大学物理-光学
<1>大綱:
1.相干條件、干涉判據(jù)、光程與光程差、相位突變與附加光程
2.楊氏雙縫(分波陣面)
3.薄膜干涉(等傾干涉、等厚干涉)、劈尖、牛頓環(huán)
4.邁克爾孫干涉(公式)
5.單縫夫瑯和費(fèi)(中央明紋、明暗紋條件)、菲涅爾半波帶
6.圓孔夫瑯和費(fèi)、艾里斑、瑞利判據(jù)、儀器分辨率
7.光柵衍射、光柵常數(shù)、光柵方程(主極大、主明紋)、*缺級(jí)
8.偏振光、部分偏振光、自然光
9.起偏與檢偏、馬呂斯定律
10.布儒斯特定律、起偏振角、相加和為90度
<2>思考題
1.干涉三要素:頻率相同,振動(dòng)方向相同,相位差恒定;
2.獲得相干光的原理:由光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光設(shè)法“一分為二”,然后再使這兩部分疊加起來(lái);
? ? ? 方法:分波陣面法、分振幅法;
3.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn):
(1)當(dāng)雙縫的寬度增大時(shí):光場(chǎng)內(nèi)光能將增大 ,干涉條紋的亮度增加,衍射中央明區(qū)的范圍變小 ,該范圍內(nèi)的干涉條紋減少
(2)當(dāng)線光源s平行干雙縫移動(dòng)時(shí):干涉條紋將向反方向平移??
(3)當(dāng)線光源s向雙縫屏移近時(shí):干涉條紋的位置和間距并無(wú)影響,但明條紋的光強(qiáng)因光強(qiáng)變化而發(fā)生相應(yīng)的變化
(4)當(dāng)線光源s逐漸增寬時(shí):使條紋逐漸模糊直至消失
4.為什么剛吹起 的肥皂泡(很小時(shí))看不到顏色?當(dāng)肥皂泡吹大到一定程度時(shí),會(huì)看到有彩色 ,而目這些彩色隨著肥皂泡的增大而改變。試解釋此現(xiàn)象 ,當(dāng)肥皂泡大到將要破裂,將呈現(xiàn)什么顏色?為什么 ?
答 :肥皂泡作為空氣薄膜,厚度e使在其上下表面反射光的光程差滿足一定條件時(shí),就形成干涉圖樣。在日光照射下 ,對(duì)一定厚度的薄膜 ,并非所有波的光強(qiáng)都能被加強(qiáng)。剛吹起的肥皂泡表面看不到這種現(xiàn)象 ,那是由于膜的厚度太大超過(guò)了日光的相干長(zhǎng)度。當(dāng)肥皂泡大到將要破裂時(shí),膜的厚度趨于零,對(duì)于日光中所有波長(zhǎng)的光來(lái)說(shuō) ,光 程差均滿足干涉相消條件,因此,從反射方向看只能是黑色的
5.牛頓環(huán)和邁克耳孫干涉儀實(shí)驗(yàn)中的圓條紋均是從中心向外由疏到密的明暗相間的同心圓,說(shuō)明這兩種干涉條紋不同之處,若增加空氣薄膜厚度,這兩種條紋將如何變化
牛頓環(huán)為等厚干涉,邁克爾孫干涉儀為等傾干涉;前者向內(nèi)收縮,后者向外拓展
6.據(jù)金星表面反射的光是部分偏振光 ,這樣可以推測(cè)金星太大氣層具有鏡面特性的物質(zhì) ,其根據(jù)是什么?
答:當(dāng)自然光在任意兩種各向同性介質(zhì)的分界面發(fā)生反射和折射時(shí),反射和折射光一般都是部分偏振光 ,其偏振度與入射角以及兩種介質(zhì)的折射率有關(guān)。
總結(jié)
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