光学习题课-田浩VIP免费

1、光波的相干条件：频率，振动方向，相位差获得方法：分波前，分振幅3、空间相干性和时间相干性空间相干性（光源宽度的影响）时间相干性（光源单色性的影响）4、干涉应用等厚干涉等倾干涉薄膜干涉：202cosen光的干涉双缝干涉：DxdbdR2mmkc2、光的干涉加强和减弱的光程差条件,k明纹暗纹(21),2k0,1,2,k注意洛埃镜的反射光半波损劈尖干涉牛顿环干涉增反（透）膜及迈克耳逊干涉仪干涉问题的分类：习题选讲1、双缝干涉问题；2、等厚干涉（包括劈尖、牛顿环等）问题；3、干涉问题的应用，如增透（反）膜、迈克耳逊干涉仪等；例题1、洛埃镜实验装置中，光源S到观察屏的距离为1.5m，到洛埃镜面的垂直距离为2mm。洛埃镜的长度为40cm，置于光源和屏之间的中央。（1）若光波波长为500nm，问条纹间距是多少？（2）确定屏上可以看见条纹区域的大小，此区域共有几条条纹？2mm0.4m1.5m1P2P0PSSOAA61500500100.19mm22Dxd0100.750.2,0.750.2PPAPOSOA011.16mmPP0200.750.2,0.750.2PPAPOSOA023.45mmPP1202012.29mmPPPPPP122.29120.19PPNx（1）（2）解：例题2、波长为的平面单色光以角斜入射到缝间距为d的双缝上，若双缝到屏的距离为D（>>d）,如下图。试求：（1）各级明纹的位置；（2）条纹的间距；（3）若使零级明纹移至屏幕O点处，则应在缝S2处放置一厚度为多少的折射率n的透明介质薄片。S1S2PODAB解：(1)P点处的光程差为：K级明纹条件：tansinkxDD(sin)kDd（2）条纹的距离为：1kkDxxxd（3）设在缝S2处放了厚度为t，折射率为n的透明介质薄片后，则在点处两光线的光程差为：'[sin(1)]sindntd若使零级条纹回到屏幕中心的O点，则有，因而折射率为n的透明介质薄片的厚度为sin1dtnS1S2POD(1)sin0ntd0,'0于是，例题3、一油滴(n=1.20)浮在水(n=1.33)面上,用白光垂直照射，如图所示。试求：（1）油滴外围最薄的区域对应与亮区还是暗区？（2）从油滴边缘数起第3个蓝色区域(480nm)的油层约有多厚？（3）为什么随着油层变厚而彩色逐渐消失。油水（2）蓝色的波长为480nm第3个蓝区对应的油层厚度为解：（1）在两个分界面上反射光都有半波损失，因此明纹：2nd=k,k=0,1,2,…..暗纹：2nd=(k+1/2),k=0,1,2,…..最薄处d=0,因此对应的区域为亮区。9948010360010600221.20dknmn(3)因为油膜厚到一定程度后，其上下表面反射光的光程差接近或大于光的相干长度，因而干涉条纹消失，彩色消失。例题4、一个折射率为n1=1.5的平凸透镜，其球面半径为R放在折射率为n2=n1，n3=1.75的两种矩形平板玻璃上，如图所示。设用波长为的单色光正入射。试求：（1）在透镜和平板玻璃间为空气时，第k级牛顿环明纹的半径；（2）在透镜和平板玻璃间充满n=1.6的透明液体时，牛顿环如何？解：（1）如图所示。设第k级牛顿环的半径为rk,则该处空气膜厚度Rrdk22该处光程差为2222krdR对亮条纹有k21,()(1,2,...)22kkrkrkRkR条纹是同心圆环，中心处为暗条纹。Rn1n2n3drO（2）当在透镜和平板玻璃间充满n=1.6的透明液体时，在半径为r处有22rdR右侧光程差：212nrndR左侧：22222nrndR若均为明纹，211,nrkR222,2nrkR21()/2rkRn左右两边同一级明纹半径不等，右边的接触点为明纹，而左边为暗纹，形成一错开的半圆型图像。1/rkRnRn1n2n3drO例题5、钠光灯发射的黄线包含两条相近的谱线，平均波长为。在钠光下调节迈克尔逊干涉仪，人们发现干涉场的反衬度随镜面移动而周期性地变化。实测的结果由条纹最清晰到最模糊，视场中吞（吐）490圈条纹，求钠双线的两个波长。5893A解：对于波长为的光，1光程变化为111LN对于波长为的光，2光程变化为222LN因为由清晰变成模糊，所以和差1/2。1N2N121,2NN12,LL空气中111112NN解得112N11...