物理光学第三章课后作业解答ppt课件.ppt

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1、1(P118)平行光线以平行光线以 角通过一厚度为角通过一厚度为d、折射率为、折射率为 n 的平行平面板，其相位改变多少的平行平面板，其相位改变多少?dl解：解：2(P118)如图所示，两相干平行光夹角为如图所示，两相干平行光夹角为a，在垂直于角，在垂直于角平分线的方位上放置一观察屏，试证明屏上的干涉亮平分线的方位上放置一观察屏，试证明屏上的干涉亮条纹间的宽度为条纹间的宽度为:解：解：光束光束1光束光束2屏幕屏幕l112 2光束光束1光束光束2屏幕屏幕l112 2 3(P118)如图所示，两相干平面光波的传播方向与干涉如图所示，两相干平面光波的传播方向与干涉场法线的夹角分别为场法线的夹角分别为

2、O 和和R，试求干涉场上的干涉条，试求干涉场上的干涉条纹间距。纹间距。解：解：4(P118)在杨氏实验装置中，光源波长为在杨氏实验装置中，光源波长为0.64 m，两缝间距为两缝间距为0.4 mm，光屏离缝的距离为，光屏离缝的距离为50 cm。(1)试求光屏上第一亮条纹与中央亮条纹之间的距试求光屏上第一亮条纹与中央亮条纹之间的距 离；离；(2)若若P点离中央亮条纹为点离中央亮条纹为0.1mm，则两束光在，则两束光在P点点 的相位差是多少的相位差是多少?(3)求求P点的光强度和中央点的光强度之比。点的光强度和中央点的光强度之比。解：解：(1)(3)(2)5(P119)在杨氏实验装置中，两小孔的间距

3、为在杨氏实验装置中，两小孔的间距为0.5mm,光屏离小孔的距离为光屏离小孔的距离为50cm。当以折射率为。当以折射率为1.60的透明薄片贴住小孔的透明薄片贴住小孔 S2 时，发现屏上的条纹移动时，发现屏上的条纹移动了了1cm，试确定该薄片的厚度。，试确定该薄片的厚度。解：解：6(P119)在双缝实验中，缝间距为在双缝实验中，缝间距为0.45mm，观察屏，观察屏离缝离缝115cm，现用读数显微镜测得，现用读数显微镜测得l0个干涉条纹个干涉条纹(准确准确说是说是11个亮条或暗条个亮条或暗条)之间的距离为之间的距离为15mm，试求所用，试求所用波长。用白光实验时，干涉条纹有什么变化波长。用白光实验时

4、，干涉条纹有什么变化?解：解：相邻两亮相邻两亮(暗暗)条纹间的距离是条纹间距为条纹间的距离是条纹间距为k=0k=-1k=-2k=1k=2 8(P119)一波长为一波长为0.55m的绿光入射到间距为的绿光入射到间距为0.2mm的双缝的双缝上上，求离双缝，求离双缝2m远处的观察屏上干涉条远处的观察屏上干涉条纹的间距。若双缝间距增加到纹的间距。若双缝间距增加到2mm，条纹间距又是多，条纹间距又是多少少?解：解：(1)(2)10(P119)试求能产生红光试求能产生红光(0.7m)的二级反射的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。已知肥皂膜的折射率为干涉条纹的肥皂薄膜厚度。已知肥皂膜的折射率为1.33，且平行

5、光与法向成，且平行光与法向成300角角入射。入射。解：解：h11(P119)波长为波长为0.400.76m的可见光正入射在一块的可见光正入射在一块厚度为厚度为1.210-6 m、折射折射率为率为1.5的落玻璃片上，试问的落玻璃片上，试问从玻璃片反射的光中从玻璃片反射的光中哪哪些波长的光最强些波长的光最强?解：解：由产生亮纹的条件由产生亮纹的条件,计算得：计算得：m=6时，时，m=7时，时，m=8时，时，m=9时，时，13(P120)如图所示的尖劈形薄膜，右端厚度如图所示的尖劈形薄膜，右端厚度h=0.005 cm，折射率，折射率n1.5，波波长为长为0.707 m的光以的光以300角角入入射到上

6、表面，求在这个面上产生的条纹射到上表面，求在这个面上产生的条纹数数。若以两块。若以两块玻璃片形成的空气尖劈代替，产生多少条条纹玻璃片形成的空气尖劈代替，产生多少条条纹?解解:(1)(2)14(P120)如图所示，如图所示，平平板玻璃由两部分组成板玻璃由两部分组成(冕牌玻冕牌玻璃璃n=1.50，火石玻璃，火石玻璃n=1.75)，平平凸透镜用冕牌玻璃凸透镜用冕牌玻璃制成，其间隙充满二硫化碳制成，其间隙充满二硫化碳(n=1.62)，这时牛顿环是，这时牛顿环是何形状何形状?解：解：(1)对于右边，由于对于右边，由于1.501.50，因此入射，因此入射光小角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光光小角度入

7、射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差有半波损失的光程差有半波损失，即即(2)对于左边，由于对于左边，由于1.50 1.62 1.75，因此入射光小，因此入射光小角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差无半波损失，即无半波损失，即当当 h=0时，时，因此左边中央条纹为亮条纹。，因此左边中央条纹为亮条纹。(3)由于右边有半波损失，而左边无半波损失，因此由于右边有半波损失，而左边无半波损失，因此在同一个级次当中，左边亮环时右边暗环，左边暗环在同一个级次当中，左边亮环时右边暗环，左边暗环时右边亮环。时右边亮环。当当 h=0时，时，因此右边中央条纹

8、为暗条纹。，因此右边中央条纹为暗条纹。16(P120)在观察牛顿环时，用在观察牛顿环时，用10.5m的第的第6个亮个亮环与用环与用2的第的第7个亮环重合，求波长个亮环重合，求波长2?S解：解：因第因第 N 个亮环的干涉级次为个亮环的干涉级次为N，故可由亮环满足的光程差条故可由亮环满足的光程差条件写出件写出19(P120)在迈克尔逊干涉仪的一个在迈克尔逊干涉仪的一个壁壁中引入中引入100.0 mm长、充一个大气压空气的玻璃管，用长、充一个大气压空气的玻璃管，用0.5850m的的光照射。如果将玻璃管内逐渐抽成真空，发现有光照射。如果将玻璃管内逐渐抽成真空，发现有100条条干涉条纹移动，求空气的折射

9、率。干涉条纹移动，求空气的折射率。解：解：20(P120)在观察迈克尔逊干涉在观察迈克尔逊干涉仪仪中的等倾条纹时，已中的等倾条纹时，已知光源波长知光源波长0.59m，聚光透镜焦距为，聚光透镜焦距为0.5m，如图，如图所示。求当空气层厚度为所示。求当空气层厚度为0.5mm时，时，第5、20序条纹的序条纹的角半径、半径和干涉级。角半径、半径和干涉级。解：解：中心点的干涉级数为中心点的干涉级数为 m0由中心向外计算，第由中心向外计算，第 N 个亮环的干涉级数为个亮环的干涉级数为ml-(N-1):ml-(N-1)=1694-(5-1)=1690ml-(N-1)=1694-(20-1)=1675第第5个

10、亮环的干涉级数为个亮环的干涉级数为:第第20个亮环的干涉级数为个亮环的干涉级数为:23(P121)已知一组已知一组F-P标准具的间距为标准具的间距为1mm，10mm，60mm和和120 mm，对于，对于0.55m的入射光来说，其的入射光来说，其相应的标准具常数为多少相应的标准具常数为多少?为测量为测量0.6328m、波长、波长宽度为宽度为0.0l10-4m的激光，应选用多大间距的的激光，应选用多大间距的F-P标准标准具具?解解:(1)(2)24(P121)某光源发出波长很接近的二单色光，平均波某光源发出波长很接近的二单色光，平均波长为长为600 nm。通过间隔。通过间隔d10 mm的的F-P干涉仪观察时，干涉仪观察时，看到波长为看到波长为 1的光所产生的干涉条纹正好在波长为的光所产生的干涉条纹正好在波长为 2的的光所产生的干涉条纹的中间，问二光波长相差多少。光所产生的干涉条纹的中间，问二光波长相差多少。解解:25(P121)已知已知F-P标准具反射面的反射系数为标准具反射面的反射系数为r0.8944，求，求:(1)条纹半宽度；条纹半宽度；(2)条纹精细度。条纹精细度。解解:(1)(2)