物理光学复习题的答案.docVIP

1、写出会聚和发散球面波的表达式。 答： 2、光波干涉相干条件是什么？ 答：在两个（或多个）光波叠加的区域，形成稳定的光强分布所需满足的条件。具体说要满足三个条件，即（1）叠加光波的频率相同；（2）振动方向相同；（3）相位差恒定。 3、试比较F-P标准具和光栅分光特性的异同 答：相同点：两者都具有分辨和测量波长相差非常小的两条谱线的波长差的能力。分辨本领具有相同的表达式：A=mN. 不同点： 1、原理不同：F-P标准具应用的是多光束干涉的原理；光栅应用的是多缝衍射原理 2、分辨本领：F-P标准具A=mN中，起决定作用的是干涉级次m，级次越高A越大；光栅分辨本领A=mN中，起决定作用的是光栅的缝数，缝数N越大，A越大。 3、自由光谱区不同：F-P标准具的自由光谱区为：，由于一般h较大，所以自由光谱区较小。光栅的自由区为，由于光谱使用的级次m很小，所以自由光谱区较大。 二、．一平面电磁波可以表示为 ，求：（1）该电磁波的频率，波长，振幅和原点的初相位。（2）波的传播方向和点矢量的振动方向。（3）相应的B表达示。（10分） 解:（1）求 知 Hz k= A=2 B=E （2）沿z方向传播 电矢量沿y方向振动 （3） 三、设平板的厚度和折射率分别为h=2mm和n=1.5，入射光波长λ=600nm，试计算其等倾圆条纹中心的干涉级数及由中心向外第10个亮纹的角半径和干涉级数。 解:由题意,存在半波损失,设中心级次为m,所以: 得 中央为暗纹. 由 得 =0.065 rad 由于等倾干涉条纹是中央级次最高,所以由中心向外第10个亮纹的干涉级次为9991级 五、 白光（400～800nm）正入射到500条/mm的光上，（1）求其一级衍射条纹散开的角度；（2）若光栅后放置f=m的透镜，求800nm附近波长差为0.1nm的两光波的一级衍射条纹在光屏上分开的距离；（3）若此光栅宽3cm，在800nm附近波长差为0.05nm的光波能用此光栅的一级衍射条纹将它们分辨出来吗？为什么？ 3） 七、有3N条平行狭缝构成的衍射屏，缝宽相同都是b，缝间不透明部分的宽度做周期性变化：b,b,3b，b,b,3b,…如图所示，求衍射屏的夫琅和费衍射强度分布。（10分） 3b b b 解：:先将每3条缝看作一个整体,构成一个光栅.该光栅的光栅常数为8b,,缝 数为N,先可求出多光束干涉因子: ,其中 ,然后,再来求具体的构成光栅的每一个因子,是一个三缝衍射，三缝光栅常数为2b,缝宽为b,所以,双缝的光强度表达示为: 其中, , 所以:总的光强度表达式为: 其中: ,, 八 o波 o光,o波 e光,e波 光轴 光轴 光轴 e光 o波,o光 o光,o波 e光,e波 e波 光轴 光轴