2012波动光学测试题答案3.ppt

1.在在杨杨氏双氏双缝实验缝实验中，若使双中，若使双缝间缝间距减小，屏上呈距减小，屏上呈现现的的干涉条干涉条纹间纹间距将距将变变 ，若使双，若使双缝缝到屏的距离减少，屏到屏的距离减少，屏上的干涉条上的干涉条纹纹将将变变 。（C ）(A)宽宽，宽宽 (B)窄，窄窄，窄 (C)宽宽，窄，窄 (D)窄，窄，宽宽条条纹间纹间距公式：距公式：波动光学测验题单缝衍射的暗纹条件单缝衍射的暗纹条件2k个半波带个半波带此题中，此题中，k=1通过第一个偏振片，透射光的光强通过第一个偏振片，透射光的光强通过第二个偏振片，透射光的光强，由马吕斯定律可得，通过第二个偏振片，透射光的光强，由马吕斯定律可得，（C ）双缝干涉相邻明条纹的距离公式双缝干涉相邻明条纹的距离公式由题意由题意真空中真空中P为第为第3级明纹，有光程差级明纹，有光程差整个装置放于某透明液体中，整个装置放于某透明液体中，P为第为第4级明纹级明纹光程差变为光程差变为单缝夫琅禾费衍射中央明条纹的宽度单缝夫琅禾费衍射中央明条纹的宽度x0 时，时，上、下两表面反射的两束反射光在相遇处的光程差上、下两表面反射的两束反射光在相遇处的光程差 相相邻邻明明纹纹（或或暗暗纹纹）所所对应的薄膜厚度之差：对应的薄膜厚度之差：e=ek+1-ek=/2n 第二条明纹与第五条明纹对应的薄膜厚度之差为上述值的第二条明纹与第五条明纹对应的薄膜厚度之差为上述值的3倍。倍。在在迈迈克克耳耳逊逊干干涉涉仪仪上上发发生生等等厚厚干干涉涉时时，若若M2平平移移d 引引起起干干涉涉条条纹纹移移过过n 条，则有：条，则有：反射光反射光为线为线偏振光偏振光,说说明光是以布儒斯特角入射到介明光是以布儒斯特角入射到介质质表面。表面。当入射角为布儒斯特角时，当入射角为布儒斯特角时，反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直.例例题题：如如图图所所示示，在在双双缝缝实实验验中中入入射射光光的的波波长长为为550nm，双双缝缝间间距距为为d=2.010-4m，屏屏到到双双缝缝的的距距离离D=2m,试试求求：1）中央明纹两侧的两条第中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的距离。级明纹中心的距离。2）用用一一厚厚度度为为 e=2.85x x10-4 m的的透透明明薄薄片片盖盖住住S1缝缝，发发现现中央明纹移动中央明纹移动3个条纹个条纹，向上移至，向上移至O求透明薄片的折射率。求透明薄片的折射率。解：解：1 1）两条第）两条第1010级明纹中心的距离是级明纹中心的距离是2020个条纹间距。个条纹间距。2)2)加透明薄片后加透明薄片后，光路光路的光程为的光程为 光路光路的光程为的光程为r2 。O点是点是中央明条纹中央明条纹的位置，其的位置，其光程差为零光程差为零，所以有，所以有:光程差为光程差为 O点是点是中央明条纹中央明条纹的位置，其的位置，其光程差为零光程差为零，所以有，所以有:即即 在不加透明薄片时在不加透明薄片时，出现明条纹的条件为，出现明条纹的条件为:依题意，依题意，k=3，于是：，于是：例例题题9.5.1：已已知知单单缝缝的的宽宽度度为为a=0.6 mm，透透镜镜焦焦距距 f=40cm，光光线线垂垂直直入入射射缝缝上上，在在屏屏上上x=1.4 mm 处处看看到到明明纹纹极极大。求：（大。求：（1）入射光的波长及衍射级数；）入射光的波长及衍射级数；（2）缝宽所能分成的半波带数。）缝宽所能分成的半波带数。解：解：衍射角很小，有衍射角很小，有由单缝明纹条件：由单缝明纹条件：可得：可得：讨论：因为可见光在讨论：因为可见光在400nm 760nm范围内，当范围内，当 k=1 时时=1400nm 红外光红外光 (不可见光，舍去不可见光，舍去)k=2 时时 =840nm 红外光红外光 (不可见光，舍去不可见光，舍去)k=3 时时 =600nm 符合题意符合题意 k=4 时时 =467nm 符合题意符合题意 k=5 时时 =382nm 紫外光紫外光 (不可见光，舍去不可见光，舍去)单缝波面在入射光波长为单缝波面在入射光波长为600nm600nm时，可以分割成时，可以分割成7 7个半波带个半波带(2)单缝波面在入射光波长为单缝波面在入射光波长为467nm467nm时，可以分割成时，可以分割成9 9个半波带个半波带