物理光学复习题答案
所以:总的光强度表达式为: 其中: , ,
八
o波
不同点:
1、原理不同:F-P标准具应用的是多光束干涉的原理;光栅应用的是多缝衍射原理
2、分辨本领:F-P标准具A=mN中,起决定作用的是干涉级次m,级次越高A越大;光栅分辨本领A=mN中,起决定作用的是光栅的缝数,缝数N越大,A越大。
3、自由光谱区不同:F-P标准具的自由光谱区为: ,由于一般h较大,所以自由光谱区较小。光栅的自由区为 ,由于光谱使用的级次m很小,所以自由光谱区较大。
1、写出会聚和发散球面波的表达式。
答:
2、光波干涉相干条件是什么?
答:在两个(或多个)光波叠加的区域,形成稳定的光强分布所需满足的条件。具体说要满足三个条件,即(1)叠加光波的频率相同;(2)振动方向相同;(3)相位差恒定。
3、试比较F-P标准具和光栅分光特性的异同
答:相同点:两者都具有分辨和测量波长相差非常小的两条谱线的波长差的能力。分辨本领具有相同的表达式:A=mN.
2)
3)
七、有3N条平行狭缝构成的衍射屏,缝宽相同都是b,缝间不透明部分的宽度做周期性变化:b,b,3b,b,b,3b,…如图所示,求衍射屏的夫琅和费衍射强度分布。(10分)
3b
bb
解::先将每3条缝看作一个整体,构成一个光栅.该光栅的光栅常数为8b,,缝
数为N,先可求出多光束干涉因子: ,其中
,然后,再来求具体的构成光栅的每一个因子,是一个三缝衍射,三缝光栅常数为2b,缝宽为b,所以,双缝的光强度表达示为: 其中, ,
解:由题意,存在半波损失,设中心级次为m,所以:
得
中央为暗纹.
由 得
=0.065 rad
由于等倾干涉条纹是中央级次最高,所以由中心向外第10个亮纹的干涉级次为9991级
五、白光(400~800nm)正入射到500条/mm的光栅上,(1)求其一级衍射条纹散开的角度;(2)若光栅后放置f=1m的透镜,求800nm附近波长差为0.1nm的两光波的一级衍射条纹在光屏上分开的距离;(3)若此光栅宽3cm,在800nm附近波长差为0.05nm的光波能用此光栅的一级衍射条纹将它们分辨出来吗?为什么?(15)
二、.一平面电磁波可以表示为 ,求:(1)该电磁波的频率,波长,振幅和原点的初相位。(2)波的传播向和点矢量的振动方向。(3)相应的B表达示。(10分)
解:(1)求 知
Hz
k=
A=2 B=E
(2)沿z方向传播电矢量沿y方向振动
(3)
三、设平板的厚度和折射率分别为h=2mm和n=1.5,入射光波长λ=600nm,试计算其等倾圆条纹中心的干涉级数及由中心向外第10个亮纹的角半径和干涉级数。