第十一章 波动光学:关于光的本性的认识,历史上存在着争论,牛顿支持光的微粒说,惠更斯则提倡波动说,利用微粒说可以说明光的直线传播和反射、折射现象,但认为,光在水中的速度要大于在空气中的速度,这与事实不符;而利用波动说也能说明反射和折射现象,且认为,光在水中的速度要小于在空气中的速度,但在说明光的直线传播时,波动说当时遇到了困难。光是一种电磁波,它具有波动过程的特征,如干涉、衍射、偏振等现象。波动光学就是用波动理论来研究光的传播规律的光学分支。 本章主要介绍波动光学内容包括:双缝干涉、薄膜干涉、单缝和圆孔衍射、光栅衍射,光的偏振现象以及它们的应用。11.1光学概述:1.了解光学的发展过程;2.知道光波的波长范围;3.了解各种光源;4.掌握什么是相干光;5.掌握光的相干条件;6.理解获得相干光二种基本方法。
11.2杨氏双缝干涉:1.知道杨氏双缝干涉实验的装置;2.了解杨氏双缝干涉实验装置中的各物理量的数量级范围;3.掌握杨氏双缝干涉的干涉图样特点;4.理解杨氏双缝干涉实验中的波程差.
11.3光程:1.理解光程的定义式及其物理意义;2.掌握光程与波程差的关系;3.掌握光程差与相位差的关系。
11.4等倾干涉:1.知道薄膜干涉的二个分类:等倾干涉和等厚干涉;2.会计算薄膜的反射光程差;3.掌握等倾干涉时的光程差,在什么时候要有半波损失;4.理解反射光程差与透光的光程差是互补的,遵守能量守恒定律;
11.5劈尖:1.理解劈尖这个实验装置的结构状态;2.理解对于同一厚度的薄膜产生的干涉条纹在同一位置,进而理解等厚的物理意义;3.理解劈尖产生的干涉图样特点;4.掌握劈尖在实际生活中的应用。
11.6牛顿环:1.了解牛顿环实验装置的构成;2.知道牛顿环实验是非线性的厚度变化的另一种等厚干涉;3.会计算薄膜上下表面的光程差;4.理解产生的干涉图样特点;5.会计算牛顿环的实验装置中的平凸透镜的半径。
11.7光的衍射:1.了解光的衍射现象;2.理解惠更斯—菲涅尔原理,及其物理意义;3.知道衍射的分类:菲涅尔衍射、夫琅和费衍射。
11.8单缝衍射:1.理解利用夫琅和费衍射实验装置,掌握菲涅尔的半波带物理思想,进而理解单缝衍射的实质;2.理解菲涅尔的半波带物理思想;3.理解单缝衍射现象的实质;4.掌握单缝衍射的条纹特征。
11.9圆孔衍射:1.了解圆孔衍射的实验装置;2.知道角宽度的物理意义;3.理解光学仪器的分辨本领;4.掌握瑞利判据;5.会计算光学仪器的分辨率。
11.10衍射光栅:1.知道光栅这个实验装置及其用途;2.会求光栅常数;3.理解光栅衍射的实质:先衍射后干涉;4.掌握光栅方程及其物理意义;5.会应用光栅方程求解问题;6.掌握光栅衍射条纹特征;7.了解各种光谱及其物理意义。
11.11光的偏振性:1.知道光的偏振性;2.理解光波是横波;3.理解光的偏振态;4.理解自然光、偏振光、部分偏振光的性质,及其画法;5.掌握如何获得偏振光的方法;6.理解偏振化方向这个概念;7.掌握马吕斯定律,会应用马吕斯定律做题。
11.12反射光和折射光的偏振:1.理解利用光的反射和折射现象可以获得部分偏振光,及其部分偏振光的性质,及其利用玻璃堆获得偏振光;2.掌握布鲁斯特定律,并会应用布鲁斯特定律做题;3.会根据布鲁斯特定律画图。
[单选题]假设有两相干点光源S1 和S2,发出波长为的光,如图四所示。A是他们连线的中垂线上一点,若在S2A之间插入厚度为d,折射率为n的薄玻璃片。则两光源发出的光在A点的相位差是: ( )
 

选项:[, , , ]
[单选题]在海水(n=1.30)的表面上有一层(n=1.20)的薄薄的油层,如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从飞机上向下看,他所正对的海域油层厚度为460nm,则他将看到油层的厚度及颜色是:( ) 

选项:[, , , ]
[单选题]一个照相机,在通光孔径分别为D1和D2(D1大于D2)的情况下,其分辨率哪个大:( )  

选项:[D1, 不确定, D2, 有可能D1]
[单选题]光强为的一束自然光,连续通过P1、P2、P3三个偏振片,其中的偏振化方向正交,而的偏振化方向成300角,则透过的光强和透过的光强分别为:( )

选项:[, , , ]
[单选题]一平面透射光栅,每厘米内有5000条刻痕的,观察纳光 (λ=589 nm)的光谱,设光线垂直入射。则最多能看到几条明纹:( )

选项:[7条, 6条, 4条, 5条]
[单选题]一束自然光从空气入射到某介质表面上,此介质的折射率为,则反射光是完全偏振光时入射角为: ( )

选项:[, , , ]
[单选题]在复色光垂直照射的光栅衍射图样中,波长为的光的第二级明纹与波长为光的第三级明纹相重合,则这两种光的波长的比值为:( )   

选项:[, , , ]
[单选题]在单缝衍射中,单缝宽度b=0.30mm,用波长的单色光垂直照射,若透镜的焦距f =1.0m,则第一级暗纹距中心的距离是: ( )

选项:[, , , ]
[单选题]在单缝衍射中,单缝宽度b=0.30mm,用波长的单色光垂直照射,若透镜的焦距f =1.0m,则中央明纹线宽度:( )

选项:[,    , , ]
[单选题]一平面透射光栅,每厘米内有5000条刻痕的,观察纳光 (λ=589 nm)的光谱,设光线垂直入射。则光栅常数是:( )

选项:[, , ,  ]
[单选题]一平面透射光栅,每厘米内有5000条刻痕的,观察纳光 (λ=589 nm)的光谱,设光线垂直入射。则第二级明纹的衍射角(用反函数表示):( )

选项:[ , , , ]
[单选题]在折射率为1.5的介质中,一束光线从A点传播到B点,相位改变了8π。若此光在真空中的波长为600nm,则A、B两点的光程2400 nm,两点的几何路程为1600 nm。( )

选项:[对, 错]
[单选题]在单缝衍射中,若入射光为白色,衍射图样中央明纹将是白色的,两侧依次呈现一系列由紫光到红光的彩色条纹,其中条纹间距较大的是红颜色的光 。( )

选项:[对, 错]
[单选题]照相机镜头折射率为n3,表面涂有一层折射率为n2(n3 >n2)的增透膜,使得透射光加强,则透射光的光程差中有半波损失,若入射光的波长为,此膜的最小厚度为:( ) 

选项:[, , , ]
[单选题]在单缝衍射中,单缝宽度b=0.30mm,用波长的单色光垂直照射,若透镜的焦距f =1.0m,则第二级明纹距中心的距离为:( )

选项:[, ,   , ]
[单选题]一束自然光的光强为,连续通过两个偏振化方夹角为的偏振片,,则透过的光强为。( )

选项:[对, 错]

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