物理光學(xué)第三章作業(yè)答案

1、3.11在楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)中，如果孔距為在楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)中，如果孔距為0.4mm，觀察屏到干涉屏的距離為，觀察屏到干涉屏的距離為1m，在觀察屏上測(cè)量條紋間距為，在觀察屏上測(cè)量條紋間距為1.5mm，試求所用光波的波長(zhǎng)。，試求所用光波的波長(zhǎng)。解：設(shè)孔距l(xiāng)，觀測(cè)屏到干涉屏的距離為d，條紋間距為e所用光波的波長(zhǎng)為λ；根據(jù)可知：del??71.50.46106001elmmmmmnmdm????????3.13波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為589.3nm的鈉黃光

2、照在一雙縫上，在距離雙縫的鈉黃光照在一雙縫上，在距離雙縫100cm的觀察屏上的觀察屏上測(cè)量測(cè)量20個(gè)條紋共寬個(gè)條紋共寬2.4cm試計(jì)算雙縫之間的距離。試計(jì)算雙縫之間的距離。解：設(shè)孔距l(xiāng)，觀測(cè)屏到干涉屏的距離為d，條紋間距為e所用光波的波長(zhǎng)為λ；條紋間距241.220mmlmm??根據(jù)可知：del??589.310.491.2dnmmlmmemm?????3.16在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)小孔在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)小孔S1后放置一塊后放置一塊n=

3、1.58的云母片，發(fā)現(xiàn)干涉條紋移動(dòng)的云母片，發(fā)現(xiàn)干涉條紋移動(dòng)2.5條，如果光源波長(zhǎng)條，如果光源波長(zhǎng)λ=500nmλ=500nm，試求云母片的厚度。，試求云母片的厚度。hpss1s2O?解：如圖所示，設(shè)玻璃片厚度為h加入云母片以前，某一明紋對(duì)應(yīng)的光程差加1m???入云母片以后，該明紋對(duì)應(yīng)的光程差為；加入云母片前后光程差的變2(2.5)m????化為：；(1)2.5nh?????62.52.55002.1510(1)1.581nmhmn??

4、????????3.18在菲涅爾雙面鏡試驗(yàn)中，若單色光波長(zhǎng)為在菲涅爾雙面鏡試驗(yàn)中，若單色光波長(zhǎng)為500nm，光源和觀測(cè)屏到雙面鏡棱線的距離，光源和觀測(cè)屏到雙面鏡棱線的距離分別為分別為0.5m和1.5m，雙面鏡的夾角為，雙面鏡的夾角為103弧度：（弧度：（1）、求觀察屏上條紋間距。、求觀察屏上條紋間距。（2）、問(wèn)觀、問(wèn)觀察屏上最多可以看到多少條兩紋。察屏上最多可以看到多少條兩紋。設(shè)照射波長(zhǎng)為設(shè)照射波長(zhǎng)為632.8nm。解：牛頓環(huán)的第m與第

5、n條暗環(huán)半徑公式可知：，mrmR??nrnR??則透鏡的曲率半徑R為：=3.79m22()mnrrRmn????備注：由牛頓環(huán)第m個(gè)暗環(huán)半徑公式知，在已知單色光的波長(zhǎng)λ，測(cè)出2mrRm???m級(jí)暗環(huán)的半徑rm，即可算出透鏡的曲率半徑R。但是在實(shí)際使用過(guò)程中并不采用這個(gè)公式，主要是因?yàn)橛捎诓ＡЫ佑|處的形變，接觸點(diǎn)不干凈，透鏡與平面玻璃不能很理想地只以一個(gè)點(diǎn)相接觸。因此，僅用計(jì)算透鏡曲率半徑容易帶來(lái)誤差可以通過(guò)2mrRm??來(lái)減少測(cè)量誤差。

6、22()mnrrRmn????3.33鈉燈發(fā)射的黃線包含兩條相近的譜線，平局波長(zhǎng)為鈉燈發(fā)射的黃線包含兩條相近的譜線，平局波長(zhǎng)為589.3nm，在鈉燈光的找明下，調(diào)，在鈉燈光的找明下，調(diào)節(jié)邁克爾孫干涉儀，發(fā)現(xiàn)干涉場(chǎng)的反襯度隨鏡面的移動(dòng)而周期性變化。實(shí)測(cè)的結(jié)果由條紋節(jié)邁克爾孫干涉儀，發(fā)現(xiàn)干涉場(chǎng)的反襯度隨鏡面的移動(dòng)而周期性變化。實(shí)測(cè)的結(jié)果由條紋最清晰到最模糊，視場(chǎng)中吞入了最清晰到最模糊，視場(chǎng)中吞入了490環(huán)條紋，求那光雙線的兩個(gè)波長(zhǎng)環(huán)條紋，求

7、那光雙線的兩個(gè)波長(zhǎng)解：共有兩條譜線共同產(chǎn)生條紋，從所給條件可知：當(dāng)光程變化的時(shí)候，波長(zhǎng)490?為的光的極強(qiáng)值對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為的光的極弱值。即1??????2??????????490.5490?????????得：0.3nm???所以兩個(gè)波長(zhǎng)為：，1589.0nm???????2589.6nm???????3.35用鈉光用鈉光589.3nm觀察邁克爾孫干涉條紋，看到干涉場(chǎng)中有觀察邁克爾孫干涉條紋，看到干涉場(chǎng)中有12個(gè)亮環(huán)且中心是亮個(gè)亮環(huán)且中心

8、是亮的，移動(dòng)的，移動(dòng)M1后，看到中心吞了后，看到中心吞了10環(huán)，而此時(shí)干涉場(chǎng)中還有環(huán)，而此時(shí)干涉場(chǎng)中還有5環(huán).試求（試求（1）、）、M1的移動(dòng)的移動(dòng)距離；（距離；（2）、開始時(shí)中心亮斑的干涉級(jí)；（）、開始時(shí)中心亮斑的干涉級(jí)；（3）、）、M1移動(dòng)以后，從中心往外數(shù)第移動(dòng)以后，從中心往外數(shù)第5個(gè)亮個(gè)亮環(huán)的干涉級(jí)。環(huán)的干涉級(jí)。解：設(shè)M1移動(dòng)前中心干涉級(jí)次為k0，虛膜厚為h，這時(shí)中心以及邊緣處光程差關(guān)系分別為：0022cos(12)hkhik?