中央明纹两侧两个第三级明纹之间距离为

。6D

/(nd)第7页4.光强均为I０两束相干光发生干涉时在相遇区域也许出现最大光强是

。5.迈克耳逊干涉仪可动反射镜Ｍ移动了0.620mm过程，观测到条纹移动了2300条，则所用光波长为________埃。

6.在迈克尔逊干涉仪可动反射镜平移一微小距离过程中，观测到干涉条纹正好移动1848条，所用单色光波长为5416埃，由此可知反射镜平移距离等于________mm。4I053910.50043第8页8.在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为

单色光垂直入射到缝宽为a=

单缝上，对应于衍射角为30度方向，单缝处波面可提成半波带数目为＿＿＿。7.在单缝夫琅和费衍射示意图中所画各条正入射光线间距相等，那么光线1和3在屏上P点相遇时相位差为_______，P点应为_______点。P点为暗点故：2

暗1个第9页9.波长为

单色光垂直投射于缝宽为a，总缝数为N，光栅常数为d光栅上，光栅方程为_________。

10.在光学各向异性晶体内部有一确定方向，沿这一方向寻常光O光和非常光e光______等，这一方向称为晶体光轴，只有一种光轴方向晶体称为______晶体。单轴11.一自然光通过两个偏振片，若两片偏振化方向间夹角由A转到B，则转前和转后透射光强之比为____________。速度cos2A/cos2B第10页二、选择题

1.如图所示单缝夫琅和费衍射试验中，把单缝垂直透镜光轴稍微向上平移时，屏上衍射图样将A.向上平移动。B.向下平移动。C.不动。D.条纹间距变大。2.单缝夫琅和费衍射试验中，若减小缝宽，其他条件不变则中央明纹A.宽度变小。 B.宽度变大。C.宽度不变，且中心强度不变。D.宽度不变，但中心强度变小。中央明纹宽度第11页3.真空中波长为

单色光，在折射率为n均匀透明介质中，从A沿某一途径传输到B点，途径长度为l。A，B两点光振动相位差记为△

。则：A.B.C.D.第12页4.如图所示平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下表面反射两束光发生干涉，若薄膜厚度为e，并且n1<n2>n3，

1为入射光在折射率为n1媒质波长，则两束光在相遇点相位差为______。5.一束光是自然光和线偏振光混和，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强最大值是最小值5倍，那么入射光中自然光与线偏振光比值是＿＿.A.1/2B.1/5C.1/3D.2/3第13页6.一束波长为

单色光由空气入射到折射率为n透明介质上，要使反射光得到干涉加强，则膜最小厚度为:7.一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图），设以布儒斯特角i0入射，则在界面2上反射光：是自然光。B.是部分偏振光。C.是完全偏振光且光矢量振动方向垂直于入射面。D.是完全偏振光且光矢量振动方向平行于入射面。第14页8.如图所示，用波长为

单色光照射双缝干射试验装置，若将一折射率为n劈尖角为A透明劈尖插入光线2中，则当劈尖迟缓地向上移动时（只遮住S2），屏上干涉条纹：A.间隔变大，向下移动B.间隔变小，向上移动C.间隔不变，向下移动D.间隔不变，向上移动

9.在迈克尔逊干涉仪一支光路中，放入一片折射率为n透明介质薄膜后，测出两束光光程差变化量为一种波长λ，则薄膜厚度为：第15页1.在双缝干涉试验中，波长

=5500A°单色平行光垂直照射到缝间距为a=2×10-4m双缝上，屏到双缝距离D=2m。求：(1)中央明纹两侧两条10级明纹中心距离；(2)以厚度为e=6.6×10-5m，折射率为n=1.58玻璃片覆盖后，零级明纹将移到本来第几级位置。三、计算题解：(1)

双缝干涉明纹条件故：(2)覆盖玻璃后零级条纹应满足：不盖玻璃时此处为k级满足：第16页第17页解：(1)角距离：(2)假如浸入水中，则有：2.在双缝干涉试验中，D>>d，对于钠黄光λ=5893埃，产生干涉条纹相邻两明纹角距离（相邻两明纹对双缝中心处张角）为0.20度。(1)对什么波长光，此装置所得相邻两明纹角距离比钠光大10%。(2)假如浸入水中（n=1.33），相邻两明纹角距离为多大？第18页3.折射率为1.60两块标准玻璃板之间形成一种劈尖(

很小)，

=600nm（1nm=10-9m），产生等厚干涉条纹，在劈尖内充满n=1.40液体时相邻明纹间距比劈尖内是空气时间距小△l=0.5mm，求

=?解：由题意知：因而：第19页解：光栅常数为：第二级谱线中：故：

4.波长范围在450—650nm之间复色平行光垂直照射在每厘米有5000条刻线光栅上，屏幕放在透镜焦平面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围宽度为35.1cm，求透镜焦距f。第20页5.用白光照射每毫米50条刻痕光栅，在距光栅2m屏幕上观测到各色光谱，设可见光上限波长

R

=7800A°，下限波长

V

=4000A°，试计算屏幕上第一级光谱宽度。解：由光栅方程：可得：第21页6.用波长为

=600nm（1nm=10-9m）光垂直照射由两块平行玻璃板组成空气劈尖薄膜，劈尖角度

=2×10-4rad，变化劈尖角，相邻两明纹间距缩小了△l=1.0mm，求劈尖角变化量。解：变化之前变化后：由上两式，得：第22页7.波长

=6000A°单色光垂直照射到一光栅上，测得第二级主极大衍射角为30°，且第三级缺级。(1)光栅常数(a+b)等于多少?(2)透光缝也许最小宽度等于多少?解：(1)由光栅方程，得：(2)第三级缺级：由于第三级缺级，对应于最小也许a，

'应是单缝衍射第一级暗纹，故：两式比较：第23页8.以氦放电管发出光垂直照射到某光栅上，测得波长

1

=0.668m谱线衍射角为

=20°，假如在同样

角处出现波长

2

=0.447m更高级次谱线，那么光栅常数最小是多少？解：由光栅方程：将：约为整数比：取最小值：对应光栅常数：第24页9.以氦放电管发出光垂直照射在某光栅上，在衍射角

=41°方向上看到

1

=6562A°和

2

=4101A°光谱线相重合，求光栅常数最小是多少？解：由光栅方程：故：取：故：第25页10.如图安排三种透光媒质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其折射率分别为：n1=1.33，n2=1.50，n1=1.00两个交界面互相平行，一束自然光自媒质Ⅰ中入射到Ⅰ与Ⅱ交界处，若反射光为线偏振光。(1)求入射角i；(2)媒质Ⅱ、Ⅲ界面上反射光是否为偏振