第十四章 波动光学.ppt

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1、第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 1.1.如如图图所所示示，折折射射率率为为n2 2，厚厚度度为为e的的透透明明介介质质薄薄膜膜的的上上方方和和下下方方的的透透明明介介质质的的折折射射率率分分别别为为n1 1和和n3 3，且且n1 1n2 2，n2 2n3 3，若若用用真真空空中中波波长长为为的的单单色色平平行行光光垂垂直直入入射射到到该该薄薄膜膜上上，则则从从薄薄膜膜上上、下下两两表面反射的光束的光程差是表面反射的光束的光程差是 （）(A)2n2e (B)2n2e-/2(C)2n2e-(D)2n2e-/2n2en1n2n3B无半波损失有半波损失 2.2.如如图

2、图所所示示，用用劈劈尖尖干干涉涉检检测测工工件件的的表表面面,当当波波长长为为 的的单单色色光光垂垂直直入入射射时时,观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹中中间间向向劈劈尖尖棱棱边边弯弯曲曲.每每一一条条弯弯曲曲部部分分的的顶顶点点恰恰与与左左邻邻的直线部分的连线的直线部分的连线相切相切,则工件表面：则工件表面：()(D)有一凸起的梗，高为有一凸起的梗，高为 /4B(A)有一凹陷的槽，深为有一凹陷的槽，深为 /4(B)有一凹陷的槽，深为有一凹陷的槽，深为 /2(C)有一凸起的梗，高为有一凸起的梗，高为 /2第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 3.3.双双缝缝间间距距为

3、为0.5mm,被被波波长长为为600nm的的单单色色光光垂垂直直照照射射时时,在在缝缝后后120cm处处的的屏屏上上测测得得干干涉涉条条纹纹间间距为距为_._.1.44mm第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 4.4.真真空空中中波波长长为为600nm的的光光在在折折射射率率为为1.4的的介介质质中中从从 A 点点传传播播到到 B 点点，相相位位改改变变了了4，则则光光从从A点点传传到到 B 点点经经过过的的光光程程为为 ，经经过过的的实实际路程为际路程为 。857 nm1200 nm第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 5.5.在在折折

4、射射率率n3=1.52的的照照相相机机镜镜头头表表面面涂涂有有一一层层折折射射率率n2=1.38的的MgF2增增透透膜膜,若若此此膜膜仅仅适适用用于于波波长长=550nm的光的光,则此膜的最小厚度为多少则此膜的最小厚度为多少?解解 透射光的光程差要考虑到半波损失透射光的光程差要考虑到半波损失n1n2n3有半波损失无半波损失k取最小值取最小值0加强加强第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 6.6.用用白白光光垂垂直直照照射射处处在在空空气气中中的的一一层层厚厚度度为为400 nm的的肥肥皂皂膜膜，膜膜的的折折射射率率为为1.33，试试求求在在反反射射光光中中得到加强的

5、可见光的波长得到加强的可见光的波长 。解解 反射光的光程差为反射光的光程差为:加强加强红光红光紫光紫光第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六 7.7.用用波波长长为为589.3nm的的钠钠黄黄光光观观察察牛牛顿顿环环,测测得得某某一一明明环环的的半半径径为为1.010-3m,而而其其外外第第四四个个明明环环的的半半径径为为3.010-3m,求平凸透求平凸透镜镜凸面的曲率半径凸面的曲率半径.解解 明环半径为明环半径为 第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十六课后练习二十六B(A)3个个 (B)4个个 (C)5个个 (D)6个个第十四章第十四章 波动光学波动光学

6、 课后练习二十七课后练习二十七 1.用用平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射在在单单缝缝上上时时,可可观观察察夫夫琅琅禾禾费费衍衍射射.若若屏屏上上点点P处处为为第第二二级级暗暗纹纹,则则相相应应的的单单缝缝波波阵阵面面可可分分成成的的半半波波带带数数目目为为 ()对于对于 都只能观察到第一级都只能观察到第一级 2.波波长长=550nm的的单单色色光光，垂垂直直入入射射于于光光栅栅常常数数(b+b)=1.010-4cm的的光光栅栅上上,可可能能观观察察到到的的光光谱谱线线的的最大最大级级次次为为 ()(A)4 (B)3 (C)2 (D)1D第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后

7、练习二十七 3.孔孔径径相相同同的的微微波波望望远远镜镜和和光光学学望望远远镜镜比比较较,前前者者分辨率分辨率小的原因小的原因 ()()D光学仪器的分辨光学仪器的分辨率率(A)微波微波更易被大气中的尘埃散射更易被大气中的尘埃散射;(B)微波更易被大气吸收；微波更易被大气吸收；(C)微波波长比微波波长比可见光波可见光波长短；长短；(D)微波波长比可见光波长长微波波长比可见光波长长第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 4.老老鹰鹰眼眼睛睛的的瞳瞳孔孔直直径径约约为为6mm,最最多多飞飞翔翔的的高高度度为为 m时时,可可看看清清地地面面上上身身长长为为5cm的的小小鼠鼠?

8、设设光在空气中的波光在空气中的波长为长为600nm.“看清看清”是指小鼠的头和尾（两点）可以分辨是指小鼠的头和尾（两点）可以分辨400第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 5.在在单单缝缝衍衍射射实实验验中中,波波长长为为的的单单色色光光垂垂直直入入射射在在宽宽度度为为5的的单单缝缝上上,对对应应于于衍衍射射角角 的的方方向向上上,若若单单缝缝处处波波面面恰恰好好可可分分成成 5 个个半半波波带带,则则衍衍射射角角 =.30第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 解解 (1)(1)暗纹公式暗纹公式 6.一一单单缝缝的的宽宽度度b=0.40m

9、m,以以波波长长=589nm 的的单单色色光光垂垂直直照照射射,设设透透镜镜的的焦焦距距 f=1.0m.求求(1)(1)第第一一级级暗暗纹纹距中心的距离距中心的距离;(2);(2)第二第二级级明明纹纹距中心的距离距中心的距离.(2)(2)明纹公式明纹公式第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 7.用用氦氦氖氖激激光光器器发发射射=632.8nm的的红红光光,垂垂直直入入射射到到一一平平面面透透射射光光栅栅上上,测测得得第第一一级级主主明明纹纹出出现现在在30的的方方向向上上.求求(1)(1)光光栅栅常常数数;(2);(2)第第二二级级主主明明纹纹的的衍衍射角射角.解解

10、 (1)(1)由光栅方程由光栅方程(2)第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十七课后练习二十七 1.一一束束自自然然光光从从空空气气入入射射到到某某介介质质表表面面上上，当当折折射射角角为为30时时,反反射射光光是是完完全全偏偏振振光光,则则此此介介质质的的折折射射率为率为 ()()D(A)(B)(C)(D)第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八 2.光光强强为为I0的的一一束束自自然然光光,连连续续通通过过三三个个偏偏振振片片之之后后,透透出出的的光光强强为为I,其其中中P1与与P3的的偏偏振振化化方方向向正正交交,而而P2与与P1和和P3的偏振化方向均为

11、的偏振化方向均为45,则光强则光强 为为 I0(A)(B)(C)(D)()()第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八C 3.要要使使一一束束线线偏偏振振光光通通过过偏偏振振片片之之后后振振动动方方向向转转过过90角角,至至少少需需要要让让这这束束光光通通过过 块块理理想想偏偏振振片片,在此情况下在此情况下,透射光强最大是原来的透射光强最大是原来的_倍倍.两个两个 4.一一束束光光垂垂直直入入射射在在偏偏振振片片 P 上上,以以入入射射光光线线为为轴轴转转动动 P ,观观察察通通过过 P 的的光光强强的的变变化化过过程程，若若入入射射光光是是 光光,则则将将看看到到光光

12、强强不不变变；若若入入射射光光是是 光光 则则将将看看到到光光强强明明暗暗交交替替变变化化 有有时时出出现现全全暗暗；若若入入射射光光是是 光光，则则将将看看到到光光强强明暗交替变化明暗交替变化,但不出现全暗但不出现全暗.自然自然线偏振线偏振部分偏振部分偏振 第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八 5.测测得得一一池池静静水水的的表表面面反反射射出出来来的的太太阳阳光光是是线线偏偏振振光光,求求此此时时太太阳阳处处在在地地平平线线的的多多大大仰仰角角处处(水水的的折射率为折射率为1.33)解解 根据布儒斯特定律根据布儒斯特定律第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八 6.一一束束光光是是自自然然光光I0 与与线线偏偏振振光光I1 的的混混合合,当当它它通通过过一一偏偏振振片片时时,则则透透射射光光的的强强度度取取决决于于偏偏振振片片的的取取向向,其其强强度度可可以以变变化化5倍倍,求求入入射射光光中中两两种种光光的的强强度度各各占入射光强度的比例占入射光强度的比例.解解 根据马吕斯特定律根据马吕斯特定律第十四章第十四章 波动光学波动光学 课后练习二十八课后练习二十八