物理光学知识点

Revisedasof23November2020第一草波的基本性质填空题某介质的介电常数为£,相对介电常数为与，磁导率为〃，相对磁导率为4,，则光波在该介质中的传播速度口=（-4=）：该介质的折射率〃=（氏）o染色自然光从折射率为川的透明介质1人射到折射率为m的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生（反射和折射）现象：反射角»、透射角。和入射角q的关系为（a=a，sin=n2sin0,）：设巳,匕分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则①和七的关系为（5二%）：设4,之分别为光波在介质1、介质2中的波长，则4和4的关系为（〃[4=〃24）。若一束光波的电场为后=2jcos2^xlO15^-/^,则，光波的偏振状态是振动方向沿（y轴）的（线）偏振光：光波的传播方向是（z轴）方向：振幅是（2）v/ni：频率是（IO15）Hz：空间周期是（3x10-7）山：光速是（3x10'）nVs.已知为波长的He・Ne激光在真空中的传播速度为s,其频率为_：在折射为的透明介质中传播速度v为叁，频率为波长为」—平面单色光波的圆频率为3、波矢为其在真空中的光场E用三角函数表示为E=&）cos（W一%"）用豆数表示为E=E°expi'"-：若单色球面（发散）光波的圆频率为3、波矢为“，其在真空中的光场E用三角函数表示为匕"吆上2.用复:数表示为E=El/rexpi（k-r-cot）一光波的波长为500nm,其传播方向与x轴的夹角为30。，与y轴的夹角为60°,则其与z轴的夹角为9伊,其空间频率分别为_、IxlO6nr1.2：玻璃的折射率为〃=,光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为：光从玻璃射向空气时的布偌斯特角为0单色自然光从折射率为m的透明介质1人射到折射率为m的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生现象：0（反射角）,q（透射角）和g（入射角）的关系为:设巳，巳分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则巳羽14的关系为:设4,4分别为光波在介质1、介质2中的波长，则4不口4的关系为。选择题E=£；）exp|-i（a—七：）］与E=&）exp［-i（a+&z）］描述的是（C）传播的光波。A.沿正z方向；B.沿负z方向；C.分别沿正z和负z方向；D.分别沿负Z和正z方向。光波的能流密度个正比于（B）0A.£或，B.£或“2C.E2,与H无关D.“2与E无关在麦克斯韦方程组中，描述法拉第电磁感应定律的方程是：（C）。A.VD=p;B.VB=0；C.VxE="—；D.Vx/7=j+—ctdt若某波长的光在某介质的相对介电常数为相对磁导率为则该光在该介质中的折射率为（B）oC,〃=；D./?=----某种透明媒质对干空气的临界角（指全反射）等于45。，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是（D）oA.小于45°；B.30°C.45°；D.大于45。在麦克斯韦方程组中，说明磁场是无源场的方程是：（B）oA.▽.£）=2;B.V5=0；C.Vx£=-—；D.Vx//=）+丝dtdt若某波长的光在某介质的介电常数为£,磁导率为〃，则该光在该介质中的传播速度为（A）oB.V=yfps;C.v=石；8在介质1和2的分界面上（法线表示为“），若无而电荷和面电流，下列关系正确的是A.一区)=0；B.?r(DI-D2)=0；C.n(E1-E；)=0；D.(H,-H2)=09全反射时，在折射率小的介质中的电场（）oB0A.等于零B.随离界面距离的增加按指数规律衰减C等于常数D.随离界面距离的增加按指数规律增加自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为（）o_D当光波在两种不同介质中的振幅相等时，DoA.其强度相等B.其强度不相等C.不确定D.其强度比等于两种介质的折射率之比光从折射率小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的C_oA.电场和磁场都无相位变化B.电场和磁场都有相位突变C.电场有相位突变，磁场无相位变化D.电场无相位变化，磁场有相位突变在相同时间内，同一粒色光在空气和在玻璃中A,传播的路程相等，走过的光程相等。B.传播的路程相等，走过的光程不相等。C.传播的路程不相等，走过的光程相等。D,传播的路程不相等，走过的光程不相等。光在界而发生反射和透射，对于入射光、反射光和透射光，不变的量是A.波长B・波矢C.强度D.频率6.光波的能流密度j正比于B°A.E或HB.E?或H?C.七2与〃无关D."2,与E无关名词解释半波损失：在小角度入射（1分）或掠入射（1分）两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。（1分）全反射：光从光密介质入射到光疏介质，并且当入射角大于临界角时，在两个不同介质的分界面上，入射光全部返回到原介质中的现象，就叫全反射。折射定律：①折射光位于由入射光和法线所确定的平面内。②折射光与入射光分居在法线的两侧。③折射角与入射角满足：sin/'/sinI=n/n。坡印亭矢量（34、辐射强度矢量）：它表示单位时间内，通过垂直于传播方向的，的位面积的电一1一一磁能量的大小。它的方向代表的是能量流动的方向，S=-ExB0发光强度：辐射强度矢量的时间平均值（/）。反射定律：①反射光线位于由入射光线和法线所确定的平面内：②反射光线和入射光线位于法线两侧：③反射角与入射角绝对值相等，符号相反，即/"=一/。相速度：等相面的传播速度。群速度：振幅恒值点的移动速度。简答题1电磁场波动方程的数学表示式1左c1探月八电场的波动方程：V-E一一---=0;磁场的波动方程：V-8—>^=。尸5r「dt-平面波、球面波、柱面波的一般式平面波：E=Aexp{z（^-r±6uf）};球面波：E=—exp{z（/c•r±6X）};柱面波：E=&exp{i(k-r±创)}电磁波是如何相互激发产生的变化的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生变化的电场，从而，电场和磁场相互激发，以一定的速度由近及远传播开来就形成了电磁波。原子发光特点①实际原子发出的是一段儿一段儿有限大的波列；2振幅在持续时间内保持不变或变化缓慢；③前后波列之间没有固定的相位关系；④各个波列的振动方向不同。平面电磁波性质①平面电磁波是横波(zE-LBlk,并且构成右手螺旋系8巨和与同相位各向同性均匀介质的物质方程表示式及各个物理量的意义7=oEb电导率；力=比£——介电常数；月=/后〃——磁导率7D-E-P-•J-8微分形式的麦克斯韦方程组及各物理员的意义一▽•，=°—电感强度；B一磁感强度；VB=O<-dB—电场强度；H一磁场强度；VxE=次_一自由电荷体密度；5万_二6D3DVxH=7+--一传导电流密度；一位移电流密度。力dt(6分)何为平面波写出真空中波长为500nm振幅为2的单色平面波的表达式。答：等相面为平面的简谐波为平面波。E=2cos(4-106^z-1.2-1015^)9画出菲涅耳曲线，并由图 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 反射光和透射光的位相变化c(光由光疏进入光密媒质)解：菲涅耳曲线如下图所示I,3在入射角b为任何角度时均大于0,说明透射光的相位与入射光相位相同，既无相位变化；(1分)八〈0说明反射光的垂直分量与入射光的垂直分量相位差n；(1分)日<的时r>0说明反射光的平行分量无相位变化，时r<0说明反射光的平行分量与入射光的平行分量相位差F(1分)10波长为、振幅为A的平面波以角入射到镜面，忽略反射引起的位相变化，求X轴上的豆振幅分布X轴上，是入射光与反射光的kx分量的同向叠加。E(x)=Asinexp(iksinx)+Asinexp(iksinx)=2Asinexp(iksinx),k=2/0y轴上的更振幅分布y轴上，是入射光与反射光的ky分量的反向叠加。E(y)=Acosexp(-ikcosy)+Acosexp(ikcosy)=2Acoscos(kcosy)笫二题用一观察者站在水池边观看从水而反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是自然光，线偏振光还是部分偏振光它与太阳的位理有什么关系为什么(I)当入射角a=劣时，反射光为线偏振光，(2分)因此时R”=oR=R_133依二％=530即当a=53"时反射光为线偏振光。(3分)(2)当a&O,和a^9(rR〃=勺反射光为自然光。(3分)(3)其他角度时，反射光为部分偏振光。Q分)光波在介质分界面上的反射特性和透射特性与哪些因素有关答：与入射光的偏振状态（2分）、入射角（2分）和界面两侧介质的折射率（2分）有关。光波在介质分界面全透射的条件是什么答：入射光为光矢量平行于入射面的线偏振光。（3分）入射角等于布儒斯特角BC（tan4=”）（3分）光波在分界面的反射和透射特性与哪些因素有关答：与入射光的偏振状态、入射角和界面两侧介质的折射率比值有关。产生全反射的条件产生全透射的条件答：发生全反射的条件：光从光密介质到光疏，入射角大于或等于全反射临界角（%>%,sin4=尘）o%发生全透射的条件：入射光为光矢量平行于入射面的线偈振光，入射角等于布儒斯特角5。（tan0H=）nx光波从光密介质入射到光酸介质出现透射系数大于1，这是否与能量守恒不相符合如何解样答：透射系数大于1不与能量守恒相矛盾。反映能量关系的是透射率，由透射率表达式可知：即使透射系数大于1,其透射率也不能大于lo解铲半波损失"和''附加光程差工答：半波搅失是光在界面反射时，在入射点处反射光相对于入射光的相位突变，对应的光程为半个波长。附加光程差是光在两界面分别反射时，由于两界面的物理性质不同（一界面为光密到光疏，而另一界面为光疏到光密；或相相反的情形）使两光的反射系数反号，在两反射光中引入的附加相位突变，对应的附加光程差也为半个波长。研究时谐均匀平面波的意义。答：时谐均匀平面波的数学描述简单，又能反映光波的基本特征。时谐均匀平面波作为描述光波的基本波型，复杂光波可由不同均匀平面波假加而成。为什么常用更振幅表示简谐波讨论电磁波在两种介质分界面上的折反射性质时，为什么要分析、并且只分析平行分量和垂直分量21界面上透射率是否等于透射系数的平方为什么第二草光波的叠加选择题某束光的波函数表示为：（,）=Acos（Q-a）i+A、cos（以一+A0），，若式中的不恒定，则该光可能是（部分）偏振光或（非偏振（或自然光））光：着为（汗的整数倍）时，该光为线偏振光：若△。为（4/2的奇数倍）且满足条件（A=A,）时，该光为圆偏振光：若sin（A0>O,则为（左旋）圆偏振光。光强均为的两同频、同振动方向波段加，波长为人，至强加点的光程差为AL，则其相位差27r（5^5为（—AL）,强加光强为（4/0cos2-）,其条纹对比度为（1）°4\2>第三草光的干涉填空题1两束光£和G干涉，只有满足（频率相等）、（相位差恒定）、（偏振方向不垂直）条件,才能获得稳定的干涉条纹：节位相差等于（2%的整数倍（或万的偶数倍））时，干涉强度取极大值：当位相差等于（乃的奇数倍）时，干涉强度取极小值,光的下涉现象是两光波相遇时，在相遇区域内出现稳定的明暗条纹（光强强弱分布）：出现此现象要求的条件是频率相同、振动方向基本相同和观察时间内相位差恒定：在实验室中获得相丁光波的方法有分振幅、分波面、分振动面嚼三2,杨氏双缝干涉属于组波面、迈克耳孙干涉属于宏国或：如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是o（填“上凸”或“下凹”）5如图所示，平行的色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为。，并且，■为入射光在折射率为小的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为在双缝杨氏干•涉实验中，两缝分别被折射率为由和〃2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为八波长为的平行玳色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差为O如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样,凸情况是o则干涉图中条纹弯曲处的凹二.选择题在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为〃、厚度为，/的透明薄片后，这条光路的光程改变量为（A）c（A）2（n-1）d（B）2nd（C）2（）J+/2（D）nd等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心忸环，（C）,（A）两者都是中心部分圆环的干涉级次大（B）两者都是边缘部分圆环的干涉级次大（C）前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大（D）前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大关于光的空间相干性，下列说法不正确的是（D）。（A）光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性（B）普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小（0光的空间相干性反映了光波场的横向相干性（D）空间相干性与光波的波列长度有关一束光射入两面平行的玻璃，在分析其反射光干涉时需要考虑多光束干涉的是：（D）A.入射光较强时；B.入射光较弱时；C.界面反射率较小时；D.界面反射率较大时。下列装置利用了多光束干涉原理的是（B）.A.迈克尔逊干涉仪；B.法布里-珀罗干涉仪；C.海定格干涉仪；D.光栅分光仪；平行平板多光束干涉与双光束干涉条纹的异同表现在（C）.A.均为等厚干涉条纹；B,均为同心圆条纹，条纹位萋不同；C.均为同心圆条纹，条纹位置相同；D.条纹细税程度相同；F・P腔反射率R增加时，其分辨能力（D）。A.下降；B.恒定不变；C.趋于等；D.增加。平行平板的等倾干涉图样定域在A.无穷远B.平板上界面C.平板下界面D.自由空间关于光的空间相干性，下列说法不正确的是（）。DaA.光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性B.普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小C.光的空间相干性反映了光波场的横向相干性D.空间相干性与光波的波列长度有关关于光的时间相干性，下列说法不正确的是（）oB。A.光场的时间相干性来源于普通光源的原子发光持续时间的有限性B.光场的时间相干性与光源的光谱展宽无关C.光场的时间相干性反映了光场的纵向相干性D.光波的波列越长，其光场的时间相干性越好单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为近且小小为入射光在川中的波长，则两束反射光的光程差为（）。C,A.B.2.4/(2〃JC.2访1々4如图“所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长X=500〃m=的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图”所示，有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切，则1:件的上表面缺陷是国A.不平处为凸起纹，最大高度为500〃机B.不平处为凸起纹，最大高度为250〃机c,不平处为凹槽，最大深度为500"〃D,不平处为凹槽，最大深度为250〃〃？13平行平板的等倾干涉图样定域在A.无穷远B,平板上界面C,平板下界面D.自由空间在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是A.由外到里B.由里到外C.不变D.随机变化在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色兰到红的空间位置是工。A.由外到里B.由里到外C.不变D.随机变化在对称平板双光束干涉中，无论是〃>〃°还是“两反射光束间的附加相位突变总是A_0A.等于B.等于0C,可以为也可以为0D.在0和之间把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环B)A.向中心收缩，条纹间隔不变B.向中心收缩，环心呈明暗交替变化C.向外扩张，环心呈明暗交替变化D.向外扩张，条纹间隔变大牛顿环中，最接近中心环的色散BoA.最强B.最弱C.等于常数D.等于零等倾T•涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环，c。A两者都是中心部分圆环的干涉级次大B两者都是边缘部分圆环的干涉级次大C前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大D前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度C0A.分别为4和4B.分别为乙和乙C.都等于40.都等于3244242在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为〃、厚度为〃的透明薄片后，这条光路的光程改变量为a。A2(n-1)dB2ndC2(n-1)d+/2Dnd在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为，？的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是旦，AAXAA—B—C—D22nn2(n-l)关于光的空间相干性，下列说法不正确的是.D。A.光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性B.普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小C.光的空间相干性反映了光波场的横向相干性D.空间相干性与光波的波列长度有关关于光的时间相干性，下列说法不正确的是B:A.光场的时间相干性来源于普通光源的原子发光持续时间的有限性B.光场的时间相干性与光源的光谱展宽无关C.光场的时间相干性反映了光场的纵向相干性D.光波的波列越长，其光场的时间相干性越好由A、B两只结构相同的激光器发出的激光具非常相近的强度、波长及偏振方向,这两束激光C_.A.相干B.可能相干C.不相干D.无法确定是否相干等候干涉图样中心圆环」一、A.级次最高，色散最弱B.级次最高，色散最强C.级次最低色散最弱D•级次最低，色散最强三.名词解释相干时间：⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间；（2）指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差（答对1,2个中的一个即可）（2分）；（3）相干时间越大，单色性越好。（1分）相干长度：1片旨光源发出的光波列的平均长度；⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1,2中的一个即可）（2分）；（3）是光源单色性的标志（1分）患史斯T涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是这些子波的公切面（包络面）。（1分）后来，菲涅耳考虑到惠里斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布r,所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯一一菲涅耳原理。a分）等倾干涉：指薄膜（一般板的厚度很小时，均称为薄膜）厚度处处相同（1分），两光束以各种角度入射时产生的一组干涉条纹（2分）。等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射干薄膜（1分），入射角0。不变（1分），改变膜厚度，这时每个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。（1分）「•涉条纹的步宽废：在透射光的情况下，半宽度是指透射光强度下降到其峰值的一半时所对应的位相变化量¥波损失：在小角度入射（1分）或掠入射（1分）两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。（1分）相干光束会聚角：对应干涉场上某一点P的两支相干光线的夹角（/）。干涉孔径角：对于干涉场某一点P的两支相干光线从光源发出时的张角（/）。光源的临界宽度：条纹对比度刚好下降为0时的光源宽度。光源的许可宽度：一般认为，当光源宽度不超过其临界宽度的1/4时条纹对比度依然是很好的（KN0.9），我们把此时的光源宽度称为光源的许可宽度°相干长度：对于光谱宽度为zU的光源而言，能够发生干涉现象的最大光程差。干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域,某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象。横向相干宽度：当光源宽度等于临界宽度时，通过力两点的光不能发生干涉，则称此时的»，力之间的距离为横向相干宽度。空间相干性：若通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过这两点的光具有空间相干性。时间相干性：若同一光源在相干时间A1内不同时刻发出的光，经过不同的路径相遇时能够产生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。相干时间：我们把光通过波列长度或相干长度所需的时间称为相干时间。条纹对比度/可见度：K=（/.w-乙）/（/.“+/；）它表现「干涉场中某处条纹亮暗反差的程度，其中和/m分别是所考察位置附近的最大光强和最小光强。四.简答题分波前法和分振幅法的区别及其典型代表①分波前法，截取的是同一波面的不同部分，再度汇合并且干涉：，典型代表：杨氏干涉②分振幅法，截取的是同一波面的相同部分，再度汇合并且干涉。典型代表：/=0平行平板双光束干涉。常见的获取相干光波的方法答：①分波前法：对于波动场截取同一波面的不同部分，再度汇合并且干涉；②分振幅法：对于波动场截取同一波面的相同部分，再度汇合并且干涉。发生干涉的条件答：①频率相同；②振动方向相同；③相位差恒定；4光程差小于波列长度。影响干涉条纹对比度的因素①两相干光束的振幅比；②光源的大小；③光源的非单色性。定域条纹和非定域条纹的区别①非定域条纹：由单色点源照明所产生的光波篌加区域，任何一个平面上都能观察到的干涉条纹。②定域条纹：只能在定域面及其附近观察到的干涉条纹。定域面，指当光源为扩展光源时，总可以找到一个平面，在该平面及其附近可观察到清晰的干涉条纹，此平面就是定域面。在杨氏双缝干涉实验中，影响条纹对比度丫的因素有哪些各因素是如何影响的答：影响条纹对比度V的因素有：光源S的横向宽度（或双缝间的组离）、光源的光谱范围（或从双缝到观察屏的光程差）。（3分）光源的横向宽度越大，整个观察屏条纹对比度越低：光源光谱范围越大，条纹的对比度越低，离等级条纹越远处对比度降低越明显。解糅“半波损失”和“附加光程差”.答：半波搅失是光在界面反射时，反射光在入射点相对于入射光的相位突变，对应的光程为半个波长。（3分）附加光程差是光在两界面分别反射时，由于两界面的物理性质不同（一界面为光密到光疏，而另一界面为光疏到光密；或相反的情形）在两反射光中引入的附加相位突变，对应的附加光程差也为半个波长。（3分）肥皂泡为什么是彩色的、明暗相间的①构成肥皂泡的水膜很薄，且受重力影响导致上薄下写，形成薄楔板；2楔板在自然光照射下形成干涉，薄楔板干涉的定域面在楔板附近，因此人们看到的条纹在肥皂泡上。③又因为入射光为复色光，干涉条纹的形成与波长相关，所以形成彩色的明暗相间条纹。彩色肥皂泡在快要破裂时会变暗的原因1形成肥皂泡的水膜构成楔板，并在肥皂泡附近形成彩色的干涉条纹；2楔板光程差：△=2〃/?cos&+色，在快要破裂时，力.0,△-4为暗纹，因此肥皂泡在快-22要破裂时会失去色彩并变暗。双光束干涉与多光束干涉在条纹上的差异，哪一种更好①双光束干涉条纹的亮条纹与暗条纹的宽度近似相等，而多光束干涉条纹则非常“明锐2双光束干涉条纹的亮暗过度比较平线不够鲜明而多光束干涉条纹则明暗分界特别清晰，③双光束干涉条纹的条文对比度较差而多光束干涉条纹的条纹对比度较高。综上，多光束干涉更好。泰曼•格林干涉仪与迈克尔逊干涉仪的区别①光源：泰曼-格林干涉仪使用单色点光源。迈克尔逊干涉仪使用扩展光源，且可用复色光。②结构：泰曼-格林干涉仪不用补偿板。迈克尔逊干涉仪必用补偿板。牛顿环与等倾干涉条纹有何异同实验上如何区分这两种干涉图样（5分）解：（1）相同处：（2分）i干涉条纹都是同心圆环ii等倾干涉：条纹间距外=/2“0'〃(N-1+£)即越向边缘环的半径越大，条纹越密等厚干涉：（牛顿环）储”=|不4.m增加储”减少.即越向外条纹越密⑵不同点XI分）i等倾干涉：△=2〃/7COS〃+4对于h固定时，0=0是中央条纹，即2A=2〃/?+人光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应。增大△减小，m减小2ii等厚干涉：A=2nh+J（若小角度入射时）中央条纹的光程差最小即A=22干涉极次最小即△=w/tni=1当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。⑶实验上区别的方法，可以改变h值的方法（用手压h微小，反之h增大）（2分）i等倾干涉：△=2〃/?cose=m4,每个圆条纹均有自己的干涉极次〃？，对于川亮环来说，当h变小时cos9必然要增大，以保持〃状不变,因此这第加极环所对应的半张角氏就跟着戒小，也就是环的半径不断减小，环向中心收缩而且每戒少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。ii等厚干涉：A=2n/?+-,对于依。时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一条纹是对2应膜上厚度相同的点，当力减小△减小，对应干涉极次加减小，所以对于原来同一位置即同一半径，,处当A减小时,干涉极次由加减小到加/,即牛顿环在F变化时向外扩张。13画出迈克尔逊干涉仪的原理图，说明产生干涉的原理及补偿板的作用。解：①扩展光源s发出光束在A面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和（2）。（1）经必反射后通过A面，（2/M：反射后通过A面，两者形成干涉，（1）和⑵干涉可看作辿在A面内虚像灯和山构成的虚平板产生的干涉。（2分）②邑作用是补偿光路，相干光（1）一共经过平板P：三次，附加光程差为3〃/,相干光（2）一共经过平板巴一次，附加光程差为〃/。由于在空气中行程无法补偿，所以加P：使⑵走过的光程同（1）,P：与P：材料、厚度完全相同且平行。（2分）PQ（3分）14写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I①的最大，最小值分别是多少（5分）I⑺1解：（1沈强分布：-77；=六（1分）严1+Fsin244R（2洛项含义：F=斤■反射率■入射光光强/⑴■透射光相干后在干涉仪处的光强（I分），6-相邻两透射光位相差（1分）⑶/匕=丁‘〃"=/'。'当sing=°有最大值（1分）1।V/4/*=—!—/，0）当sing=1有最小值H分）1+F215在双缝实验中，就下列两种情况,用曲线表示出观察屏上的光强分布，并讨论其特点。①熨色光源只含有波长和，强度相等的两成分②红色光源只含有波长，和，强度相等的三种成分。并由此推论白光干涉图样的特点。解：⑴双缝干涉，得到屏幕上亮暗条纹位置如下44Ad亮条纹：X,,=〃?K~小=0,±1,±2・・・（1分）暗条纹：X,〃=〃?一^"〃7=±泉土，土;・・・（1分）———亮条纹：m=0时对于不同的人有相同的X值，即工产0,当人增加，X,“增加，即Q的一级亮条纹对应的X?大于木的一级亮条纹对应的X],如图（a）,（b）所示。（2）由曲线可知各波长的条纹，除等级重合外，其余各级间都相互有位移，于是产生了各组条纹的重健，这就使条纹的可见度下降，而白光从~的，条纹的可见度将极差，（1分）白光干涉等级条纹是白色条纹，其他位置都是彩色的且级次低。（2分）16平行光的双缝衍射实验中，若挡住一省蛋条纹有何变化原来亮条纹处的光强是否会变小为什么（4分）（1）已知N=2,缝距4=2。，光强分布为/（〃）=44（sin/?、,->d一L)-cos--,P2P=—kas\nOt23=攵〃sin。，8=0处，干涉主极大，衍射主极大，，/=4的=4/。（1分）衍射主极大内包含2x（4）—1=3个干涉主极大。条纹的光强分布如下图所示。干涉极次衍射极软缺极缺极:(1分)（2）挡住一缝相当于单缝衍射,条纹变宽。（1分）f、..sin/7?、（3）由于双缝的光强分布为/(〃)=4/°(—^厂cos一PsinB,单缝的光强分布为：/（〃）=〃（一^上厂sinB,双缝亮条纹/（p）=4/°（—^一）-为单缝的4倍，所以原来亮条纹处的光强会变小。（1分）17迈克尔逊干涉仪作为等倾干涉仪使用时，如h连续变化，干涉条纹如何变化为什么解：h连续变化，将引来圆条纹的收缩或扩散，加粗或变细。（1分）△=2〃/?COS/=mA（Go-第m极环对应的半张角）h戒小cos&增大以减小，将引起圆条纹不断向中心收缩，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。（2分）h增大cos%减小&增大，将引起圆条纹不断向外扩张，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。（2分）18何渭“半波损失”产生“半波损失”的条件是什么“半波搅失•是指，在光的反射过程中，反射光的振动方向与人射光的振动方向发生反向，即相当于光在反射过程中突变相位差，或称损失半个波长的光程差，条件：（1）光由光疏媒质射向光密媒质；（2）正射或掠射19（15分）图1所示为两个球面波干涉的等强度面分布示意图，其中耳和心是两个相距距离为/的相干点光源，是放置在干涉场中不同位置的观察屏,各观察屏到光源的距离远大于两光源之间的间隔L画出三个观察屏上干涉条纹的分布示意图，若其它条件不变，仅使两个点光源之间的距离/减小，屏上的干涉条纹将出现什么变化若其它条件不变，为增大时，ri】屏上的干涉条纹将出现什么变化；治增大时，口③屏上的干涉条纹将出现什么变化在杨氏双缝干涉实验中，影响条纹对比度丫的因素有哪些各因素是如何影响的答：影响条纹对比度V的因素有：光源S的横向宽度（或双缝间的距离）、光源.的光谱范围（或从双缝到观察屏的光程差）。光源的横向宽度越大，整个观察屏条纹对比度越低；光源光谱范围越大，条纹的对比度越低，离零级条纹越远处对比度降低越明显。比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。答：相同点：都可使用扩展光源，条纹定域于聚集透镜焦平面，条纹形状相同，确定明纹和暗纹位置的条件相同。不同点：平行平板产生的双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的条件不同，当平行板两界面的反射率低时，产生的双光束等颂干涉花样：当平行板两界面的反射率高时，产生的多光束等倾干涉花样Q双光束干涉条纹光强随相位差变化缓慢：多光束干涉象纹光强随相位差变化急剧，在反射率很大时，条纹细锐清晰。比较牛顿环与等倾干涉花样答：相同点：条纹都为内疏外密的亮暗相间的同心圆环。相异点：对于等倾干涉花样，高级次条纹在内薄膜变厚时，条纹向外“冒”，各处的条纹间距变小，视场中条纹数增加。白光照射时，条纹为彩环，内红外紫。对于牛顿环，高级次条纹在外空气层厚度变化时，条纹向中心"陷'’，各处的条纹间即不变，视场中条纹数不变。自光照射时，条纹为彩环，内紫外红。例举出能揭示光的时间周期性和空间同期性的现象。答：频率相近的两光在空间某点叠加产生的拍频反映出光的时间周期性。频率相同的两光在空间域内叠市产生的干涉条纹反映出光的空间周期性。平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，原来亮条纹处的光强有何变化为什么解：（1）平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，光强会变小。（2）由于单缝的光强分布为：/（〃）=/.（号2）2r双缝的光强分布为：/（p）=4/o（^，）2cos2,,§双缝衍射的亮条纹处，两单缝衍射的光场呈相长干涉，cos2-=hB|J2双缝亮条纹光场强度/（〃）=4,0（与2）2为单缝光场强度的4倍，所以平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，琮来亮条纹处的光强会变小。把单色光源换成非单色光源，杨氏干涉条纹有何变化一束波长为；=500nm的平行光束在空气中传播，若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度，/=，折射率〃一试问：插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少在与一平行光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度d=，折射率n=,若光的波长入=500nm,求插入薄片后引起的光程和相位变化。（6分）用玳色光做杨氏干涉实验时，如果把两个等宽狭缝中的一个加宽一倍，干涉图样会发生什么变化给出此时的相干度。（6分）简述光波的相干条件。第四草多光束干涉选择题1对于冷层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度（）。C°A.分别为（和。B.分别为£和（2442C.都等于二D.都等于42F・P腔两平行腔面间的距离增加时，其（）。A。A.分辨能力增强B.分辨能力降低C.自由光谱范围AA增大D.最小可分辨波长差而增大在F-P腔腔面无吸收的情况下，当反射率R增加时，其干涉图样中亮线的亮度（）。C。A.增加B.减弱C.不变D.趋于无穷大F-P腔两内腔向距离h增加时，其自由光谱范围△义工。A.恒定不变B.增加C.下降D.=0F-P腔两平行腔面间的距离增加时，其AoA.分辨能力增强B.分辨能力降低C.自由光谱范围增大D.最小可分辨波长差或增大在F-P腔腔而无吸收的情况下，当反射率R增加时，其干涉图样中亮线的亮度C0A.增加B.减弱C.不变D.趋于无穷大F・P腔反射率R增加时，其分辨能力也。A.下降B.恒定不变C.趋于零D.增加 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 平行平板干涉属双光束干涉还是多光束干涉的关键因素是平板的A.平行度B.厚度C.反射率D.折射率二.名词解拜 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 具的自由光谱范困：标准具能分辨的最大波长差，用（A/0s.«表示。条纹位相差半宽度：条纹中强度等于峰值一半的两点间的相位差距离。（AS）条纹精细度：相邻的两个条纹间的相位差距离2万与条纹位相差半宽度A5之比，记作$,一2九/5，品3oAJ21一夕三・简答题比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。答：相同点：条纹的形状、条纹间隔、条纹光暗位置一样，条纹对比度都可以比较高。（3分）相异点：条纹的锐度不一样，多光束干涉条纹细亮。（3分）写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I⑴的最大，最小值分别是多少（5分）解：⑴光强分布：而■=1+Ain%口到一4/?（2洛项含义：f=——丁r-反射率/（0）-入射光光强r}-透射光相干后在干涉仪处的（1一人）光强（1分），6-相邻两透射光位相差（1分）⑶当sin[=°有最大值（1分）1।U4/2=占当siny=1有最小值（1分）1+F2第五草光的衍射一・填空不透明屏上圆孔的直径为1cm,受波长为600nm的平行光垂直照明，则夫琅天费衍射区起点到圆孔距离的估计值为（）。一台显微镜数值孔径NA=.对于550nm波长的光，它的最小分辨距离为（3.37X1CT4）mm。若采用油浸物镜使NA=,采用紫色滴光片使波长减小为430nm，最小分辨距离为（1.75乂1。7）min。光的衍射现在是光遇到障碍物时,偏离直线传播,进入障碍物的几何阴影,并在观察屏上出现明暗相间的衍射条纹：此现象出现的条件是障碍物的大小与光波波长可比拟：日常生活中常见声波的衍射，而少见光的衍射，其原因是（1）声波的波长与日常生活中所遇的障碍物大小差不多，而光波的波长要比障碍物小得多：（2）衍射现象在波的波长与障碍物的线度差不多时更明显：在讨论光的衍射时，常根据光源和考察点到障碍物的距离，把衍射现象分为两类，第一类是一经射屏到光源和到观察屏距离中有一个是有限的称为近场衍射,也就菲涅耳衍射、炎二类比衍射屏到光源和到观察屏跑离都是无限的区为为远场衍射,电机夫琅禾费衍射、在单.缝夫琅和费衍射的观测中：①令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动，屏上的衍射图样改变（填“是"或“否"）：②令光源垂直透镜的光轴上、下移动时，屏上的衍射图样改变（填“是”或“否在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即缺级），那么此光栅每个透光缝宽度"和相邻两缝间不透光部分宽度〃的关系为c波长为=600nm的单色光垂直入射于光栅常数J=X10"cm的平面衍射光栅匕可能观察到的光谱线的最大级次为o对于观察屏釉上Po点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带不通光，则Po点的光强约为光阑不存在时的倍。光栅方程的普遍形式为o汽车两前灯相距，设灯光波长为=600nm.人眼瞳孔直径为O=试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯光栅是一种分光元件，在星色光照射下，光栅产生的衍射光波按—在空间展开成光谱。 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 一选择题维振幅光栅分光性能的主要指标是：_、_、当光栅缝数N和干涉级m越大，分辨本领越—，按照光栅方程，正入射照明条件的最大干涉级为在如图所示的单缝夫琅天费衍射装置中，将单缝宽度。稍稍变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小位移，则屏幕C上的中央衍射条纹将（C。（A）变窄，同时向上移（B）变窄，同时向下移（。变窄，不移动（D）变宽，同时向上移地球与月球相距X10$km,用口径为1m的天文望远镜（取光波长=550nm）能分辨月球表面两点的最小距离约为」(A)96m(B)128m(C)255m(D)510m3一个波带片的孔径内有10个半波带，让其中的5个奇数带通光，5个偶数带被挡住，则中心釉上相应衍射场点的光强为自由传播时此处光强的也倍。（A）5（B）10（C）20（D）1004平均波长入=600nm的平面波垂直照明矩形光栅，光栅^宽a=,栅距d=,在透镜后焦面观察，要能在第二级谱线上分辨的波长差，光栅宽度L至少为（C）A.12mm；B.15mm；C.36mm；D.24nlm在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样（A）°A.相同；B.相似，但空间位费不同；C相似，但空间位翼平移缝距d；D.强弱互补夫朗和费衍射图样是一^椭圆，长轴在y轴方向，衍射屏的通光孔为C°A.圆B.窄绕C.椭圆，长轴在x方向D.椭圆，长轴在y方向.使夫琅和费矩孔衍射装置中的矩孔在其自身面内平移，则衍射图样A0A.不受B.同向平移C.反向平移D.旋转在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为〃=4的玳缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为上A.2个B.4个个D.8个9多缝夫琅和费衍射中，其它条件不变，缝数增加时，衍射条纹a。A.变亮B.变暗C.亮度不变D.变宽在均匀平而波垂直入射的夫琅和费多缝衍射中，相邻缝在观察屏上同一点的衍射场CcA振幅、相位都相同B振幅、相位郴不相同C振幅相同、相位不相同D振幅不相同、相位相同在如图所示的小缝夫琅天费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏环上的衍射条纹A间距变大B间距变小C不发生变化D间距不变，但明暗条纹的位置交替变化在如图所示的服缝夫琅天费衍射装置中，将单缝宽度“稍稍变宽，同时使单.缝沿y轴正方向作微小位移，则尾幕C上的中央衍射条纹将C。A变窄，同时向上移B变窄，同时向下移C变窄，不移动D变宽，同时向上移一宇航员在160km的高空恰好能分辨地面上发射波长为550nm的两个点光源，假定宇航员的瞳孔直径为mm,则此两点光源的间距为A0AmBmCmDm地球与月球相距xlOSkm,用口径为1m的天文望远镜（取光波长=550nm）能分辨月球表面两点的最小距离约为C。A96mB128mC255mD510m光栅刻痕密度不变，入射光束马光栅的相对方向不变，且全投射在光栅面内。如果光束横截面面积减小，光栅的分辨能力会A.A.降低B.升高C.=0D.不变16波长为gm的光波正入射到每亮米600线的平面光栅，所能观察到的衍射条纹的最高级次为B0A2B3C4D517闪耀光栅主闪耀波长为124"，对它不呈现闪光的波长是C,A.2jliihB.3/jmC.5/.onD.6卬718He・Ne激光器输出腔面直径约mm,其输出激光束的最小夹角约A.1mradB.niradC.10pradD.1grad19光栅常数〃增加时（其它条件不变），则D。A.自由光谱范围增大B.色散能力增大C.分辨能力增强D.分辨能力不变20闪耀光栅中，使刻槽而与光栅面成一夹角，目的是使A、A,干涉等级与衍射零级在空间分开B.干涉等级与衍射零级在空间重合cC.条纹变宽D.自由光谱范围增大21如下图所示，由入缝A进入的白光经光栅衍射分光后由出缝B射出。现保持入缝、出缝的位置不变，使光栅绕C釉按顺时针方向旋转时，同级衍射光由出缝B射出的光CA呈紫色B呈红色C由紫转红D由红转紫22费涅耳忸屏衍射中，如果恻屏直径有限大,A.总呈暗斑B.总呈亮斑C.可亮也可能暗D.时暗时亮23若一个菲涅尔波带片只将前5个偶数半波带挡住，其余地方都以八，六丁「3加，，皿》皿硕”d光强与自由传播时此处光强之比为旦。A10B11C100D12124一个波带片的孔径内有10个半波带，让其中的5个奇数带通光，5个偶数带被挡住，则中心轴上相应衍射场点的光强为自由传播时此处光强的也倍。A5B10C20D10025在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为"=4的单缝上，对应于衍射角为30的方向，集缝处波阵面可分成的半波带数目为—，A.2个B.4个个D.8个在均匀平而波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样—oA.相同B.相似，但空间位置不同C,相似，但空间位黄平移缝距dD.强弱互补在单.缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单.色光垂直入射在宽度为4=4的果缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为上—二A.2个B.4个个D.8个闪耀光栅中，使刻槽而与光栅面成6角，目的是使A。A.干涉等级与衍射等级在空间分开B.干涉等级与衍射等级在空间重合,C.条纹变宽D.自由光谱范围增大在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样A,A.相同B.相似，但空间位置不同C.相似，但空间位置平移缝距4D.强弱互补名词解称夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为非涅耳衍射。菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称为菲涅耳衍射。（没答至少扣一分）思奥斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是这些子波的公切面（包络面）。（1分）后来，萨涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布r,所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯一一菲涅耳原理。a分）光栅的色分辨木领：指可分辨两个波长差很小的谱线的能力。A=--——=mN9其中，（△㈤min（△/Qmm为光栅能分辨的最小波长差：，〃为级次：N为光栅总缝数（光栅总线对数）。自由光谱范困：F-P干涉仪或标准具能分辨的最大波长差，用（△/1）sr表示。衍射光栅：能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调制，或对振幅和相位同时进行空间周期性调制的光学元件称为衍射光栅。线色散：把波长相差O.lnm的两条谱线分开的线距离。角色敬：把波长相差O.lnm的两条谱线分开的角距离。光学成像系统的分辨率：是指它能分辨开两个靠近的点物或物体细节的能力。瑞利判据：（注：考试时答哪个都对）定义一：一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一点物衍射图样的第一极小重合，作为光学系统的分辨极限，认为此时系统恰好可以分辨开两个点物，称此分辨标准为瑞利判据。定义二：两个波长的亮条纹只有当它们合强度曲线中央极小值低于两边极大值的时才能被分辨开。衍射：通俗的训:，衍射就是当入射光波面受到限制后，将会背离原来的几何传播路径，并呈现光强不均匀分布的现象。缺级现象：当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些主极大值就被调制为零，对应级次的主极大就消失这种现象就是缺级C简答题干涉与衍射的联系与区别联系：都是波相干叠加的结果，在本质上是相同的区别：干涉现象是离散相干光波的叠加，而衍射现象则是连续分布的相干次波的叠加。从干涉的观点，说明普通透镜成像与波带片成像的异同点：答：相同点：布有聚集光束和成像的功能相异点：透镜成像是等光程的相干加强叠加的结果，而波带片成像是光程差为波长整数倍的相干加强叠加的结果。解称闪耀光栅衍射效率高的原因答：闪耀光榭通过在单元平面与光栅平面间引入夹角，使单元衍射中央主极大出现在经问干涉某一有分光能力的非零级主极大的位置上，并通过衍射单元宽度与光榭周期常数相等使其它绫问干涉主极大出现缺级，这样衍射光能量几乎全部集中到“闪耀”的主极大上，使衍射效率大为提高。为什么电子显微镜的分辨本领比光学显微镜分辨本领的高答：因为6y0j'nsinu,提高显微镜分辨本领的途径是增大数值孔径和减小入射光波波长。因为电子的波长比光波波长短得多，所以电子显微镜的分辨本领比光学显微镜的分辨本领高。如何提高光学显微镜的分辨本领答：提高显微使分辨本领的途径有两种：（1）增大物镜的数值孔径：（2）减小波长，即使用短波长的光来照明。增大数值孔径的方法包括：（1）减小物镜的焦距，使孔径角增大；（2）用油浸物钱以增大物方折射率。菲涅尔圆孔衍射图样的中心可能是亮的，也可能是暗的，而夫琅天赞圆孔衍射图样的中心总是亮的。这是为什么答：菲涅尔圆孔衍射图样中心的亮度与圆孔对该点包含的波带数有关，对于一定的圆孔大小和光波波长，波带数取决于衍射图样中心点到圆孔的距离，因而，随着距离的不同，衍射图样中心点出现明暗交替变化。而夫琅禾费回孔衍射中，中心点总是圆孔上各子波的等光程相干叠加，其结果中心点总是亮的。.菲涅尔波带片的 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理 。答：菲涅尔波带片的作用原理是对菲涅尔半波带法的成功应用，即设计一个特殊的光阑，使其将所有的偶数带（或奇数带）遮挡住，而只让奇数带（偶数带）的子波通过，于是所有透光波带的子波焦点或像点处同相位相干叠加，焦点或像点处可获得可很大的光强，实现聚光或成像作用。与平面透射光栅相比较，闪耀光栅的主要特点是什么答：光栅主要用作分光元件，平面透射光栅的缺点是没有色散的等级主极大占去了入射能量中的大部分，而实际使用的非等级光谱却只占很少一部分能量，其强度很弱；（3分）而闪掘光栅则能够通过控制刻槽面与光栅面之间的夹角（闪耀角）把入射光的能量集中分配到所要利用的某一级光谱上去。（3分）9菲涅耳圆孔衍射（R-8J。有限）当r＜）连续变化时，观察屏上轴上点的光强如何变化为什么（R，光源到孔间距：1•。观察点到孔间距）（5分）解：丁开孔半径。J=AU.・.N=8-•生土•（1分）.•.当Rr8时,R+r02RqN=—・'，当〃连续变化时，N的奇偶性发生变化，而轴上点的复振附%roA=%—。2+。3一。4十.一，由于相邻两带的相位差日而绝对值近于相等，N为奇数时,axaN，axaNAv=3L+TL光强大（2分）而N为偶数时AN六力一十光强小，（1分）.，光强出现明暗交替的变化。（1分）在夫琅和费里缝衍射中，当何条件下可以不考虑缝长方向上的衍射是何原因（4分）解：衍射宽度△夕=一a一缝宽，（1分）当人确定时a增加，△夕减小，彷射效应不显着，（1分〉a戒a小，△夕增加，衍射效应显着。（1分）因为缝长远远大于筑宽，宽度△夕很小，衍射效果不显着，因此不考虑缝长衍射，（1分）平行单色光垂直入射到一光栅上，在满足dsind=3/l时，经光栅相邻两缝沿。方向衍射的两束光的光程差是多少经第1缝和第n缝衍射的两束光的光程差又是多少这时通过任意两缝的光迭加是否都会加强（5分）解：6/（sin+sin^＞）=mA当e=0时dsin0=mA（1分）而m=3彷射角为0时相邻两缝的光程差为△=dsin夕=3义（1分）所以相邻两缝光程差为3/•⑵第1和第3条缝光程差2X（32）二△】“=（〃-l）dsin8=（〃-1）・34”一缝数U分）⑶只考虑干涉因子时任意两缝间光程差都是波长的整数倍,所以相位差为2了的整数倍，应是相干加强,但由于衍射作用的存在,有可能不会加强.（2分）写出光（波长为）垂直照射光栅（光栅常数为d）时的光栅方程，并说明其物理意义。若入射光以。角斜射光栅（如图1）,试出此时的光栅方程TOC\o"1-5"\h\z垂直照射时的光楣方程为:I"sin6=jA.j=O,±l,±2...--7^物理意义:此方程为绕间光束干涉主极大所满足的条件。।图1,斜入射时的光栅方程为”（sin8+sin/）=/九/=0,±1,±2…因1在光栅衍射的谱线中，有些谱线会消失，这种现象在光学称为什么试分析产生这种现象的原因及条件。这种现家称为光栅缺级现余,产生这种现象是因为光栅衍射中的谱线是由单缝衍射和筵间干涉共同作用的结果,若满足线间干涉加颈主极大位置）时,又满足单线衍射极小,即同时满足:dsin6=JZj=O,±l,±2...，asin0=kA,k=0,±l,±2...亦即j=k・（cl/a）时,干涉级j缺级光通过阿屏边缘衍射时，不管圆屏的大小和位置如何，圆屏的几何中心总是亮的，且其亮度随网屏面积增大而减小。试解择这种现象。在圆屏的面积不太时,无论圆屏的大小和位置如何,对于圆屏的几何中心轴上任意一点P而言,圜屏所能挡住的波带数N总是有限的,P点的光强（ax/2F,总是不等于零的,故P点总是亮的.另N会履圆屏的面积增大而增大,随N的增大而减小,故P点的亮度随圆屏面积的增大而减小。用下图的装置观察白光，则在屏上将出现一条连续光谱。若在棱镜和物镜£之间放一的缝，缝的细长方向与光谱展开方向一致，则在屏上将出现几条如图所示的弯曲彩色条纹。试解释这一现象。（10分）解：（1）白光经棱镜后，由于色散，各波长的光都有自己的一束平行光。（1分）：・・・〃,<•一〈〃紫由Snell公式nxSinO}=n2SinO2（n2=1,〃「棱镜折射率）（2分）R相同，名取决于小红〈一.<，