光学基础实验思考题及答案汇.docVIP

1 图片细节模糊如何用 空间滤波加以改善 光点离谱面中心的距离是标志面上该频率成分的高低离中心远的点代表物面上的高频成分反映物的细节成分。靠近中心的点代表物面的低频成分反映物的粗轮廓中心亮点是零级衍射即零频它不包含任何物的信息所以反映在像面上呈现均匀光斑而不能成像。如果使离谱面中心的距离远的光点即代表物面上的高频成分的光点透过狭缝则可使细节 比较模糊的照片变的较清晰。 2 物理实验全息照相中的参考光和物光的光程差为什么要相等?为什么不能用白光拍摄? 全息照相记录的是参考光和物光的干涉条纹，显然只有两者的光程相近时，才会发生干涉。全息照相一般用激光，单色光，饱和度好，也有用白光拍摄的，那样拍出来的照片在日光下就能看出立体的影像，但是那种拍摄有比较高的要求。激光拍摄在原光路中就能看出立体影像。 椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率 1.什么是用椭圆偏振仪测量薄膜厚度的基本思路？ 一束自然光经起偏器变成线偏振光，再经1/4波片，使它变成椭圆偏振光入射在待测的膜面上。反射时，光的偏振状态将发生变化。根据偏振光在反射前后的偏振状态变化，包括振幅和相位的变化，便可以确定样品表面的许多光学特性，可以推算出待测膜面的某些光学参数（如膜厚和折射率）。 2.什么是线偏振光？什么是椭圆偏振光？什么是圆偏振光？什么是四分之一波片？什么是二分之一波片？什么是布儒斯特角？ ⑴线偏振光，在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。 ⑵椭圆偏振光，在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看，凡电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光，凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果(见波片)。 ⑶圆偏振光，旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。 ⑷波片能使互相垂直的两光振动间产生附???光程差(相位差）的光学器件。凡能使o光和 e光产生λ／4附加光程差的波片称为四分之一波片。若以线偏振光入射到四分之一波片，且θ＝45°，则穿出波片的光为圆偏振光；反之，圆偏振光通过四分之一波片后变为线偏振光。 ⑸凡能使o光和e光产生λ ／2附加光程差的波片称为二分之一波片 ⑹自然光经电介质界面反射后，反射光为线偏振光所应满足的条件。首先由英国物理学家D.布儒斯特于 1815 年发现。自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角或起偏角，用θb表示。此规律称为布儒斯特定律。光以布儒斯特角入射时，反射光与折射光互相垂直。 3.什么是椭偏方程？ 在椭圆偏振法测量中，为了简便，通常引入另外两个物理量ψ和Δ来描述反射光偏振态的变化。它们与总反射系数Rp和Rs的关系定义为: tanψeiΔ=Rp/Rs 简称为椭偏方程，其中的ψ和Δ称为椭偏参数（由于具有角度量纲也称椭偏角） 4.什么是四点法测量？引起测量误差的原因有那些？ 为了尽量减少系统误差，采用四点测量。先置1/4波片快轴于+45°，仔细调节检偏器A和起偏器P，使目镜内的亮点最暗（或检流计值最小），记下A值和P值，这样可以测得两组消光位置数值。其中A值分别大于90°和小于90°，分别定为A1（90°）和A1（90°），所对应的P值为P1 和P2。 引起测量误差的原因有： 分光计调节没有达到要求，光路不对； 激光器与光电探头不共轴； 布儒斯特角没有调好； 检流计档数不对； 分光计读数有误差； 使用软件计算不正确等。 氢原子光谱的观察　 1.为什么要研究原子光谱？在研究原子光谱时，为什么要把氢原子作为研究对象？ 一定的原子发射具有一定频率成分的光谱，不同的原子则发射不同特征的光谱，这表明原子光谱包含了原子内部结构的重要信息，光谱是观察原子内部奥秘的一个窗口。在各种原子光谱中，氢光谱是最简单的一种，具有典型意义，也最为人们所重视。 2.什么是氢原子光谱的实验规律？ ⑴氢原子光谱是彼此分立的线状光谱，每一条谱线具有确定的波长（或频率）。 ⑵每一条光谱线的波数都可以表示为两项之差， 即 ν=1/λ=T(k)-T(n)=R∞(1/k2-1/n2) 式中k和n均为正整数，且nk. 称为里德伯-里兹并合原则。 T(n)=R∞/n2。(n=2,3,4,…)，称为氢的光谱项。 ⑶当整数k取一定值时，n取大于k的各整数所对应的各条谱线构成一谱线系；每一谱线系都有一个线系极限，对应于n→∞的情况。k=1,(n=2,3,4,…)的谱线系称为莱曼系（1908年