大學(xué)物理 光學(xué)習(xí)題課

1、光的干涉習(xí)題課光的干涉習(xí)題課光光 的的 干干 涉涉光的干涉的基本圖像和原理：兩列相干波的干涉光的干涉的基本圖像和原理：兩列相干波的干涉分振幅法分振幅法1. 1. 光源的相干條件：光源的相干條件：(1)頻率相同頻率相同 (2)振動(dòng)方向相同振動(dòng)方向相同(3) 具有固定的位相差具有固定的位相差相干光相干光的獲得的獲得：將光源上一發(fā)光將光源上一發(fā)光點(diǎn)的光分成兩束點(diǎn)的光分成兩束分波陣面法分波陣面法雙縫干涉雙縫干涉薄膜干涉薄膜干涉2.光程與光程差光程與光程差 iirn光程ctrvcnr 光程的物理意義光程的物理意義光程差光程差 =(n2r2-n1r1)=2干涉條紋明暗條件由光程差確定干涉條紋明暗條件由光程

2、差確定干涉減弱干涉加強(qiáng)2, 1 , 02)12(2, 1 , 0kkkk雙縫干涉、薄膜干涉、劈尖、牛頓環(huán)雙縫干涉、薄膜干涉、劈尖、牛頓環(huán)1、掌握干涉裝置組成、掌握干涉裝置組成2、分清相干光束（光路）、分清相干光束（光路）3、掌握楊氏雙縫、薄膜、劈尖和牛頓環(huán)干涉條件、掌握楊氏雙縫、薄膜、劈尖和牛頓環(huán)干涉條件4、掌握各裝置干涉圖樣的特點(diǎn)（條紋寬度、主極大極小的坐標(biāo)、掌握各裝置干涉圖樣的特點(diǎn)（條紋寬度、主極大極小的坐標(biāo)、膜的厚度及其影響因素）膜的厚度及其影響因素）3.分波陣面法得到的相干光實(shí)驗(yàn)分波陣面法得到的相干光實(shí)驗(yàn)(1)楊氏雙縫楊氏雙縫: 現(xiàn)象現(xiàn)象:亮度相同亮度相同,等間距等間距,對(duì)稱對(duì)稱分布的

3、明暗相間的直條紋分布的明暗相間的直條紋S1S2SDxd1r2rpo明暗條紋位置明暗條紋位置dDkxk.2 . 1 . 0k2) 12(dDkxk明紋明紋暗紋暗紋ndDdDxxxnkk1條紋間距條紋間距(2)(2) 洛埃鏡實(shí)驗(yàn)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì):雙縫干涉雙縫干涉注意注意:是否加半波損失是否加半波損失4.分振幅法得到的相干光實(shí)驗(yàn)分振幅法得到的相干光實(shí)驗(yàn)反射光程差反射光程差：)2(sin222122innd(1)(1)薄膜干涉薄膜干涉ABCD3n1n2ndia1a2a注意注意n1n3(或或n1 n2, n2 n2n3(或或n1 n2 n3) 不存在不存在傾角相同的各點(diǎn)匯于同一條紋傾角相同的各點(diǎn)匯于同

4、一條紋-等傾干涉等傾干涉(2)增反膜增反膜,增透膜增透膜:研究?jī)煞瓷涔獾母缮嫜芯績(jī)煞瓷涔獾母缮嬖鐾改ぴ鐾改?反射光干涉相消反射光干涉相消增反膜增反膜-反射光干涉相長(zhǎng)反射光干涉相長(zhǎng)kdn)2(22.3,2, 12)12()2(22kkdn(3)等厚干涉等厚干涉)2(sin222122innd 劈尖劈尖題目類型題目類型:d di相同，光程差由相同，光程差由d決定決定劈尖干涉劈尖干涉牛頓環(huán)牛頓環(huán)條紋形狀條紋形狀直條紋直條紋同心圓同心圓條紋間距條紋間距等間距等間距 內(nèi)疏外密內(nèi)疏外密條紋公式條紋公式3 , 2 , 12) 12(2knRkr2 , 1 , 0/2knkRr零級(jí)條紋零級(jí)條紋暗條紋，直線暗條

5、紋，直線暗斑暗斑22nb 22ndP53一選擇題和填空題一選擇題和填空題3光強(qiáng)均為光強(qiáng)均為I0的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)的兩束相干光相遇而發(fā)生干涉時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是有可能出現(xiàn)的最大光強(qiáng)是_4_ I0 _2AI 計(jì)算題：計(jì)算題：2如圖所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若，求如圖所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若，求P點(diǎn)點(diǎn)的強(qiáng)度的強(qiáng)度I與干涉加強(qiáng)時(shí)最大強(qiáng)度與干涉加強(qiáng)時(shí)最大強(qiáng)度Imax的比值的比值S1S2P P r1 r2cos2212221AAAAA12122rr 所以所以S2到到P點(diǎn)的光束比點(diǎn)的光束比S1到到P點(diǎn)的光束相位落后點(diǎn)的光束相位落后 2max4AI3112 r

6、r3232212rr222232cos2AAAA2. 解：設(shè)解：設(shè)S1、S2分別在分別在P點(diǎn)引起振動(dòng)的振幅為點(diǎn)引起振動(dòng)的振幅為A，干涉加強(qiáng)時(shí)，合，干涉加強(qiáng)時(shí)，合振幅為振幅為2A，所以，所以 因?yàn)橐驗(yàn)?P點(diǎn)合振動(dòng)振幅的平方為：點(diǎn)合振動(dòng)振幅的平方為： IA2 I / Imax = A2 / 4A2 =1 / 4P54一、一、7折射率分別為折射率分別為n1和和n2的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長(zhǎng)為用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射如果將該劈尖裝置浸入折射率的單色光垂直照射如果將該劈尖裝置浸入折射率為為n的透明液體中，且的透明液體中，且n2nn1，則劈尖厚度為，則劈尖厚度為e的地

7、方兩的地方兩反射光的反射光的光程差的改變量光程差的改變量是是_220 e2)1(2nene2P54一、一、1在真空中波長(zhǎng)為在真空中波長(zhǎng)為的單色光，在折射率為的單色光，在折射率為n n的透明介的透明介質(zhì)中從質(zhì)中從A A傳到傳到B B，若，若A,BA,B兩點(diǎn)的相位差為兩點(diǎn)的相位差為3 3，則路徑，則路徑ABAB的光程的光程為：為：3223P55一一9波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為l的平行單色光垂直照射到如圖所示的透明薄膜上，的平行單色光垂直照射到如圖所示的透明薄膜上，膜厚為膜厚為e，折射率為，折射率為n，透明薄膜放在折射率為，透明薄膜放在折射率為n1的媒質(zhì)中，的媒質(zhì)中，n1n，則上下兩表面反射的兩束反射光在相遇處的，則上下兩表面反射的兩束反射光在相遇處的相位差相位差_nene4,222n1nn1 e 2. 用白光垂直照射置于空氣中的厚度為用白光垂直照射置于空氣中的厚度為0.50 mm的玻的玻璃片玻璃片的折射率為璃片玻璃片的折射率為1.50在可見(jiàn)光范圍內(nèi)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(400 nm 760 nm)哪些波長(zhǎng)的反射光有最大限度的增強(qiáng)？哪些波長(zhǎng)的反射光有最大限度的增強(qiáng)？有的錯(cuò)寫成一個(gè)范圍有的錯(cuò)寫成一個(gè)范圍總結(jié)：研究干涉基本思路總結(jié)：研究干涉基本思路 從兩