激光與原理習(xí)題解答第四章講解

1、第四章電磁場和物質(zhì)的共振相互作用習(xí)題2設(shè)有一臺邁克爾遜干涉儀，其光源波長為。試用多普勒原理證明，當(dāng)可動反射鏡移動?距離L時，接收屏上的干涉光強周期地變化次。2L?證明：如右圖所示，光源S發(fā)出頻率為的光，從M上反射的光為?I?，它被反射并且透過M，由圖中的1MI所標(biāo)記；透過M的光記為，它被II?反射后又被M反射，此光記為II。2M由于M和均為固定鏡，所以I光的1M頻率不變，仍為。將看作光接收?2M器，由于它以速度v運動，故它感受到的光的頻

2、率為：因為反射光，所以它又相當(dāng)于光發(fā)射器，其運動速度為v時，發(fā)出的光的頻率為2MII?這樣，I光的頻率為，II光的頻率為。在屏P上面，I光和II光的廣場可以?(12)vc??分別表示為：因而光屏P上的總光場為光強正比于電場振幅的平方，所以P上面的光強為S1M2MMI?II?III(1)vc?????2(1)(1)(12)vvvccc?????????????00cos(2)cos2(12)IIIEEtvEEtc?????????????

3、02cos(22)cos(2)IIIvvEEEEtttcc??????????021cos22vIItc??????????????????????4估算氣體在室溫(300K)下的多普勒線寬和碰撞線寬系數(shù)。并討論在什么氣2COD???壓范圍內(nèi)從非均勻加寬過渡到均勻加寬。解：氣體在室溫(300K)下的多普勒線寬為2COD??11822770683103007.16107.161010.610440.05310HzDTM??????????

4、??????????????????氣體的碰撞線寬系數(shù)為實驗測得，其值為2CO?49KHzPa??氣體的碰撞線寬與氣壓p的關(guān)系近似為2COLp????當(dāng)時，其氣壓為LD?????830.05310108.16Pa4910Dp????????所以，當(dāng)氣壓小于的時候以多普勒加寬為主，當(dāng)氣壓高于的時候，變108.16Pa108.16Pa為以均勻加寬為主。5氦氖激光器有下列三種躍遷，即的632.8nm，的和243S2P242S2P1.1523μ

5、m243S3P的的躍遷。求400K時它們的多普勒線寬，分別用、、為單位表示。由3.39μmGHzμm1cm所得結(jié)果你能得到什么啟示？解：多普勒線寬的表達式為(單位為GHz)12707.1610DcTM????????????(單位為)1227007.1610DDTcM?????????????????μm1270117.1610DDTcM??????????????????????所以，400K時，這三種躍遷的多普勒線寬分別為：的632