1、第10章 波动光学10-1 (1)由得 (2) 10-2 若在下缝处置一折射率为n厚度为t的透明薄膜,则光从下缝到屏上的光程将增加(n-1)t,屏上的条纹均要向下移动。依题意中央明条纹多到屏中心下方原来第3级明条纹位置,则从双缝到该位置的光程差 故 10-3 屏上的经三级明绿纹中心的位置 依题意屏上的第六级明条纹和波长为的第五级明条纹重合于x处 则有 即 10-4 由得 10-5 光源S0和其在镜中的虚光源等价一对相干光源,它们在屏上的干涉条纹的计算与杨氏双缝条纹基本相同,只是明暗条纹分布完全相反,故屏上第一条明纹位置就是双缝干涉的零级暗条纹位置.即 上面表达式也可直接由光程差推导而得.习题1
2、0-6图10-6 (1)由题10-6图可以看出 又 等效双缝间距 (2) (3) 屏上共可看到3条明条纹,除中央明条纹外,在其上、下侧还可看到一级明条纹.10-7 ,故有 习题10-7图 由上两式 当时满足上式 n=1,2,3, 但由于是连续可调的,在和间无其他波长消失与增强,所以取把或代入式或式10-8 在反射光中产生干涉加强的波长应满足 故 当k=2时, (红光);k=3时,(紫光)故肥皂膜正面呈紫红色在透射光中产生干涉加强的波长应满足 当k=2时,(绿光),故肥皂膜背面呈绿色.10-9 透射光中产生干涉加强的条件应满足 故冰层厚度 令k=1,可得冰层的最小厚度为10-10 根据题中折射间
3、的关系,对黄绿光的增透膜应满足关系 增透膜厚度 令即为增透膜的最薄厚度.另解:要使透射光增强,必须的射光干涉减弱. , k=0,1,2, 10-11 由得10-12 , 20条明条纹对应平晶厚度差为 10-13 (1) (2) (3) (4)10-14 (1) 反射光中明条纹的条件为: 油膜边缘 e=0 k=0 油膜中心 故共可看到五条明条纹(k=0,1,2,3,4) (2)对应各明条纹中心油膜的厚度 当k=0,1,2,3,4时,对应油膜的厚度分别为:0,2500,5000,7500,10000.(3)油膜逐渐展开时,圆条纹向外扩展,条纹间间距增大,条纹级数减小,油膜中心由半明半暗向暗、明、暗
4、、明依次变化,直至整个油膜呈现一片明亮区域.10-15 依题意 由上两式可解得未知单色光波长10-16 依题意有 由上两式可解得液体折射率10-17 由得10-18 设放入厚度为d玻璃片后,则来自干涉仪两臂相应的光程差变化为10-19 衍射角很小,中央明条纹的半角宽度 中央明条纹的宽度 若单缝装置浸入水中,中央明条纹的半角宽度10-20 (1)设入射光波长为,离屏中心x=1.4mm处为明条纹,则由单缝衍射明条纹条件,x应满足 sin很小 当恰在橙黄色波长范围内,所以入射光波长为. (2)p点的条纹级数为3 (3)从p点看,对该光波而言,狭缝处波阵面可分成(2k+1)=7个半波带.10-21 由
5、单缝衍射明条纹条件,可分别求得两单色光第一级明条纹离屏中心的距离分别为 这两条明条纹之间的距离 若用光栅代替单缝,光栅常数 则由光栅方程,可分别求得两单色光的第一级明条纹离屏中心的距离分别为 10-22 光栅常数,由光栅方程 即最多可看到第3级明条纹.10-23 光栅常数 (1)由光栅方程可得第一级明条纹与中央明条纹的距离,即第一级明条纹离屏中心的距离 (2)当光线与光栅法线成30斜入射时,光栅方程为 上式取负号,且当k=0,可得中央明条纹的衍射方向;即,所以中央明条纹离屏中心距离为10-24 (1)由光栅方程,对应于与处满足 (2)因为明条纹第四级缺级,应满足缺级条件 因第二级明条纹不缺级,
6、取,可得光栅上狭缝的宽度为 or (3)由,且当,则 在范围内实际呈现的全部级数为,2, 3, 5, 6, 7, 9级明条纹(k=10的明条纹在处)10-25 光栅常数 设,由光栅方程可得 屏上可完整出现的光谱有3级,其中要满足不重迭的完整光谱应满足 亦即的(k+1)级条纹要在的k级条纹之后 只有k=1才满足上式,所以屏上只可能出现一个完整而不重迭的第一级光谱,第二级和第三级光谱均有重迭现象.10-26 (1)由单缝衍射可确定中央明条纹的宽度为 (2)由缺级条件,且取可见第5级缺级;在单缝衍射的中央明条纹包迹内共有9条双缝衍射明条纹()10-27 设,由光栅方程可求得第一级谱线的位置分别为:
7、依题意 10-28 爱里班半径 若,则10-29 人眼最小分辨角为 而,所以眼睛恰可分辨两灯的距离为10-30 由最小分辨角公式可得10-31 由布拉格公式 得 当; 当 所以只有为1.30和0.97的谱线在x射线波长范围内,能产生强反射.10-32 设自然光强度为,通过第一偏振片后光强度为,依题意,由马吕斯公式可得透过第二偏振片后的光强为 今在两偏振片之间再插入另一偏振片,则通过该偏振片后的光强为 再通过第三偏振片后的光强 10-33 (1)强度为的自然光通过两重迭偏振片后,透射光的最大光强为,按题意当两偏振片的偏振化方向夹角为时,透过检偏器的光强 (2)按题意,由马吕斯公式 10-34 设自然光强度为,线偏振光强度为,该混合光通过偏振片时,若其偏振化方向与线偏振光的振动方向一致,则透射光强度,若其偏振化方向与线偏振光的振动方向垂直,则透射光强度为,依题意 故自然光和线偏振光的光强各占总光强的和.10-35 当光由水射向玻璃时,按布儒斯特定律可求得起偏振角 当光由玻璃射向水时10-36 (1)这时反射线与折射线相互垂直 (2)由布儒斯特公式10-37 设入射线偏振光的振幅为E,则射入晶片后e光和o光的振幅分别为