物理光学第3章习题解答.pptx

第第1页页/共共21页页4.波长波长 的平行光正入射在直径的平行光正入射在直径 的圆孔上，与孔相距的圆孔上，与孔相距 处放一处放一屏幕。问：屏幕。问：（1）屏幕上正对圆孔中心的）屏幕上正对圆孔中心的P点是亮点还是暗点？点是亮点还是暗点？（2）要使）要使P点变成与（点变成与（1）相反的情况，至少要把屏幕向前（同时求出向后）移动）相反的情况，至少要把屏幕向前（同时求出向后）移动多少距离？多少距离？【解解】第第2页页/共共21页页第第3页页/共共21页页9.波长为波长为 的平行光垂直照射在宽度为的平行光垂直照射在宽度为 0.025mm的单缝上，以焦的单缝上，以焦距为距为 50cm的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察，求：的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察，求：（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；（3）第一亮纹和第二亮纹相对于中央亮纹的强度。）第一亮纹和第二亮纹相对于中央亮纹的强度。【解解】第第4页页/共共21页页第第5页页/共共21页页第第6页页/共共21页页13.利用第三节的结果导出外径和内径分别为利用第三节的结果导出外径和内径分别为a和和b的圆环（见教材图的圆环（见教材图13-61）的夫琅）的夫琅和费衍射强度公式，并求出当和费衍射强度公式，并求出当b=a/2时，时，（1）圆环衍射与半径为）圆环衍射与半径为a的圆孔衍射图样的中心强度之比；的圆孔衍射图样的中心强度之比；（2）圆环衍射图样第一个暗环的角半径（超越方程）圆环衍射图样第一个暗环的角半径（超越方程 解为解为 ）。）。【解解】第第7页页/共共21页页第第8页页/共共21页页第第9页页/共共21页页18.一台显微镜的数值孔径为一台显微镜的数值孔径为0.85，问：，问：（1）它用于波长）它用于波长 时的最小分辨距离是多少？时的最小分辨距离是多少？（2）若利用油浸物镜使数值孔径增大到）若利用油浸物镜使数值孔径增大到1.45，分辨率提高了多少倍？，分辨率提高了多少倍？（3）显微镜的放大率应设计成多大？（设人眼的最小分辨率为）显微镜的放大率应设计成多大？（设人眼的最小分辨率为 ）【解解】第第10页页/共共21页页第第11页页/共共21页页21.一块光栅的宽度为一块光栅的宽度为10cm，每毫米内有，每毫米内有500条缝，光栅后面放置的透镜的焦距为条缝，光栅后面放置的透镜的焦距为500mm。问：。问：（1）它产生的波长）它产生的波长 的单色光的的单色光的1级和级和2级谱线的半宽度是多少？级谱线的半宽度是多少？（2）若入射光是波长为）若入射光是波长为 632.8nm及和此波长相差及和此波长相差0.5nm的两种单色光，它们的的两种单色光，它们的1级级和和2级谱线的距离是多少？级谱线的距离是多少？【解解】第第12页页/共共21页页第第13页页/共共21页页第第14页页/共共21页页22.设计一块光栅，要求设计一块光栅，要求（1）是波长）是波长 的第的第2级谱线的衍射角级谱线的衍射角 ；（2）色散尽可能大；）色散尽可能大；（3）第）第3级谱线缺级；级谱线缺级；（4）在波长）在波长 的第的第2级谱线处能分辨级谱线处能分辨0.02nm的波长差。在选定光栅的的波长差。在选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只可能看到波长参数后，问在透镜的焦面上只可能看到波长600nm的几条谱线？的几条谱线？【解解】第第15页页/共共21页页第第16页页/共共21页页25.有一多缝衍射屏如教材图13-64所示，缝数为2N，缝宽为a,缝间不透明部分的宽度依次为a和3a。试求正入射情况下，这 一衍射的夫琅和费衍射强度分布公式。【解】第第17页页/共共21页页第第18页页/共共21页页26.一块闪耀光栅宽260mm，每毫米有300个刻槽，闪耀角为 。（1）求光束垂直于槽面入射时，对于波长 的光的分辨本领；（2）光栅的自由光谱范围有多大？（3）试同空气间隔为1cm、精细度为25的法布里珀罗标准具的分辨本领和自由光谱范围作一比较。【解】第第19页页/共共21页页第第20页页/共共21页页2023/4/20感谢观看！感谢观看！第第21页页/共共21页页