光學(xué)教程第1章-參考答案

1、光學(xué)習(xí)題答案光學(xué)習(xí)題答案姚啟均著姚啟均著第一章第一章光的干涉光的干涉11.1波長為波長為500nm的綠光投射在間距的綠光投射在間距為0.022cm的雙縫上，在距離的雙縫上，在距離為180cm處的光屏處的光屏d0r上形成干涉條紋，求兩個(gè)亮條紋之間的距離上形成干涉條紋，求兩個(gè)亮條紋之間的距離.若改用波長為若改用波長為700nm的紅光投射到此雙縫上，的紅光投射到此雙縫上，兩個(gè)亮條紋之間的距離又為多少？算出這兩種光第兩個(gè)亮條紋之間的距離又為多少

2、？算出這兩種光第2級(jí)亮紋位置的距離。級(jí)亮紋位置的距離。解：相鄰兩個(gè)亮條紋之間的距離為mdryyyii29220110409.01050010022.010180?????????????????若改用700nm的紅光照射時(shí)，相鄰兩個(gè)亮條紋之間的距離為mdryyyii29220110573.01070010022.010180?????????????????這兩種光第2級(jí)亮條紋位置的距離為mdrjyyynmnm3922120500270

3、021027.3]10)500700[(10022.0101802)(????????????????????????1.2在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，光源波長為在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，光源波長為640nm，兩狹縫間距，兩狹縫間距為0.4mm，光屏離狹縫的距，光屏離狹縫的距d離為50cm.試求：試求：(1)光屏上第光屏上第1亮條紋和中央亮條紋之間的距離；亮條紋和中央亮條紋之間的距離；(2)若點(diǎn)離中央亮點(diǎn)離中央亮0rP條紋條紋0.1mm，問兩束光在，問兩

4、束光在點(diǎn)的相位差是多少？點(diǎn)的相位差是多少？(3)求點(diǎn)的光強(qiáng)度和中央點(diǎn)的強(qiáng)度之比。點(diǎn)的光強(qiáng)度和中央點(diǎn)的強(qiáng)度之比。PP解：(1)因?yàn)?j=0，1)。?drjy0?所以第1亮條紋和中央亮條紋之間的距離為mdryyy4932001100.810640104.01050)01(?????????????????(2)因?yàn)椋鬚點(diǎn)離中央亮紋為0.1mm，則這兩束光在P點(diǎn)的相位差為021rydrr???41050104.0101.01064022)(

5、22339021?????????????????????????rydrr(3)由雙縫干涉中光強(qiáng)，得P點(diǎn)的光強(qiáng)為)](cos1)[(A2I(p)21pp????光學(xué)習(xí)題答案光學(xué)習(xí)題答案姚啟均著姚啟均著第一章第一章光的干涉光的干涉3為180cm，若所得干涉條紋中相鄰亮條紋的間隔為，若所得干涉條紋中相鄰亮條紋的間隔為1mm，求雙鏡平面之間的夾角，求雙鏡平面之間的夾角。?解：因?yàn)椋??sin2rlry???所以0035.0107001012

6、02)20180(2sin93???????????????yrlr故兩平面鏡之間的夾角。122.0)0035.0(sin1????o?1.6在題在題1.6圖所示的勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)中，光源圖所示的勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)中，光源S到觀察屏的距離為到觀察屏的距離為1.5m，到勞埃德鏡面的，到勞埃德鏡面的垂直距離為垂直距離為2mm。勞埃德鏡長。勞埃德鏡長40cm，置于光源和屏之間的中央。，置于光源和屏之間的中央。(1)若光波波長若光波波長=500nm，問條

7、紋間距是多少？，問條紋間距是多少？(2)確定屏上可以看見條紋的區(qū)域大小，此區(qū)域內(nèi)共有確定屏上可以看見條紋的區(qū)域大小，此區(qū)域內(nèi)共有?幾條條紋？幾條條紋？(提示：產(chǎn)生干涉的區(qū)域提示：產(chǎn)生干涉的區(qū)域P1P2可由圖中的幾何關(guān)系求得。可由圖中的幾何關(guān)系求得。)解：(1)屏上的條紋間距為mdryyyii4930110875.110500102250.1????????????????(2)如圖所示條）(1219.029.2)(29.216.145.

8、3)(45.355.02)4.055.0()()()(16.195.01.14.055.0255.0102021220110????????????????????????????????ylNmmpppplppmmAaBCtgBCppmmCAaBBtgpp???即：離屏中央1.16mm的上方的2.29mm范圍內(nèi)，可見12條暗紋。(亮紋之間夾的是暗紋)1.7試求能產(chǎn)生紅光試求能產(chǎn)生紅光(=700nm)的二級(jí)反射干涉條紋的肥皂膜厚度。已知

9、肥皂膜折射率的二級(jí)反射干涉條紋的肥皂膜厚度。已知肥皂膜折射率?為1.33，且平行光與發(fā)向成，且平行光與發(fā)向成30角入射。角入射。解：設(shè)肥皂膜的厚度為d，依題意可知，該干涉為等傾干涉。干涉相長，產(chǎn)生二級(jí)條紋，即j=0，1。2)12(sin2112????jinnd所以41070030sin133.11124sin129222122122??????????oinnjd?m10104260???(設(shè)肥皂膜的厚度肥皂膜的厚度為d，依，依題意可