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1、第14章波动光学第1页，本讲稿共20页 例例 如图示两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱如图示两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为之间的距离为 L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离变小，则在变小，则在 L 范围内干涉条纹的范围内干涉条纹的（1）数目减少，间距变大数目减少，间距变大（2）数目不变，间距变小数目不变，间距变小（3）数目增加，间距变小数目增加，间距变小（4）数目减少，间距不变数目减少，间距不变L滚柱之间的距离变小，劈间角变大；滚柱
2、之间的距离变小，劈间角变大；不变不变.波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第2页，本讲稿共20页 例例 若在牛顿环装置的透镜和平板玻璃板间充满某种若在牛顿环装置的透镜和平板玻璃板间充满某种折射率大于透镜折射率而小于平板玻璃的某种液体，则折射率大于透镜折射率而小于平板玻璃的某种液体，则从入射光方向所观察到的牛顿环的环心是从入射光方向所观察到的牛顿环的环心是（1 1）暗斑暗斑（2 2）明斑明斑（3 3）半明半暗的斑半明半暗的斑 （4 4）干涉现象消失干涉现象消失波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第3页，本讲稿共20页 例例 在折射率在折射率 为为 1.5 的玻璃板上表面镀一层折的
3、玻璃板上表面镀一层折射率射率 为为 2.5 的透明介质膜可增强反射的透明介质膜可增强反射.设在镀膜过设在镀膜过程中用一束波长为程中用一束波长为 600nm 的单色光从上方垂直照射的单色光从上方垂直照射到介质膜上到介质膜上,并用照度表测量透射光的强度并用照度表测量透射光的强度.当介质膜当介质膜的厚度逐步增大时，透射光的强度发生时强时弱的变的厚度逐步增大时，透射光的强度发生时强时弱的变化，求当观察到透射光的强度第三次出现最弱时，介化，求当观察到透射光的强度第三次出现最弱时，介质膜镀了多少质膜镀了多少nm厚度的透明介质膜厚度的透明介质膜（1）300 ,（2）600 ,（3）250 ,（4）420波动
4、光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第4页，本讲稿共20页 例例 用波长为用波长为 的单色光垂直照射折射率的单色光垂直照射折射率为为 的劈尖薄膜如图的劈尖薄膜如图.图中各部分折射率的关图中各部分折射率的关系是系是 ，观察反射光的干涉条纹，观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶开始向右数第从劈尖顶开始向右数第 5 5 条暗条纹中心所对应条暗条纹中心所对应的厚度的厚度 e 为为_ _ 暗条纹暗条纹第第 5 5 条暗条纹条暗条纹 k k=4=4波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第5页，本讲稿共20页解解（1）例：例：双缝干涉实验中，波长双缝干涉实验中，波长 的单色光的单色光垂直入射到缝间距垂直
5、入射到缝间距 的双缝上，屏到双的双缝上，屏到双缝的距离缝的距离 。求求 1）中央明纹两侧的两条第）中央明纹两侧的两条第10 级明纹中心的间距；级明纹中心的间距；2）用一厚度）用一厚度 折射率为折射率为 的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到何处？移到何处？波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第6页，本讲稿共20页p未加玻璃片时未加玻璃片时 加玻璃片后加玻璃片后 原原零零级明纹向下移到约第级明纹向下移到约第七七级明纹处。级明纹处。解（解（2）设设加玻璃片后，加玻璃片后，零零 级明纹下移至级明纹下移至 P 点点.波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第7页，
6、本讲稿共20页 例：例：双缝装置如图双缝装置如图 （钠黄光）（钠黄光）两相明纹角距离两相明纹角距离 ，问（，问（1）何种波长的光可）何种波长的光可使角距离比黄光增加使角距离比黄光增加 10%？解解：条纹间距：条纹间距波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第8页，本讲稿共20页（2）将装置浸入水中钠黄光相邻明纹角间距多大？）将装置浸入水中钠黄光相邻明纹角间距多大？水中水中波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第9页，本讲稿共20页 例例 如图两同相的相干点光源如图两同相的相干点光源 和和 ，发出波，发出波长为长为 的光，的光，A 是连线中垂线上的一点，是连线中垂线上的一点，与与A 间
7、插间插入厚度为入厚度为 的薄片，的薄片，求求 1）两光源发出的光在两光源发出的光在 A 点的点的相位差；相位差；2）已知已知 ,A为第四级为第四级明纹中心明纹中心,求薄片厚度求薄片厚度 的大小的大小.*A波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第10页，本讲稿共20页取取（增强增强）减弱减弱解解 则则氟化镁为增透膜氟化镁为增透膜23玻璃玻璃 例例 为了增加透射率为了增加透射率,求求 氟化镁膜的最小厚氟化镁膜的最小厚度度.已知空气折射率已知空气折射率 ,氟化镁折射率氟化镁折射率 光波波长光波波长 .波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第11页，本讲稿共20页解解 (1)例例 一油轮漏
8、出的油一油轮漏出的油(折射率折射率 =1.20)污染了污染了某海域某海域,在海水在海水(=1.30)表面形成一层薄薄的油表面形成一层薄薄的油污污.(1)如果太阳正位于海域上空如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾一直升飞机的驾驶员从机上向下观察驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色则他将观察到油层呈什么颜色?(2)如果一潜水员潜入该区域水下如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到又将看到油层呈什么颜色油层呈什么颜色?绿色绿色波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第12页，本讲稿共20页(2)透射光的光程差透射光的光程差红光红光紫光紫
9、光紫紫红红色色波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第13页，本讲稿共20页 例例 如图的劈尖装置已知玻璃折射率如图的劈尖装置已知玻璃折射率 波长波长 的光产生等厚干涉条纹，现将的光产生等厚干涉条纹，现将劈尖内充满折射率劈尖内充满折射率 的液体时，条纹间距的液体时，条纹间距缩小缩小 ，求：劈尖角，求：劈尖角 .解：解：空气和液体尖劈条纹间距分别为空气和液体尖劈条纹间距分别为波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第14页，本讲稿共20页 例：例：用波长为用波长为 的单色光垂直照射到空气劈尖的单色光垂直照射到空气劈尖上，从反射光中观察干涉条纹，距顶点为上，从反射光中观察干涉条纹，距顶点
10、为 L 处是暗处是暗纹，使劈尖角纹，使劈尖角 连续变大，直到该处再次出现暗连续变大，直到该处再次出现暗条纹为止，条纹为止，求求劈尖角的改变量劈尖角的改变量 。波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第15页，本讲稿共20页 例例 有一玻璃劈尖有一玻璃劈尖 ,放在空气中放在空气中 ,劈尖夹劈尖夹角角 ,用波长用波长 的单色光的单色光垂直入射时垂直入射时,测得干涉条纹的宽度测得干涉条纹的宽度 ,求求 这玻璃的这玻璃的 折射率折射率.解解波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第16页，本讲稿共20页SL 问：当油膜中问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表心最高点与玻璃片的上表面相距面相距 时，
11、时，干涉条纹如何分布？可见干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及各明纹处膜明纹的条数及各明纹处膜厚厚?中心点的明暗程度如中心点的明暗程度如何何?若油膜展开条纹如何变若油膜展开条纹如何变化化?,油膜的折射率油膜的折射率G 例例 如图为测量油膜折射率的实验装置如图为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在上放一油滴，并展开成圆形油膜，在 波长的单色波长的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹 .已知玻璃的折射率，已知玻璃的折射率，波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第17页，本讲稿
12、共20页解解 1）条纹为同心圆）条纹为同心圆油膜边缘油膜边缘明纹明纹明纹明纹波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第18页，本讲稿共20页 当油滴展开时，条纹间距当油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少变大，条纹数减少.由于由于 故可观察到四条明纹故可观察到四条明纹.波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第19页，本讲稿共20页RP135135 例：例：单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，那么单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，那么光线光线 1 与与 3 在幕上在幕上 P 点相遇时的位相为点相遇时的位相为 ，P 点应点应为为 点点.暗暗缝长缝长波动光学习题课选讲例题波动光学习题课选讲例题第20页，本讲稿共20页