大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)答案習(xí)崗第9章

1、第九章波動(dòng)光學(xué)118第九章第九章波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)本章提要1.幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念●相干條件：參與疊加的兩束光滿足振動(dòng)方向相同、頻率相同、相位差恒定的條件稱相干條件。只有滿足相干條件的光疊加時(shí)才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象?！穹植ㄇ胺ê头终穹ǎ豪闷胀ü庠传@得相干光的方法有分波前法和分振幅法。分波前法是在同一波前上通過波前的分割獲得相干光，分振幅法是通過對(duì)同一束光進(jìn)行振幅（光強(qiáng)）的分割獲得相干光的?！窆獬蹋汗庾哌^的幾何路程與路程上的介質(zhì)折射率的乘

2、積稱為光程。2.分波前法干涉分波前法干涉●楊氏雙縫干涉是利用分波前法產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的，它是光具有波動(dòng)性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，具有十分重要的意義?！駰钍想p縫干涉實(shí)驗(yàn)的基本原理是：波長為的自然光源通過一個(gè)狹縫后形?成狹縫光源，由狹縫光源發(fā)出的光通過間距為d的雙縫后形成兩束相干光，這兩束相干光在屏上相遇就會(huì)形成等間距的干涉條紋。條紋間距為Dxd???其中，D為雙縫與光屏的距離。●洛埃鏡實(shí)驗(yàn)也是分波前法干涉實(shí)驗(yàn)，其重要意義在于顯示了光的半波損失現(xiàn)象。即光在

3、光疏媒質(zhì)和光密媒質(zhì)截面反射時(shí)，光要多走或少走的光程。2?3.分振幅法干涉分振幅法干涉分振幅法干涉的典型例子是薄膜干涉，其又可分等厚干涉和等傾干涉兩種。（1）等厚條紋當(dāng)光線垂直入射在膜表面時(shí)，在薄膜表面等厚處形成相同的干涉條紋的現(xiàn)象稱等厚干涉。當(dāng)膜兩側(cè)都是空氣時(shí)，定位于膜上表面的明紋滿足0022??kne???321?k對(duì)暗紋滿足2)12(2200?????kne0123k??其中，n為膜的折射率，e為膜的厚度。第九章波動(dòng)光學(xué)120a??

4、61.0min?●最小分辨角的倒數(shù)為分辨率?！裆镲@微鏡的分辨本領(lǐng)由通過物鏡所能分辨的兩個(gè)物點(diǎn)的最小距離（稱最小分辨距離）來表示。理論計(jì)算得到的最小分辨距離為unysin61.0???其中，為物方的折射率，為孔徑對(duì)物點(diǎn)的半張角，稱物徑的數(shù)值孔徑nuunsin（縮寫N.A.)。7.光柵衍射光柵衍射●由許多等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學(xué)元件叫光柵。光柵每一條透光部分的寬度為a，不透光部分的寬度為b，(ab)=d稱為光柵常數(shù)。光柵常數(shù)是

5、光柵的特征量。●當(dāng)用單色光入射到光柵上時(shí)，在黑暗的背景上會(huì)出現(xiàn)窄細(xì)明亮的譜線?？p數(shù)越多，譜線越細(xì)越亮。譜線（主極大）的位置滿足sindk????210?k該式稱為光柵方程?！褡V線強(qiáng)度要受單縫衍射調(diào)制，因而會(huì)出現(xiàn)缺級(jí)現(xiàn)象?！馲射線通過晶體時(shí)會(huì)產(chǎn)生衍射。若各原子層(或晶面)之間的距離為d，當(dāng)單色的平行X射線以掠射角?入射到晶面上時(shí)，表面層原子散射的反射光和內(nèi)部原子散射的反射光滿足下式時(shí)??kd?sin2?321?k在?方向上就會(huì)因各反射光相

6、互干涉增強(qiáng)而出現(xiàn)亮點(diǎn)。該式稱為晶體衍射的布喇格公式。8.光的偏振光的偏振●根據(jù)光矢量的振動(dòng)情況，光可以分為非偏振光（無偏振）、偏振光（線偏振、橢圓偏振、圓偏振）和部分偏振光。自然光是非偏振光?！窨梢酝ㄟ^具有二向色性的偏振片產(chǎn)生和檢驗(yàn)偏振光?！衿窆馔ㄟ^檢偏器后，其光強(qiáng)服從如下的馬呂斯定律：20cosII??其中，I為通過檢偏器后的光強(qiáng)，是通過檢偏器前的光強(qiáng)，是偏振光與檢0I?偏器偏振化方向的夾角。●自然光通過雙折射晶體后會(huì)產(chǎn)生偏振的o光