(优选)第十三章波动光学详解.
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第十三章 光的干涉13–1 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的位相差 。
解:加入透明薄膜后,两束相干光的光程差为n 1e –n 2e ,则位相差为e n n e n e n )(2)(22121-=-=∆λλλλφ13–2 如图13-1所示,波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为21θθ和,折射率分别为n 1和n 2,若二者分别形成的干涉条纹的明条纹间距相等,则21,θθ,n 1和n 2之间的关系是 。
解:劈尖薄膜干涉明条纹间距为θλθλn n L 2sin 2≈=( 很小) 两劈尖干涉明条纹间距相等221122θλθλn n =,所以 2211θθn n =或1221n n =θθ13–3 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,欲使屏上的干涉条纹间距变大,可采用的方法是: ; 。
解:因为干涉条纹的间距与两缝间距成反比,与屏与双缝之间的距离成正比。
故填“使两缝间距变小;使屏与双缝之间的距离变大。
”13–4 用波长为λ的单色光垂直照射如图13-2示的劈尖膜(n 1>n 2>n 3),观察反射光干涉,从劈尖顶开始算起,第2条明条纹中心所对应的膜厚度e = 。
解:劈尖干涉(n 1>n 2>n 3)从n 1射向n 2时无半波损失,产生明条纹的条件为2n 2e = k ,k = 0,1,2,3…在e = 0时,两相干光相差为0,形成明纹。
第2条明条纹中心所对应的膜厚度为k = 1,即2n 2e = ,则22n e λ=。
13–5 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜移动0.620mm 的过程中,观察到干涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为 。
解:设迈克耳孙干涉仪空气膜厚度变化为e ,对应于可动反射镜的移动,干涉条纹每移动一条,厚度变化2λ,现移动2300条,厚度变化mm 620.022300=⨯=λ∆e ,则 = 。
波动与光学知识点总结及讲解光学是物理学的一个重要分支,主要研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。
而光的传播和现象背后蕴含着许多波动性质,本文将对波动和光学的相关知识点进行总结和讲解。
一、波动性质的基本概念1. 波与粒子:波动可以看作是在空间中传播的能量传递方式,而粒子是物质的基本单位。
波动和粒子性质的研究互为补充,比如光既有粒子性质(光子),也具有波动性质(电磁波)。
2. 波的特征:波的特征包括波长、频率和振幅。
波长指的是相邻两个波峰或波谷之间的距离,用λ表示,单位为米(m);频率指的是单位时间内波的周期数,用ν表示,单位为赫兹(Hz);振幅是波的最大偏离值,用A表示。
二、波的分类1. 机械波:机械波是需要介质来传播的,比如水波、声波等。
机械波可分为横波和纵波两种类型,横波的振动方向垂直于波的传播方向,纵波的振动方向平行于波的传播方向。
2. 电磁波:电磁波是在真空中也能传播的波动,是通过电场和磁场相互耦合传播的。
电磁波包括射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等,其中可见光是人眼能够感知的电磁波。
三、光的传播与反射1. 光的传播:光在真空中传播的速度是恒定的,约为3×10^8米/秒,用c表示。
当光通过介质时,速度会减小,这是因为光与介质中的原子或分子相互作用引起的。
2. 光的反射:光在与界面发生反射时,根据入射角和反射角之间的关系可分为镜面反射和漫反射。
镜面反射指的是光束以相同的角度与界面反射回来,形成明亮的反射光;而漫反射指的是光束以多个不同的角度反射,形成均匀、散射的光。
四、光的折射与全反射1. 光的折射:当光从一种介质传播到另一种介质时,由于光速改变,会发生折射现象。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间有一定关系。
2. 全反射:当光从光密介质射向光疏介质时,入射角大于一个临界角时,发生全反射现象。
全反射只会发生在折射率较大的介质射向折射率较小的介质中,并且入射角超过临界角一定范围。
大学物理(波动光学知识点总结)contents•波动光学基本概念与原理•干涉理论与应用目录•衍射理论与应用•偏振光理论与应用•现代光学技术发展动态简介波动光学基本概念与原理01光波是一种电磁波,具有横波性质,其振动方向与传播方向垂直。
描述光波的物理量包括振幅、频率、波长、波速等,其中波长和频率决定了光的颜色。
光波的传播遵循波动方程,可以通过解波动方程得到光波在不同介质中的传播规律。
光波性质及描述方法干涉现象是指两列或多列光波在空间某些区域相遇时,相互叠加产生加强或减弱的现象。
产生干涉的条件包括:两列光波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
常见的干涉现象有双缝干涉、薄膜干涉等,可以通过干涉条纹的形状和间距等信息来推断光源和介质的性质。
干涉现象及其条件衍射现象及其分类衍射现象是指光波在传播过程中遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播的现象。
衍射现象可以分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射两种类型,其中菲涅尔衍射适用于障碍物尺寸与波长相当或更小的情况,而夫琅禾费衍射适用于障碍物尺寸远大于波长的情况。
常见的衍射现象有单缝衍射、圆孔衍射等,可以通过衍射图案的形状和强度分布等信息来研究光波的传播规律和介质的性质。
偏振现象与双折射偏振现象是指光波在传播过程中,振动方向受到限制的现象。
根据振动方向的不同,光波可以分为横波和纵波两种类型,其中只有横波才能发生偏振现象。
双折射现象是指某些晶体在特定方向上对光波产生不同的折射率,使得入射光波被分解成两束振动方向相互垂直的偏振光的现象。
这种现象在光学器件如偏振片、偏振棱镜等中有重要应用。
通过研究偏振现象和双折射现象,可以深入了解光与物质相互作用的基本规律,以及开发新型光学器件和技术的可能性。
干涉理论与应用02杨氏双缝干涉实验原理及结果分析实验原理杨氏双缝干涉实验是基于光的波动性,通过双缝产生的相干光波在空间叠加形成明暗相间的干涉条纹。
结果分析实验结果表明,光波通过双缝后会在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹,条纹间距与光波长、双缝间距及屏幕到双缝的距离有关。