新型光学习题.pptVIP

光学习题课 ;*;费马原理及其应用;光在i介质中的光程等于在相同时间t内光线在真空中所走的路程。;二、费马原理的应用(1)——反射定律 ;上式可以写成：;三、费马原理的应用(2)——折射定律 ;一、光的干涉;3.干涉条件;（1）双缝干涉：明暗相间的等间距的平行直条纹。;*;*;*;*;*;*;*;*;*; 解: 等厚干涉中，每一条纹所在位置的空气膜具有同一 厚度。条纹向右弯，则工件表面纹路是凸的。 相邻两亮（或暗）条纹对应空气隙间隔为λ/2， 故;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;二、光的衍射;4. 圆孔衍射;5.光栅衍射：多缝干涉受单缝衍射调制的结果;6. X射线的衍射; 例块规是一种长度标准器，它是一块刚质长方体，两端面磨平抛光，很精确地相互平行，两端面间距离即长度标准。如图所示的校准装置，其中 G1是一块合格的块规,G2 是与G1 同规号待校准的块规，把 G1 和 G2 放在钢质平台面上，使面和面严密接触，G1和G2上面用一块透明平板T压住。如果G1和G2之间分别形成尖劈形空气层，它们在单色光照射下各产生等厚干涉条纹。 （1）设入射光波长为589nm ，G1和G2相隔5cm，T和G1、G2间的干涉条纹间距都是0.5mm，试 求G1和G2的高度差。 （2）如何判断哪一个块规长。 （3）如果T和G1间的条纹间距为0.5mm， T和G2间的是0.3mm, 说明什么？;(1) 先由条纹间距算出空气层劈角;例 波长为 ?的平面单色光以?角斜入射到双缝，已知d，D（d) 试求：(1) 各级明纹的位置; (2)条纹的间距; (3)若使零级明纹移至 屏幕O点处，则应在哪个缝处放置一厚度为多少的折射率n的透明介质薄片。;(2)明纹之间的距离为：;例 如图所示已知n1=1.5，R，n2= n1，n3= 1.75，波长为?的单色光正入射。试求: (1)在透镜和平板玻璃间为空气时，第k级牛顿环的半径；(2)在透镜和平板玻璃间充满n=1.6的透明液体时,牛顿环如何？;（2）当在透镜和平板玻璃间充满n=1.6的透明液体时，n1=n2nn3 在半径为r处有：;例 一油船失事，把大量石油(n=1.2)泄漏在海面上，形成了一个很大的油膜。 试求: (1)如果你从飞机上竖直地向下看油膜厚度为460nm的区域，哪些波长的可见光反射最强？(2)如果你戴了水下呼吸器从水下竖直的向上看同一油膜区域，哪些波长的可见光透射最强？(水 n=1.33);例 利用波长为?=0.59?m的平行光照射光栅，已知光栅500/mm，狭缝宽度 a= 1?10-3mm。试求: (1) 平行光垂直入射时，最多能观察到第几级光谱线？实际观察到几条光谱线？(2) 平行光与光栅法线呈夹角?=300时入射，如图所示，最多能观察到第几级谱线？;（2）当平行光斜入射时：;例 在比较两条单色X射线谱线波长时，注意到谱线A在与某种 晶体的光滑表面成300的掠射角处，出现第1级反射极大。谱B(已知具有波长0.097nm）则在与同一晶体的同一表面成600的 掠角处，出现第3级反射极大，试求谱线A的波长。; 解: d=1/6000 cm, 波长范围 λ~λ`： 400 ~700 nm 对第一级光谱：;1、在相同时间内，一束波长为λ的单色光在空中和在玻璃中， 传播的路程 ，走过的光程 ； ;例：波长600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二,第三级明纹分别出现在sin? = 0.20 和sin? = 0.30 的方向，第四级缺级。试求：（1）光栅常数是多少？（2）光栅上狭缝可能的最小宽度为多大？（3）按上述要求选定的a，b值，试举出屏上实际呈现的全部级数。;附加例单缝宽 a = 0.2mm，在缝后放一焦距 f=0.5m 的透镜，在透镜的焦平面上放一屏幕。用波长为 ?=0.5461?m 的平行光垂直的照射到单缝上。试求：中央明纹及其他明纹的角宽度及屏上的线宽度。; 解: 设月球上两点间的距离为 s， 则望远物镜的分辩角为