目录
第一章光的干涉 (3)
第二章光的衍射 (15)
第三章几何光学的基本原理 (27)
第四章光学仪器的基本原理 (49)
第五章光的偏振 (59)
第六章光的吸收、散射和色散 (70)
第七章光的量子性 (73)
第一章光的干涉
.波长为的绿光投射在间距d 为的双缝上，在距离处的光屏
1nm 500cm 022.0cm 180上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离.若改用波长为的红光投射到此双缝上,nm 700两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第级亮纹位置的距离.
2解：由条纹间距公式
得
λd r y y y j j 0
1=
-=∆+cm 328.0818.0146.1cm
146.1573.02cm
818.0409.02cm
573.010700022.0180cm 409.010500022.018021222202221022172027101=-=-=∆=⨯===⨯===⨯⨯==∆=⨯⨯==
∆--y y y d
r
j y d r
j y d r y d r y j λλλλ2．在杨氏实验装置中,光源波长为,两狭缝间距为,光屏离狭缝的距离为
nm 640mm 4.0.试求：(1)光屏上第亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若p 点离中央亮条纹为cm 501，问两束光在p 点的相位差是多少？（3）求p 点的光强度和中央点的强度之比.
mm 1.0解：（1）由公式
λd
r y 0
=
∆得
=λd r y 0=
∆cm 100.8104.64
.05025--⨯=⨯⨯（2）由课本第20页图1-2的几何关系可知
52100.01
sin tan 0.040.810cm 50
y r r d d d
r θθ--≈≈===⨯
5
21522()0.8106.4104
r r πππϕλ--∆=
-=⨯⨯=⨯由公式
得
(3)22
22
121212cos 4cos 2I A A A A A ϕ
ϕ∆=++∆=8536.04
2224cos
18cos 0cos 421cos 2
cos
42cos 42220
2212
212020=+=+=
=︒⋅=∆∆==πππϕϕA A A A I I p
p .把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中,光屏上原来第5级亮条纹所
3在的位置为中央亮条纹,试求插入的玻璃片的厚度.已知光波长为6×10-7m .
解：未加玻璃片时，、到点的光程差，由公式
可知为1S 2S P 2r
ϕπλ∆∆=Δr =215252r r λ
πλπ
-=
⨯⨯=现在
发出的光束途中插入玻璃片时，点的光程差为
1S P ()210022r r h nh λλϕππ
'--+=
∆=⨯=⎡⎤⎣⎦所以玻璃片的厚度为
421510610cm 10.5
r r h n λ
λ--=
===⨯-4.波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双狭缝上.通过其中一个缝的能量为另一个的2倍,在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样.求干涉条纹间距和条纹的可见度.
解：
6050050010 1.250.2r y d λ-∆=
=⨯⨯=mm
122I I =22
122A A
=1
2
A A =
()(
)
122
122/0.94270.941/A A V A A ∴=
=
=≈+5.波长为700nm 的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为20cm ，棱到光屏间的距离L 为180cm ,若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为1mm ，求双镜平面之间的夹角θ。
解：弧度6
4
()(2001800)70010sin 3510222001r L r y λθθ--++⨯⨯====⨯∆⨯⨯12'
≈6.在题1.6图所示的劳埃德镜实验中,光源S 到观察屏的距离为1.5m ，到劳
埃德镜面的垂直距离为2mm 。劳埃德镜长40cm ，置于光源和屏之间的中央.(1)若光波波长λ=500nm ,问条纹间距是多少?(2)确定屏上可以看见条纹的区域大
求得.)
解：（1）干涉条纹间距
601500
500100.1875mm 4
r y d λ-∆=
=⨯⨯=（2）产生干涉区域
由图中几何关系得：设点为位置、点位置为12PP 2p 2y 1P 1
y 则干涉区域
21
y y y =-()()()202001
11
2
tan 122
2
d y r r r r r r α''=
+=+⨯'-()()002(1500400)3800
3.455mm
215004001100
r r d r r '++=
==='--P 2P 1P 0
题1.6图
01010001()112
()tan ()1222()()2
2(1500400) 1.16mm 1500400
d r r d y r r r r r r r r α'-''=-=-=
'+'+-==+21 3.46 1.16 2.30mm
y y y =-=-=（3）劳埃镜干涉存在半波损失现象暗
N ∴y y
=
∆7.试求能产生红光(λ=700nm)的二级反射干涉条纹的肥皂膜厚度.已知肥皂膜折射率为1.33,且平行光与发向成30°角入射.
解：根据题意
2(210)2
710nm
j d λ=+∴=
=
= 8.透镜表面通常镀一层如MgF 2（n=1.38）一类的透明物质薄膜，目的是利用干涉来
降低玻璃表面的反射．为了使透镜在可见光谱的中心波长（550nm）处产生极小的反射,则镀层必须有多厚?
解：可以认为光是沿垂直方向入射的。即︒
==021i i 由于上下表面的反射都由光密介质反射到光疏介质，所以无额外光程差。因此光程差nh
i nh 2cos 22==δ如果光程差等于半波长的奇数倍即公式
，则满足反射相消的条件
2)
12(λ+=∆j r 因此有
2
)
12(2λ
+=j nh 所以
),1,20(4)12( =+=
j n
j h λ
当时厚度最小
0=j cm 10nm 64.9938
.1455045-min ≈=⨯==
n h λ9.在两块玻璃片之间一边放一条厚纸,另一边相互压紧.玻璃片l 长10cm,纸厚为0.05mm,从60°的反射角进行观察,问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少?设单色光源波长为500nm.
解：由课本49页公式（1-35）可知斜面上每一条纹的宽度所对应的空气尖劈的厚度的
