《大学物理》第十章 波动光学

第十章波动光学 基本要求 光程概念,会按光程定义计算光程差,会按干涉 条纹级次确定光程差, 2.掌握杨氏干涉,等厚干涉,迈克尔孙干涉仪和光 栅分光原理(光栅公式) 3.理解处理光衍射的半波带法 4.掌握产生、检查偏振光的方法 习题十中的15,24,27,37会做吗? 自测题 填空题 1.光的干涉和衍射说明光的 性质, 光的偏振说明 2在双缝干涉实验中单色光波长为4=560nm,形成 第三级明纹的两束光的相位差为 光程差为 3.如下图所示,两相干光源分别位于相距 1=2(A为波长)的A、B两点处两波源发出

第十章 波动光学 基本要求 １． 光程概念，会按光程定义计算光程差，会按干涉 条纹级 次确定光程差， ２． 掌握杨氏干涉，等厚干涉，迈克尔孙干涉仪和光 栅分光原理（光栅公式） ３． 理解处理光衍射的半波带法 ４． 掌握产生、检查偏振光的方法 习题十中的 15，24，27，37 会做吗? 自测题 一. 填空题 1. 光的干涉和衍射说明光的______________性质, 光的偏振说明___________________. 2. 在双缝干涉实验中单色光波长为λ=560nm,形成 第 三 级 明 纹 的 两 束 光 的 相 位 差 为 ________________, 光 程 差 为 ________________. 3. 如 下 图 所 示 , 两 相 干 光 源 分 别 位 于 相 距 3 2 l =  (λ为波长)的 A 丶 B 两点处,两波源发出

的波的波长相同,则由两波源发出的两列波在A B连线上的点P处,两光波的光程差为 相位差为 4.波长在至A+△A(△A>0)范围内的复色平行 光垂直照射在光栅上.如果要求光栅的二级光谱 和三级光谱不重叠,则△λ最大为 5.如下左图,入射光垂直照射到偏振片上,入射光 可能是自然光丶线偏振光和部分偏振光.以入射 光传播方向为轴转动偏振片一周,观察出射光光 强的变化.若光强有变化且最小为零,则入射光 为 光;若光强不变,则入射光为 光 偏振片 入射光 出射光 6.如上右图所示,空气中两个点光源S1、S2发出的 光束在P点相遇SP=n、S2P=r2,光束SP通过 折射率为n、厚度为d的介质片,则光束SP与光

的波的波长相同,则由两波源发出的两列波在 A 丶 B 连线上的点 P 处,两光波的光程差为_______ 相位差为__________. 4. 波长在λ至λ+△λ(△λ>0)范围内的复色平行 光垂直照射在光栅上.如果要求光栅的二级光谱 和三级光谱不重叠 , 则 △ λ 最大为 ________________. 5.如下左图,入射光垂直照射到偏振片上,入射光 可能是自然光丶线偏振光和部分偏振光.以入射 光传播方向为轴转动偏振片一周,观察出射光光 强的变化.若光强有变化且最小为零,则入射光 为 ________ 光 ; 若 光 强 不 变 , 则 入 射 光 为 __________光. 6.如上右图所示,空气中两个点光源 S1、S2 发出的 光束在 P 点相遇 S1P= r1丶 S2P= r2 ,光束 S2P 通过 折射率为 n 丶厚度为 d 的介质片,则光束 S2P 与光

束SP的光程差为 7.一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射 率为1),当折射角为30时,反射光是完全偏振光, 则此玻璃板折射率等于 8.在单缝夫琅和费衍射实验中波长为4的单色光 垂直入射在缝宽为a=2A的单缝上,在衍射角为 30的方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为 二.计算题 1.若一双缝干涉装置的两个缝分别被折射率为n1 和n2的两层厚度均为t的透明介质遮盖,此时由 双缝分别到屏上中央处的两束光的光程差是多 少?如果光波长为λ,屏中央为几级干涉条纹 (设中央出现了明纹)?未加片时,光程差为多 少?该处是几级干涉条纹? 2.自然光以60°入射角照射到透明介质表面,反射 光为线偏振光,则折射角为多少?透明介质折射 率为多少? 3.①在迈克耳孙干涉仪的一支光程中,放入一片折 射为n的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差 改变量为一个波长λ,则薄膜厚度为多少?②若 在迈克耳孙干涉仪的动镜移动中,观察到条纹移

束 S1P 的光程差为_______________________. 7. 一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射 率为 1),当折射角为 30o时,反射光是完全偏振光, 则此玻璃板折射率等于______________. 8. 在单缝夫琅和费衍射实验中波长为λ的单色光 垂直入射在缝宽为 a = 2λ的单缝上,在衍射角为 30o的方向,单缝处的波面可分成的半波带数目为 ____________. 二.计算题 1.若一双缝干涉装置的两个缝分别被折射率为 1 n 和 2 n 的两层厚度均为 t 的透明介质遮盖，此时由 双缝分别到屏上中央处的两束光的光程差是多 少？如果光波长为λ,屏 中央为几级干涉条纹 （设中央出现了明纹）？未加片时，光程差为多 少？该处是几级干涉条纹？ 2.自然光以 60°入射角照射到透明介质表面，反射 光为线偏振光，则折射角为多少？透明介质折射 率为多少？ 3.①在迈克耳孙干涉仪的一支光程中，放入一片折 射为 n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差 改变量为一个波长λ，则薄膜厚度为多少？②若 在迈克耳孙干涉仪的动镜移动中，观察到条纹移

动了100条,如果入射光波长λ=640nm,则动镜 移动了多少?②若在迈克耳孙干涉仪的动镜移 动中,观察到条纹移动了100条,如果入射光波 长λ=440m,则动镜移动了多少? 4.当光线正入射在每厘米有5000条刻痕的透射光 栅,能观察到四级光谱的最长波长应小于多少? 5.波长A=600mm的单色光垂直入射到光栅上,测得 第二级衍射明纹所在处的衍射角为30,且第三级 缺级.求:(1)光栅常数a+b;(2)光栅上透光缝a 的最小宽度 6.三块偏振片叠在一起,第二块与第一块的偏振化 方向的夹角为45°,第三块与二块的偏振化方向的 夹角也为45.光强为l的自然光垂直照射到第 块偏振片上,求: (1)通过每个偏振片后的光强 (2)通过第三个偏振片后,光矢量振动的方

动了 100 条，如果入射光波长λ=640nm，则动镜 移动了多少？ ②若在迈克耳孙干涉仪的动镜移 动中，观察到条纹移动了 100 条，如果入射光波 长λ=440nm，则动镜移动了多少？ 4.当光线正入射在每厘米有 5000 条刻痕的透射光 栅,能观察到四级光谱的最长波长应小于多少? 5.波长λ=600nm 的单色光垂直入射到光栅上,测得 第二级衍射明纹所在处的衍射角为30o ,且第三级 缺级.求: (1)光栅常数 a+b;(2)光栅上透光缝 a 的最小宽度. 6.三块偏振片叠在一起,第二块与第一块的偏振化 方向的夹角为45o ,第三块与二块的偏振化方向的 夹角也为45o .光强为 I0的自然光垂直照射到第一 块偏振片上,求: (1) 通过每个偏振片后的光强; (2) 通过第三个偏振片后,光矢量振动的方 向