第十一章波动光学(上干涉)
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大学物理题库通用版11、波动光学 光的干涉一、选择题(共15题)1.如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ ]2.在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等,走过的光程相等.(B) 传播的路程相等,走过的光程不相等.(C) 传播的路程不相等,走过的光程相等.(D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等. [ ]3.如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2> n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2. (C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[ ]4.如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ. (C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ ]P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1n 3n 1 λ5.如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1). (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π. (C) [4πn 2e / (n 1 λ1) ]+ π. (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1). [ ]6.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [ ]7. 两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的(A) 间隔变小,并向棱边方向平移.(B) 间隔变大,并向远离棱边方向平移.(C) 间隔不变,向棱边方向平移.(D) 间隔变小,并向远离棱边方向平移. [ ]8.用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则(A) 干涉条纹的宽度将发生改变.(B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹.(C) 干涉条纹的亮度将发生改变.(D) 不产生干涉条纹. [ ]9.把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D (D >>d ),所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d .(C) λd / (nD ). (D) λD / (2nd ). [ ]10.在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ ]11.在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃n 1λ1 S S '纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ,则屏上原来的明纹处(A) 仍为明条纹;(B) 变为暗条纹;(C) 既非明纹也非暗纹;(D) 无法确定是明纹,还是暗纹.[]12.在牛顿环实验装置中,曲率半径为R的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它们之间充满折射率为n的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k的表达式为(A) r k =Rkλ.(B) r k =nRk/λ.(C) r k =Rknλ.(D) r k =()nRk/λ.[]13.把一平凸透镜放在平玻璃上,构成牛顿环装置.当平凸透镜慢慢地向上平移时,由反射光形成的牛顿环(A)向中心收缩,条纹间隔变小.(B)向中心收缩,环心呈明暗交替变化.(C)向外扩张,环心呈明暗交替变化.(D)向外扩张,条纹间隔变大.[]14.如图a所示,一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖,用波长λ=500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射.看到的反射光的干涉条纹如图b所示.有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切.则工件的上表面缺陷是(A) 不平处为凸起纹,最大高度为500 nm.(B) 不平处为凸起纹,最大高度为250 nm.(C) 不平处为凹槽,最大深度为500 nm.(D) 不平处为凹槽,最大深度为250 nm.[]15.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A) 2 ( n-1 ) d.(B) 2nd.(C) 2 ( n-1 ) d+λ / 2.(D) nd.(E) ( n-1 ) d.[]二、填空题(共15题)1. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2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,两束相干光的相位差∆φ=________.图b2. 如图所示,假设有两个同相的相干点光源S 1和S 2,发出波长为λ的光.A 是它们连线的中垂线上的一点.若在S 1与A 之间插入厚度为e 、折射率为n 的薄玻璃片,则两光源发出的光在A 点的相位差∆φ=_2π (n -1) e / λ_.若已知λ=500 nm ,n =1.5,A 点恰为第四级明纹中心,则e =_____nm .(1 nm =10-9 m)3. 如图所示,两缝S 1和S 2之间的距离为d ,媒质的折射率为n =1,平行单色光斜入射到双缝上,入射角为θ,则屏幕上P 处,两相干光的光程差为___ ______.4.在双缝干涉实验中,所用光波波长λ=5.461×10–4 mm ,双缝与屏间的距离D =300 mm ,双缝间距为d =0.134 mm ,则中央明条纹两侧的两个第三级明条纹之间的距离为________ _______.5.用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 的劈形膜形成等厚干涉条纹,若测得相邻明条纹的间距为l ,则劈尖角θ=________.6.把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的媒质中,双缝到观察屏的距离为D ,两缝之间的距离为d (d <<D ),入射光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相 邻明纹的间距是_____________.7.用λ=600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时,从中央向外数第4个(不计中 央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为____________.(1 nm=10-9 m)8.用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1<n 2<n 3.观察反射光的干涉条纹,从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e =____________.9.波长为λ的平行单色光,垂直照射到劈形膜上,劈尖角为θ,劈形膜的折射率为n ,第三条暗纹与第六条暗之间的距离是______.10. 一束波长为λ=600 nm (1 nm=10-9 m)的平行单色光垂直入射到折射率为n =1.33的透明薄膜上,该薄膜是放在空气中的.要使反射光得到最大限度的加强,薄膜最小厚度应为________________nm .11.波长为λ的平行单色光垂直照射到劈形膜上,劈尖角为θ,劈形膜的折射率为n ,第k 级明条纹与第k +5级明纹的间距是__________.12.波长λ=600 nm 的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____nm .(1 nm=10-9 m)n 1n 2n 313.折射率分别为n 1和n 2的两块平板玻璃构成空气劈尖,用波长为λ的单色光垂直照射.如果将该劈尖装置浸入折射率为n 的透明液体中,且n 2>n >n 1,则劈尖厚度为e 的地方两反射光的光程差的改变量是_______.14.如图所示,在双缝干涉实验中SS 1=SS 2,用波长为λ的光照射双缝S 1和S 2,通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹.已知P 点处为第三级明条纹,则S 1和S 2到P 点的光程差为___3λ ____.若将整个装置放于某种透明液体中,P 点为第四级明条纹,则该液体的折射率n =________.15.已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为λ的单色光.在干涉仪的可动反射镜移动距离d 的过程中,干涉条纹将移动__________条. 三、计算题(共5题)1.白色平行光垂直入射到间距为a =0.25 mm 的双缝上,距D =50 cm 处放置屏幕,分别求第一级和第五级明纹彩色带的宽度.(设白光的波长范围是从400nm 到760nm .这里说的“彩色带宽度” 指两个极端波长的同级明纹中心之间的距离.) (1 nm=10-9 m)2.在双缝干涉实验中,波长λ=550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a =2×10-4 m 的双缝上,屏到双缝的距离D =2 m .求:(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;(2) 用一厚度为e =6.6×10-5 m 、折射率为n =1.58的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处?(1 nm = 10-9 m)3.用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上.在观察反射光的干涉现象中,距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈形膜的劈尖角θ;(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹还是暗条纹?(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹?几条暗纹?2分4.图示一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400 cm .用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是0.30 cm . (1) 求入射光的波长. (2) 设图中OA =1.00 cm ,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.5.用波长λ=500 nm 的平行光垂直照射折射率n =1.33的劈形膜,观察反射光的等厚干涉条纹.从劈形膜的棱算起,第5条明纹中心对应的膜厚度是多少? P E光的干涉习题答案一、选择题1、B ;2、C ;3、B ;4、A ;5、C ;6、B ;7、A ;8、D ;9、A ;10、B ;11、B ;12、B ;13、B ;14、B ;15、A二、填空题1、 2π(n 1 – n 2) e / λ2、4×103 nm3、d sin θ +(r 1-r 2)4、7.33 mm5、nl 2λ6、D λ / (dn )7、1.2=2λ μm8、249n λ9、3λ / (2n θ)10、113nm11、5λ / (2n θ)12、900 nm13、2 ( n – 1) e – λ /214、1.3315、2d /λ三、计算题1解:由公式x =kD λ / a 可知波长范围为∆λ时,明纹彩色宽度为∆x k =kD ∆λ / a2分 由 k =1可得,第一级明纹彩色带宽度为∆x 1=500×(760-400)×10-6 / 0.25=0.72 mm2分 k =5可得,第五级明纹彩色带的宽度为∆x 5=5·∆x 1=3.6 mm1分2解:(1) ∆x =20 D λ / a2分 =0.11 m2分 (2) 覆盖云玻璃后,零级明纹应满足(n -1)e +r 1=r 22分 设不盖玻璃片时,此点为第k 级明纹,则应有r 2-r 1=k λ 2分所以 (n -1)e = k λ k =(n -1) e / λ=6.96≈7 零级明纹移到原第7级明纹处 2分3解:(1) 棱边处是第一条暗纹中心,在膜厚度为e 2=21λ处是第二条暗纹中心,依此可知第四条暗纹中心处,即A 处膜厚度 e 4=λ23 ∴ ()l l e 2/3/4λθ===4.8×10-5 rad 5分(2) 由上问可知A 处膜厚为 e 4=3×500 / 2 nm =750 nm对于λ'=600 nm 的光,连同附加光程差,在A 处两反射光的光程差为λ'+2124e ,它与波长λ'之比为0.321/24=+'λe .所以A 处是明纹 3分 (3) 棱边处仍是暗纹,A 处是第三条明纹,所以共有三条明纹,三条暗纹.4解:(1) 明环半径 ()2/12λ⋅-=R k r 2分()Rk r 1222-=λ=5×10-5 cm (或500 nm) 2分 (2) (2k -1)=2 r 2 / (R λ) 对于r =1.00 cm , k =r 2 / (R λ)+0.5=50.5 3分 故在OA 范围内可观察到的明环数目为50个. 1分5解: 明纹, 2ne +λ21=k λ (k =1,2,…) 3分 第五条,k =5,ne 2215λ⎪⎭⎫ ⎝⎛-==8.46×10-4 mm 2分。
第十一章 波动光学习题11-1 在杨氏双缝实验中,双缝间距d =0.20 mm ,缝屏间距D =1.0 m ,若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0 mm ,试求:(1)入射光的波长;(2)相邻两明条纹间的距离。
解:(1)由λk d D x =明知, λ22.01010.63⨯⨯= 30.610m m 600n m λ-=⨯= (2)3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 11-2 在双缝装置中,用一很薄的云母片(n =1.58)覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。
若入射光的波长为550 nm ,求此云母片的厚度。
解:设云母片厚度为e ,则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ 按题意 λδ7= ∴610106.6158.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ 11-3 在折射率n 1=1.52的镜头表面涂有一层折射率n 2=1.38的MgF 2增透膜,如果此膜适用于波长λ=550 nm 的光,问膜的最小厚度应取何值?解:设光垂直入射增透膜,欲透射增强,则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件,即λ)21(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A令0=k ,得膜的最薄厚度为996o A 。
11-4 白光垂直照射在空气中厚度为0.4μm 的玻璃片上,玻璃的折射率为1.50。
试问在可见光范围内(λ= 400~700nm ),哪些波长的光在反射中增强?哪些波长的光在透射中增强?解:(1)222n d j λδλ=+= 24 3,480n m 21n d j j λλ===- (2)22(21) 22n d j λλδ=+=+ 22n d j λ= 2,600n m j λ==;3,400nm j λ== 11-5 白光垂直照射到空气中一厚度为380 nm 的肥皂膜上,设肥皂膜的折射率为1.33,试问该膜的正面呈现什么颜色?背面呈现什么颜色? 解:由反射干涉相长公式有42221ne ne k k λδλλ=+==-, ),2,1(⋅⋅⋅=k 得4 1.3338002674nm 2214 1.3338003404nm 231k k λλ⨯⨯===⨯-⨯⨯===⨯-,红色,紫色所以肥皂膜正面呈现紫红色。
第11章 波动光学一. 基本要求1. 解获得相干光的方法。
掌握光程的概念以及光程差与相位差的关系。
2. 能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及等厚、等倾干涉条纹的特点(干涉加强、干涉减弱的条件及明、暗条纹的分布规律;了解迈克耳逊干涉仪的原理。
3. 了解惠更斯——菲涅耳原理;掌握分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。
4. 理解光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位置,会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
5. 理解自然光和偏振光及偏振光的获得方法和检验方法。
6. 理解马吕斯定律和布儒斯特定律。
二. 内容提要1. 相干光及其获得方法 能产生干涉的光称为相干光。
产生光干涉的必要条件是:频率相同;振动方向相同;有恒定的相位差。
获得相干光的基本方法有两种:一种是分波阵面法(如杨氏双缝干涉、洛埃镜干涉、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等);另一种是分振幅法(如平行波膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克耳逊干涉仪等)。
2. 光程、光程差与相位差的关系 光波在某一介质中所经历的几何路程l 与介质对该光波的折射率n 的乘积n l 称为光波的光学路程,简称光程。
若光波先后通过几种介质,其总光程为各分段光程之和。
若在界面反射时有半波损失,则反射光的光程应加上或减去2λ。
来自同一点光源的两束相干光,经历不同的光程在某一点相遇,其相位差Δφ与光程差δ的关系为δλπϕ2=∆ 其中λ为光在真空中的波长。
3. 杨氏双缝干涉 经杨氏双缝的两束相干光在某点产生干涉时有两种极端情况:一种是相位差为零或2π的整数倍,合成振幅最大—干涉加强;另一种是相位差为π的奇数倍,合成振动最弱或振幅为零——称干涉减弱或相消。
其对应的光程差为⎪⎩⎪⎨⎧=-±=±= 21k 212 210 干涉减弱),,()(干涉加强),,( λλδk k k 杨氏双缝干涉的光程差还可写成Dx d=δ ,式中d 为两缝间距离,x 为观察屏上纵轴坐标,D 为缝屏间距。
第11章 波动光学一. 基本要求1. 解获得相干光的方法。
掌握光程的概念以及光程差与相位差的关系。
2. 能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及等厚、等倾干涉条纹的特点(干涉加强、干涉减弱的条件及明、暗条纹的分布规律;了解迈克耳逊干涉仪的原理。
3. 了解惠更斯——菲涅耳原理;掌握分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。
4. 理解光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位置,会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
5. 理解自然光和偏振光及偏振光的获得方法和检验方法。
6. 理解马吕斯定律和布儒斯特定律。
二. 内容提要1. 相干光及其获得方法 能产生干涉的光称为相干光。
产生光干涉的必要条件是:频率相同;振动方向相同;有恒定的相位差。
获得相干光的基本方法有两种:一种是分波阵面法(如杨氏双缝干涉、洛埃镜干涉、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等);另一种是分振幅法(如平行波膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克耳逊干涉仪等)。
2. 光程、光程差与相位差的关系 光波在某一介质中所经历的几何路程l 与介质对该光波的折射率n 的乘积n l 称为光波的光学路程,简称光程。
若光波先后通过几种介质,其总光程为各分段光程之和。
若在界面反射时有半波损失,则反射光的光程应加上或减去2λ。
来自同一点光源的两束相干光,经历不同的光程在某一点相遇,其相位差Δφ与光程差δ的关系为δλπϕ2=∆ 其中λ为光在真空中的波长。
3. 杨氏双缝干涉 经杨氏双缝的两束相干光在某点产生干涉时有两种极端情况:一种是相位差为零或2π的整数倍,合成振幅最大—干涉加强;另一种是相位差为π的奇数倍,合成振动最弱或振幅为零——称干涉减弱或相消。
其对应的光程差为⎪⎩⎪⎨⎧=-±=±= 21k 212 210 干涉减弱),,()(干涉加强),,(ΛΛλλδk k k 杨氏双缝干涉的光程差还可写成Dx d=δ ,式中d 为两缝间距离,x 为观察屏上纵轴坐标,D 为缝屏间距。
第十一章波动光学习题一、单选题1、下列哪个能产生稳定的光干涉现象( B )A. 一束相位变化的光通过圆孔B. 杨氏双缝干涉实验C. 当相位变化的两束光相遇D.两个白炽灯的二束光相遇2、洛埃镜的实验表明( C )A.当光从光密介质射到光疏的介质时,反射光的相位会发生π的变化B.当光从光疏介质射到光密的介质时,入射光的相位会发生π的变化C.当光从光疏介质以接近于90o的角度入射到光密的介质时,反射光的相位会发生π的变化D.当光从光密介质射到光疏的介质时,入射光的相位会发生π的变化3、光程为( D )A.光在真空中经过的几何路程r与介质的折射率n的乘积nrB.光在介质中经过的几何路程r与真空的折射率n的乘积nrC.光在介质中经过的几何路程r与介质的折射率n的商r/nD.光在介质中经过的几何路程r与介质的折射率n的乘积nr4、增透膜的作用是( A )A.反射光产生相消干涉、透射光产生相长干涉,以减少反射光,增强透射光B.反射光产生相长干涉、透射光产生相消干涉,以减少反射光,增强透射光C.反射光产生相消干涉、透射光产生相长干涉,以增强反射光,减少透射光D.反射光产生相长干涉、透射光产生相消干涉,以增强反射光,减少透射光5、在夫琅和费衍射单缝实验中,仅增大缝宽而其余条件均不变时,中央亮纹的宽度将如何变化?( C )A.减小B.增大C.先减小后增大D. 先增大后减小6、下列哪种情况可能会出现光的衍射现象( C )A.光通过眼镜向前传播B.光通过平面镜反射传播C.光通过狭缝向前传播D.光通过凹面镜反射传播7、对于透射光栅,光栅常数(a+b)中a、b的含意是( B )A.狭缝的缝宽为b,缝与缝之间不透光部分的宽度为aB.狭缝的缝宽为a,缝与缝之间不透光部分的宽度为bC.狭缝的缝宽为a ,缝与缝之间透光部分的宽度为bD.狭缝的缝宽为b ,缝与缝之间透光部分的宽度为a8、光栅衍射条纹是( D )A .反射和干涉的综合效应 B.衍射和反射的综合效应C.折射和干涉的综合效应D.衍射和干涉的综合效应9、在光栅常数(a +b )=1.8×10-6m 的透射光栅中,第三级光谱可观察到的最长波长是多少( B )A.700nmB.600n mC.500n mD. 400n m10、波的振动面是( C )A .由波的反射方向和波的折射方向所确定的平面B.由波的反射方向和波的透射方向所确定的平面C.由波的传播方向和波的振动方向所确定的平面D.由波的传播方向和波的反射方向所确定的平面11、一束光强为I 0的自然光,垂直照射在两块前后放置且相互平行、偏振化方向相交60o 角的偏振片上,则透射光的强度为多少( C )A. I 0/4B. I 0/2C. I 0/8D.83I 012、旋光计中的三荫板的作用是为观察者提供一个较易判断的标准,那么,最适合人眼的判断标准是下列哪一个( C )A.两边暗,中间较亮B.中间较亮,两边较暗C.亮暗界线消失,均较昏暗D.亮暗界线消失,均较亮13、下列哪个现象能证明光的波动说( A )A.衍射等现象B.光电效应C.热效应D.光的散射14、晶体的主截面是指( B )A.由光线和晶体表面的法线所组成的平面B.由光轴和晶体表面的法线所组成的平面C.由光线的传播方向和光轴所组成的平面D.由光线的传播方向和晶体表面的法线所组成的平面15、全息照相是( D )A.由激光器发出的两束光线发生干涉,产生干涉图像B.由景物不同处反射的光两束光线发生干涉,产生干涉图像C.由景物同一处反射的光两束光线发生干涉,产生干涉图像D.由参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,产生干涉图像二、判断题1、光具有波粒二象性。
第11章波动光学一.基本要求1. 解获得相干光的方法。
掌握光程的概念以及光程差与相位差的关系。
2. 能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及等厚、等倾干涉条纹的特点(干涉加强、干涉减弱的条件及明、暗条纹的分布规律;了解迈克耳逊干涉仪的原理。
3. 了解惠更斯——菲涅耳原理;掌握分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。
4. 理解光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位置,会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
5. 理解自然光和偏振光及偏振光的获得方法和检验方法。
6. 理解马吕斯定律和布儒斯特定律。
二. 内容提要1. 相干光及其获得方法能产生干涉的光称为相干光。
产生光干涉的必要条件是:频率相同;振动方向相同;有恒定的相位差。
获得相干光的基本方法有两种:一种是分波阵面法(如杨氏双缝干涉、洛埃镜干涉、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等);另一种是分振幅法(如平行波膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克耳逊干涉仪等)。
2. 光程、光程差与相位差的关系光波在某一介质中所经历的几何路程l与介质对该光波的折射率n的乘积n l称为光波的光学路程,简称光程。
若光波先后通过几种介质,其总光程为各分段光程之和。
若在界面反射时有半波损失,则反射光的光程应加上或减去2λ。
来自同一点光源的两束相干光,经历不同的光程在某一点相遇,其相位差Δφ与光程差δ的关系为δλπϕ2=∆其中λ为光在真空中的波长。
3. 杨氏双缝干涉 经杨氏双缝的两束相干光在某点产生干涉时有两种极端情况:一种是相位差为零或2π的整数倍,合成振幅最大—干涉加强;另一种是相位差为π的奇数倍,合成振动最弱或振幅为零——称干涉减弱或相消。
其对应的光程差为⎪⎩⎪⎨⎧=-±=±= 21k 212 210 干涉减弱),,()(干涉加强),,( λλδk k k 杨氏双缝干涉的光程差还可写成Dx d=δ ,式中d 为两缝间距离,x 为观察屏上纵轴坐标,D 为缝屏间距。
杨氏双缝干涉明、暗条纹的中心位置 λdD kx ±= 明纹中心 212λd D k x )(+±= 暗纹中心 相邻明纹或暗纹中心距离λd D x =∆。