物理光學(xué)課件習(xí)題集.doc

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1、《物理光學(xué)》課件習(xí)題集1.寫(xiě)出在平面內(nèi)沿與軸成角的方向傳播的單色平面波的復(fù)振幅。解：，。2.一列平面光波從點(diǎn)傳播到點(diǎn)，今在之間插入一透明薄片，其厚度為，折射率。假定光波的波長(zhǎng)，試計(jì)算插入透明薄片后點(diǎn)位相的變化。3.在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位制下，一單色平面光波的表示式為：（1）畫(huà)圖示意出該光波的傳播方向和偏振方向（標(biāo)出相應(yīng)的角度值）；（2）該光波的振幅；（3）該光波的頻率；（4）該光波的相速度；（5）該光波的波長(zhǎng)。4.一平面簡(jiǎn)諧電磁波在真空中沿正方向傳播，其頻率為，電場(chǎng)振幅為，若該電磁波的振動(dòng)面與平面呈角，則和的表達(dá)式？5.在寬度為的狹縫上放一折射率為、折射棱角為的小光楔，由平面單色波垂直照

2、射，求狹縫上的光場(chǎng)分布。6.薄膜反射產(chǎn)生的相位躍變分析7.一束光自空氣射向一透明液體界面，入射角為時(shí)，測(cè)得光強(qiáng)反射率為，求此液體折射率。8.圖示為一雙縫實(shí)驗(yàn)，波長(zhǎng)為的單色平行光入射到縫寬均為的雙縫上，因而在遠(yuǎn)處的屏幕上觀(guān)察到干涉圖樣。將一塊厚度為、折射率為的薄玻璃片放在縫和屏幕之間。(1)討論點(diǎn)的光強(qiáng)度特性。(2)如果將一個(gè)縫的寬度增加到，而另一個(gè)縫的寬度保持不變,點(diǎn)的光強(qiáng)發(fā)生怎樣的變化?(假設(shè)薄片不吸收光。)(3)若入射光為準(zhǔn)單色光，玻璃片多厚時(shí)點(diǎn)附近條紋消失？9.兩相干平行光夾角為，在垂直于其角平分線(xiàn)的方向上放置一觀(guān)察屏，證明屏上的干涉條紋間距為：10.法布里—珀羅（F-P）

3、干涉儀兩工作板的振幅反射系數(shù),假設(shè)不考慮光在干涉儀兩板內(nèi)表面反射時(shí)的相位變化，問(wèn)：（1）該干涉儀的最小分辨本領(lǐng)是多大？（2）要能分辨開(kāi)氫紅線(xiàn)的雙線(xiàn)，即，則F-P干涉儀的間隔h最小應(yīng)為多大？11.已知汞綠線(xiàn)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為546.0753nm、546.0745nm、546.0734nm及546.0728nm。設(shè)法布里—珀羅標(biāo)準(zhǔn)具工作面的反射比,問(wèn)用該標(biāo)準(zhǔn)具分析這一結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)如何選取標(biāo)準(zhǔn)具間距h？解：根據(jù)設(shè)條件，光源的平均波長(zhǎng)為：超精細(xì)結(jié)構(gòu)的最大波長(zhǎng)差：選擇標(biāo)準(zhǔn)具時(shí)，應(yīng)使標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍大于這一最大波長(zhǎng)差，故有：從而應(yīng)有：另一方面，超精細(xì)結(jié)構(gòu)的最小波長(zhǎng)差：由標(biāo)準(zhǔn)具的分辨本領(lǐng)：選擇標(biāo)準(zhǔn)

4、具時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)具的分辨極限應(yīng)小于超精細(xì)結(jié)構(gòu)的最小波長(zhǎng)差故有：所以標(biāo)準(zhǔn)具的間隔應(yīng)滿(mǎn)足條件：12.經(jīng)準(zhǔn)直的光束垂直投射到一光屏上，屏上開(kāi)有兩個(gè)直徑均為d、中心間距為D的圓孔，且滿(mǎn)足D>d，分析其夫朗和費(fèi)衍射圖樣。13.在下圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射裝置中，波長(zhǎng)為的自然光垂直入射到偏振片P，再經(jīng)偏振片P1后照射縫寬為a的單縫。在透鏡的后焦平面處放置觀(guān)察屏，觀(guān)察屏前放置另一偏振片P2。偏振片P的透光軸沿x軸?？p面上x(chóng)>0區(qū)域偏振片P1的透光軸與x軸成，在x<0區(qū)域偏振片P1的透光軸與x軸成-，而偏振片P2的透光軸方向沿y軸。求觀(guān)察屏上的衍射光強(qiáng)分布。P2P1Pxzfo觀(guān)察屏單縫透鏡14.在圖所

5、示夫瑯和費(fèi)衍射裝置中，狹縫寬為2a,縫寬沿x1軸方向，縫中心位于x1軸原點(diǎn)，在狹縫部分蓋以相移為的透明相位片，求單位振幅的平行光垂直照射該狹縫時(shí)觀(guān)察屏上的衍射光強(qiáng)分布函數(shù)。15.一塊500條刻槽/mm的閃耀光柵的寬度為200mm，閃耀角為43.44°，在利特羅自準(zhǔn)直系統(tǒng)（光束垂直于槽面入射）中，求：(1)對(duì)波長(zhǎng)的光的閃耀級(jí)次；(2)閃耀級(jí)次相應(yīng)的分辨本領(lǐng)；(3)在閃耀方向的角色散；(4)自由光譜范圍；16.一個(gè)每毫米均勻刻有200條刻線(xiàn)的光柵，用白光照射，在光柵后放一焦距為f＝50mm的透鏡，在透鏡的焦平面處有一個(gè)屏幕，如果在屏幕上開(kāi)一個(gè)Δx＝0.1mm寬的細(xì)縫，細(xì)縫的內(nèi)側(cè)邊緣離

6、中央極大中心5.0mm，如圖所示。試求什么波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光可通過(guò)細(xì)縫？17.一方解石直角棱鏡，光軸平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一種線(xiàn)偏振光，頂角應(yīng)取在什么范圍？出射光振動(dòng)方向如何？（已知：，）18．為了決定一束圓偏振鈉光的旋轉(zhuǎn)方向，可以將1/4波片置于檢偏器前，再將后者轉(zhuǎn)至消光位置。此時(shí)波片快軸的方位是這樣：須將它沿著逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)才能與檢偏器的透光軸重合。請(qǐng)分析該圓偏光的旋向。19．單色光垂直通過(guò)一起偏振器N1后照射到揚(yáng)氏干涉裝置的兩狹縫上，問(wèn)：1).N1應(yīng)如何擺放才能使觀(guān)察屏上的干涉場(chǎng)中暗條紋最暗？2).在上述情況下，在一個(gè)細(xì)縫前置一半波片，半波片快軸與軸成角

7、，且將此半波片繞著入射光線(xiàn)方向旋轉(zhuǎn)一周，則在觀(guān)察屏上所見(jiàn)干涉圖樣有何變化（給出分析過(guò)程）？18.通過(guò)檢偏器觀(guān)察一束橢圓偏振光，其強(qiáng)度隨著檢偏器的旋轉(zhuǎn)而改變。當(dāng)檢偏器在某一位置時(shí)，強(qiáng)度為極小，此時(shí)在檢偏器前插入一塊1／4波片，轉(zhuǎn)動(dòng)1／4波片使它的快軸平行于檢偏器的透光軸，再把檢偏器沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)20°就完全消光。試問(wèn)(1)該橢圓偏振光是右旋還是左旋?(2)橢圓的長(zhǎng)短軸之比?19.(1)．試寫(xiě)出圖中雙狹縫衍射屏的復(fù)振幅透射系數(shù)的表達(dá)式(設(shè)縫寬為a，縫距為b，且b=4a)。(2)．用