在杨氏双缝试验中
《医用物理学波动光学题库》含答案(中医药社)
第九章题一、单选题1、杨氏双缝实验中，为了增大屏上干涉条纹之间的距离，可（）A) 缩小两缝之间的距离B) 缩小两缝与屏之间的距离C) 减小入射光的强度D) 减小入射光的波长答案: A知识点：9.3、杨氏双缝干涉难度: 3提示：无题解：无2、相干光产生干涉现象在空间某点加强的条件是两光源到某点的（）A)几何路径相同B)光强度相同C)相位差是2π的整数倍D) 位相差恒定答案: C知识点： 9.2光程和光程差 9.3杨氏双缝干涉难度: 2提示：无题解：无3、钠光灯发出的自然光，强度为I0，照射在一偏振片上，则透射光的强度为（）A)I0B)I0 /4C)I0 /2D) 不能确定答案: C知识点：9.8、自然光和偏振光 9.12、马吕斯定律难度: 2提示：无题解：无4、波长为λ的单色光垂直投射到一单缝上，若P点为衍射图样的二级明纹，则对P点而言，单缝可被分割成的半波带数目为( )A)2B)3C)4D)5答案: D知识点：9.5、单缝衍射难度: 3提示：无题解：无5、用以下四种光分别照射同一双缝，则在屏上产生的干涉条纹中，任意两相邻暗纹间距最小者为( )A)红光B)蓝光C)紫光D)黄光答案: C知识点：9.3、杨氏双缝干涉难度: 3提示：无题解：无6、间距为0.3mm的双缝，距屏1m远，单色平行光照射。
测得屏上中央亮纹中心到第二级亮纹中心的距离为4mm,则此单色光的波长为( )A)900nmB)150nmC)600nmD)120nm答案: C知识点：9.3、杨氏双缝干涉难度: 3提示：无题解：无7、用600nm的单色光垂直照射每厘米5000条刻痕的光栅，理论上最多能看到的明纹条数为( )A)2B)3C)6D)7答案: D知识点：9.7、光栅衍射难度: 4提示：无题解：无8、关于光波的偏振现象，下列说法正确的是( )A)光具有偏振现象说明光是纵波B)偏振光一定是单色光C)单色光一定是偏振光D)偏振光可以是单色光，也可以是复色光答案: D知识点：9.8、自然光和偏振光难度: 1提示：无题解：无9、一束太阳光以某一入射角射在平面玻璃上，这时反射光为完全偏振光，透射光的折射角为32°，则入射角为( )A) 32°B) 28°C) 60°D) 58°答案: D知识点：9.9、布儒斯特定律难度: 2提示：无题解：无10、光波垂直入射到每厘米具有5000条的透射光栅中，理论上第四级光谱中可观察到的最长光波的波长是( )A) 300nmB) 500nmC) 600nmD) 700nm答案: B知识点：9.7、光栅衍射难度: 4提示：无题解：无11、设圆孔衍射实验装置的透镜L2的焦距为f , 圆孔半径为a，入射单色光的波长为λ，则中央亮斑的直径为( )A) 1.22fλ/aB)fλ/aC) 0.61fλ/aD) 2.44fλ/a答案: A知识点：9.6、圆孔衍射难度: 3提示：无题解：无12、在光栅常数d=1.8×10-6m的透射光栅中，第三级光谱理论上可观察的最长波长是( )B) 400nmC) 600nmD) 300nm答案: C知识点：9.7、光栅衍射难度: 4提示：无题解：无13、波长λ=600nm的单色光垂直投射到一光栅上，测得第2级谱线的衍射角为30°，则光栅常数为( )A) 2.4×10-7mB) 2.4×10-6mC) 1.2×10-7mD) 1.2×10-6m答案: B知识点：9.7、光栅衍射难度: 2提示：无题解：无14、用600nm的平行光垂直照射一相距0.3mm的双缝。
光学练习题答案
一、判断题1. 光程是光在介质中传播的几何路程。
（× ）2. 光在折射率为n 的介质中传播距离为d 时，光程也为d 。
（ × ）3. 在劈尖干涉实验中，若劈尖角变大，其他条件不变，则干涉条纹间隔会变大。
（ × ）4. 在杨氏双缝干涉实验中，减小狭缝之间的距离，其他条件不变，则接收屏上的条纹间隔会变大（√）5. 在单缝衍射实验中，增大单缝的宽度，则接收屏上的条纹间隔会变小。
（ √ ）6. 根据光的偏振理论，经过偏振片后有消光现象的入射光一定是线偏振光。
（ √ ）7. 在单缝夫琅和费衍射实验中，按“半波带”法分析，就是将缝宽按入射光波长的一半来划分，若缝宽为半波长的偶数倍，则相应级次的条纹为明条纹。
（ × ） 8. 自然光一定不是单色光，而线偏振光一定是单色光。
（ × ） 9. 若两束光的频率相等，则两束光相遇就可以产生干涉。
（ × ） 10. 将牛顿环装置放入水中，则观察到牛顿环将向中心收缩。
（ √ ） 11. 光学仪器的分辨本领与光学仪器的口径成正比。
（ √ ） 12. 在单缝衍射中，越远离屏幕中心的条纹亮度越暗。
（ √ ） 13. 空气牛顿环的反射光线干涉图像中心一定是一个暗斑。
（ √ ） 14. 当自然光以布儒斯特角入射到介质表面时，反射光线和折射光线都是线偏振光。
（ × ） 二、填空题1.波长为λ的单色光在折射率为n 的介质中，由a 点传播到b 点相位变化了8π，则a 、b 两点之间的几何距离为4nλ。
2. 真空中波长为λ的单色光，在折射率23=n 的介质中传播，若由S 点传到P 点时，相位变化为π，则S、P 间的几何路程为2nλ；光程为2λ。
3.在杨氏双缝干涉实验中，如果屏幕向狭缝靠近，干涉条纹变__密__ ___，若缝距变小，干涉条纹变____疏__。
（填“疏”或“密”）4. 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为4nλ。
杨氏双缝实验实验报告
一，实验目的（1） 观察杨氏双峰干涉现象，认识光的干涉。
（2） 了解光的干涉产生的条件，相干光源的概念。
（3） 掌握和熟悉各实验仪器的操作方法。
二，实验仪器1：钠灯（加圆孔光阑）2：透镜L 1（f=50mm ）3：二维架（sz-07）4：可调狭缝s （sz-27）5：透镜架（sz-08，加光阑）6：透镜L 2（f=150mm ）7：双棱镜调节架（sz-41）8：双缝三，实验原理由光源发出的光照射在单缝s 上，使单缝s 成为实施本实验的缝光源。
由杨氏双缝干涉的基本原理可得出关系式△x= L λ/d ，其中△x 是像屏上条纹的宽度──相邻两条亮纹间的距离，单位用mm ；L 是从第二级光源（杨氏狭缝）到显微镜焦平面的距离，单位用mm ；λ是所用光线的波长，单位用nm ；d 是第二级光源（狭缝）的缝距（间隔），单位用mm 。
9 ：延伸架 10：测微目镜架 11：测微目镜 12：二维平移底座（sz-02） 13：二维平移底座（sz-02） 14：升降调节座（sz-03） 15：二维平移底座（sz-02） 16：升降调节座（sz-03）四：实验步骤（1）调节各仪器使光屏上出现明显的明暗相间的条纹。
（2）使钠光通过透镜L1汇聚到狭缝s上，用透镜L2将s成像于测微目镜分划板M 上，然后将双缝D置于L2近旁。
在调节好s，D和M的mm刻线平行，并适当调窄s之后，目镜视场出现便于观察的杨氏条纹。
（3）用测微目镜测量干涉条纹的间距△x，用米尺测量双缝至目镜焦面的距离L，用显微镜测量双缝的间距d，根据△x=Lλ/d计算钠黄光的波长λ。
五：数据记录与处理数据表如下：M/条x1（mm）x2（mm x（mm）λ(mm)3 0.140 1.148 0.336 0.0002740392 0.220 0.830 0.305 0.0002487553 1.168 2.178 0.336666667 0.0002745822 1.449 2.100 0.3255 0.0002654753 0.200 1.111 0.303666667 0.0002476683 1.649 2.657 0.336 0.0002740394 1.245 2.512 0.31675 0.0002583383 0.680 1.632 0.317333333 0.0002588142 1.028 1.630 0.301 0.0002454932 1.130 1.706 0.288 0.00023489r1(cm) r2(cm) d1(mm) d2(mm) r(cm) d(mm)62.70 142.00 31.368 31.998 79.30 0.6362.80 142.90 31.355 32.020 80.10 0.66562.75 141.95 31.379 32.030 79.20 0.651r的平均值：795.333333mm d的平均值：0.64866667mm根据公式△x=L*λ/d求得λ（如表所示），最后求得λ的平均值为0.000258209mm注：以上数据均根据公式用Excel电子表格计算得出。
工程光学(郁道银)第十二章习题及答案
1λ第十二章 习题及答案 １。
双缝间距为１mm ，离观察屏１m ，用钠灯做光源，它发出两种波长的单色光 =589.0nm 和2λ=589.6nm ，问两种单色光的第10级这条纹之间的间距是多少？ 解：由杨氏双缝干涉公式，亮条纹时：dDm λα=（m=0, ±1, ±2···） m=10时，nm x 89.511000105891061=⨯⨯⨯=-，nm x 896.511000106.5891062=⨯⨯⨯=- m x x x μ612=-=∆２。
在杨氏实验中，两小孔距离为1mm ，观察屏离小孔的距离为50cm ，当用一片折射率1.58的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm ，试决定试件厚度。
21r r l n =+∆⋅22212⎪⎭⎫⎝⎛∆-+=x d D r 22222⎪⎭⎫⎝⎛∆++=x d D r x d x d x d r r r r ∆⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∆--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=+-222))((221212mm r r d x r r 2211210500512-=⨯≈+⋅∆=-∴ ,mm l mm l 2210724.110)158.1(--⨯=∆∴=∆-3.一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。
继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了２５个条纹，已知照明光波波长λ=656.28nm,空气折射率为000276.10=n 。
试求注入气室内气体的折射率。
0008229.10005469.0000276.1301028.6562525)(600=+=⨯⨯=-=-∆-n n n n n l λ４。
垂直入射的平面波通过折射率为n 的玻璃板，透射光经透镜会聚到焦点上。
玻璃板的厚度沿着C 点且垂直于图面的直线发生光波波长量级的突变d,问d 为多少时焦点光强是玻璃板无突变时光强的一半。
杨氏双缝干涉和薄膜干涉习题
设透明薄膜的厚度为x：
d = r2 - (r1 - x + nx ) = k ¢ l = 0
Q r2 - r1 = kl = 3l
\ 3l + x - nx = 0
3l - 6 \ x = = 3.27 10 (m ) n- 1
4. 在某些光学玻璃上，为了增加反射光的强度， 往往在玻璃上镀一层薄膜，这种薄膜称为增反膜。 今折射率n3=1.52的玻璃上镀层ZnS薄膜（折射率 n2=2.35），当波长为6.328×10-7m的单色光垂 直入射时反射强度最大，ZnS薄膜的最小厚度e 应为多少？ l (2k - 1)l d = 2n 2e + = k l \ e= 2 4n 2 k=1时，厚度e最小，即
2. 在双缝实验中，用一很薄的云母片（n=1.58）覆 盖上边的一条狭缝，这时屏幕上的第6级明条纹 恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置。请问是 哪边的第6级明条纹移至中央？如果入射光的波 长为550nm，则云母片的厚度应为多少？ 设云母片的厚度为d： d = r2 - (r1 - d + nd )
h 2 sin a b
h b b
得：h＝0.219 m
2a
例8：用He-Ne激光器发出的λ=0.633μm的单色光，在牛顿环实 验时，测得第k个暗环半径为5.63mm，第k+5个暗环半径为 7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R。 解：由暗纹公式，可知
rk kR
油膜
n3=1.50
1. 在杨氏双缝实验中，设两缝间的距离d=0.2mm， 屏与缝之间的距离D=100cm，试求： （1）以波长为5890×10-10m的单色光照射时，求 第10级明条纹中心距中央明纹中心的距离；并求 第10级干涉明纹的宽度； （2）以白光照射时，屏上出现彩色干涉条纹，求 第二级光谱的宽度； （3）以波长为6.4×10-5cm的单色光照射时，若P 点离中央明条纹的中心距离 x 为0.4mm，问两 光束在P点的相位差是多少？并求P点的光强和 中央明条纹中心O点的强度之比？
大学物理考试题目及答案6
1. 在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求：(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长；(2) 相邻两明条纹间的距离．解: (1)由λk dDx =明知，λ22.01010.63⨯⨯=， ∴ 3106.0-⨯=λmm oA 6000=(2) 3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 2 在折射率1n =1.52的镜头表面涂有一层折射率2n =1.38的Mg 2F 增透膜，如果此膜适用于波长λ=550nm 的光，问膜的厚度应取何值? 解: 设光垂直入射增透膜，欲透射增强，则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件，即λ)21(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k∴ 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A 令0=k ，得膜的最薄厚度为996oA ． 当k 为其他整数倍时，也都满足要求12 用橙黄色的平行光垂直照射一宽为a=0.60mm 的单缝，缝后凸透镜的焦距f=40.0cm ，观察屏幕上形成的衍射条纹．若屏上离中央明条纹中心1.40mm 处的P 点为一明条纹；求：(1)入射光的波长； (2)P 点处条纹的级数；(3)从P 点看，对该光波而言，狭缝处的波面可分成几个半波带?解：(1)由于P 点是明纹，故有2)12(sin λϕ+=k a ，⋅⋅⋅=3,2,1k由ϕϕsin tan 105.34004.13≈=⨯==-f x 故3105.3126.0212sin 2-⨯⨯+⨯=+=k k a ϕλ3102.4121-⨯⨯+=k mm 当 3=k ，得60003=λoA4=k ，得47004=λoA(2) 若60003=λoA ，则P 点是第3级明纹；若47004=λoA ，则P 点是第4级明纹． (3)由2)12(sin λϕ+=k a 可知，当3=k 时，单缝处的波面可分成712=+k 个半波带；当4=k 时，单缝处的波面可分成912=+k 个半波带14 波长6000=λoA 的单色光垂直入射到一光栅上，第二、第三级明条20.0sin 2=ϕ与30.0sin 3=ϕ处，第四级缺级．求：(1)光栅常数；(2)光栅上狭缝的宽度；(3)在90°＞ϕ＞-90°范围内，实际呈现的全部级数．解：(1) 由λϕk b a =+sin )(式对应于20.0sin 1=ϕ与30.0sin 2=ϕ处满足：101060002)(20.0-⨯⨯=+b a 101060003)(30.0-⨯⨯=+b a得 6100.6-⨯=+b a m(2) 因第四级缺级，故此须同时满足λϕk b a =+sin )( λϕk a '=sin解得 k k ba a '⨯='+=-6105.14取1='k ，得光栅狭缝的最小宽度为6105.1-⨯m(3) 由λϕk b a =+sin )( λϕsin )(b a k +=当2πϕ=，对应max k k = ∴ 10106000100.6106max =⨯⨯=+=--λba k 因4±，8±缺级，所以在︒︒<<-9090ϕ范围内实际呈现的全部级数为9,7,6,5,3,2,1,0±±±±±±±=k 共15条明条纹(10±=k 在︒±=90k 处看不到)．。
杨氏双缝干涉光程差公式推导
杨氏双缝干涉光程差公式推导
杨氏双缝干涉实验是一种经典的光学实验，它可以用来探究光的波动性质和干涉现象。
在这个实验中，光线从一个狭缝射出，经过另一个狭缝后，形成干涉图案。
干涉图案的形成是由于光线的相位差引起的。
在杨氏双缝干涉实验中，两个狭缝之间的距离为d，光源到狭缝的距离为L，狭缝到干涉屏的距离为D，干涉屏上的相邻两个暗条纹之间的距离为Δx。
根据几何光学的原理，可以得到光程差公式：
Δ= (L + nλ) - (L + (n+1/2)λ) = d sinθ= nλ
其中，n为任意正整数，λ为光的波长，θ为通过两个狭缝形成的干涉条纹的倾角。
上述公式中，L是光源到狭缝的距离，nλ是从第一个狭缝到干涉屏上的某一点再到第二个狭缝所经过的光程，(n+1/2)λ是从第一个狭缝到干涉屏上的另一点再到第二个狭缝所经过的光程。
两者之差即为光程差Δ。
当光程差为整数倍的波长时，光线会在干涉屏上形成明条纹；当光程差为半波长时，光线会在干涉屏上形成暗条纹。
这就是杨氏双缝干涉实验中形成干涉条纹的原理。
总之，杨氏双缝干涉实验中的光程差公式是用来计算光线在干涉过程中所经过的光程差的公式。
根据这个公式，可以推导出干涉条纹的位置和间距，从而探究光的波动性质和干涉现象。
10-11-1答案
一．选择题（共15分，每小题3分）1.在双缝干涉实验中,屏幕H 上的P 点处是明条纹。
若将缝S 2盖着，并在S 1与S 2连线的垂直平分面处放一反射镜M ，如图所示，则此时 （ B ） （A ）P 点处仍为明条纹； （B ）P 点处为暗条纹； （C ）无干涉条纹；（D ）不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹。
2. 如图所示，两个直径微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平行玻璃板的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L （ B ）（A ）数量减少，间距变大； （B ）数量不变，间距变小； （C ）数量增加，间距变小； （D ）数量减少，间距不变。
3. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹 （ C ） (A) 中心暗斑变成亮斑． (B) 变疏． (C) 变密． (D) 间距不变．4. 在圆柱形空间内有一磁感强度为B示．B 的大小以速率d B /d t 变化．在磁场中有A 、B 两点，其间可放直导线AB 和弯曲的导线 AB ，则 （ D ）(A) 电动势只在导线AB 中产生．(B) 电动势只在导线 AB中产生．(C) 电动势在AB 和 AB中都产生，且两者大小相等．(D) AB 导线中的电动势小于AB 导线中的电动势．选 3选 55. 如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中哪一个是正确的？ （ D ） (A) Il H L 2d 1=⎰⋅． (B) Il HL =⎰⋅2d (C) Il HL -=⎰⋅3d． (D) Il HL -=⎰⋅4d．二、填空题（共15分）1. 有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴OO则直导线与矩形线圈间的互感系数为__0______．【2分】2. A 、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面，已知两平面间的电场强度大小为E 0, 两平面外侧电场强度大小都为 E 0/3 ，方向如图。
长春工业大学物理答案光光学16-20
长春⼯业⼤学物理答案光光学16-20练习⼗六光的⼲涉（⼀）1．如图16-1所⽰，在杨⽒双缝实验中，⼊射光波长为600nm ，屏幕上的P 点为第3级明纹位置。
则双缝到达P 点的波程差为1800nm 。
在P 点叠加的两光振动的相位差为 6π。
解：λk x Dd =为明纹 2．如图16-2所⽰，在杨⽒双缝实验中，把两缝中的⼀条狭缝s 2遮住，并在两缝的垂直平分线上放⼀块平⾯反射镜。
则屏幕上的⼲涉将如何变化？镜下⽅⽆条纹，镜上⽅明暗条纹分布状况与上⼀次恰好相反。
3．（ 2 ）在杨⽒双缝实验中，欲使⼲涉条纹间距变宽，应怎样调整：（1）增加双缝的间距；（2）增加⼊射光的波长；（3）减⼩双缝⾄光屏之间的距离；（4）⼲涉级数K 愈⼤，则条纹愈宽。
λλdD x k x D d =?= 4．（ 1 ）在杨⽒双缝实验中，原来缝s 到达两缝s 1和s 2的距离是相等的，如图18-3所⽰，现将s 向下移动⼀微⼩距离，则屏幕上⼲涉条纹将如何变化：（1）⼲涉条纹向上平移；（2）⼲涉条纹向下平移；（3）⼲涉条纹不移动。
5．（ 1 ）在双缝装置中，⽤⼀折射率为n 的薄云母⽚覆盖其中⼀条缝，这时屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置，如果⼊射光的波长为λ，则这云母⽚的厚度为：（1）17-n λ（2）λ7（3）n λ7 （4）λ71-n1770-==-+?+=-++n e BO EO DE n CD BO EO DE CD λλ所以：有云母⽚：⽆云母⽚：6．在杨⽒双缝实验中，双缝间距为0.5毫⽶，双缝⾄屏的距离为1.0⽶，在屏上可见到两组⼲涉条纹，⼀组由波长为480nm 的光产⽣，另⼀组由波长为600nm 的光产⽣，问在屏上两组⼲涉条纹在第3级⼲涉明条纹的距离是多少？mm x mmx k nm mm x k nm k x Dd 72.060.3'3,600'88.23,480=?=====＝时，当＝时，当λλλ7．杨⽒双缝实验中，若两缝间距为0.2mm ，屏与缝间距为100cm 。
简明物理知识题详解2016年度版(5)
习题1010.1选择题（1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ](A) 使屏靠近双缝．(B) 使两缝的间距变小．(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．(D) 改用波长较小的单色光源．[答案：C]（2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ](A) 间隔变小，并向棱边方向平移．(B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移．(C) 间隔不变，向棱边方向平移．(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移．[答案：A]（3）一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ](A) ．(B) / (4n)．(C) ．(D) / (2n)．[答案：B]（4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ](A) 2 ( n-1 ) d．(B) 2nd．(C) 2 ( n-1 ) d+/ 2．(D) nd．(E) ( n-1 ) d．[答案：A]（5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n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［］(A) ．(B) / (2n)．(C) n．(D) / [2(n-1)]．[答案：D]（6）在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹[ ](A) 对应的衍射角变小．(B) 对应的衍射角变大．(C) 对应的衍射角也不变．(D) 光强也不变．[答案：B]（7）波长nm (1nm=10-9m)的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm的单缝上，单缝后面放一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。
今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d=12mm，则凸透镜的焦距是[ ](A)2m. (B)1m. (C)0.5m.(D)0.2m. (E)0.1m[答案：B]（8）波长为的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上．取k=0，±1，±2．．．．，则决定出现主极大的衍射角的公式可写成[ ](A) N a sin=k．(B) a sin=k．(C) N d sin=k．(D) d sin=k．[答案：D]（9）在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为[ ](A) a=0.5b(B) a=b(C) a=2b(D)a=3b[答案：B]（10）一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为[ ](A) 4/0I2．(B) I0 / 4．(C) I0 / 2．(D) 2I0 / 2。
大学物理课后答案_第十一,二章
2e n2 − sin2 i + λ = ( 2k +1) λ , k = 0,1, 2,3,……
2
2
式中，为入射光的波长，i 为光线的入射角。挡在白光照射下观察到黑斑这一现象，说明对
于任何波长的可见光在该处均产生干涉相消，于是由上面的公式可见，此时惟有 k=0,厚度
e → 0 时，才能成立。因而黑斑的出现即使肥皂沫先破裂的先兆。
2n2e
=
⎛ ⎜
k
⎝
+
1 2
⎞ ⎟
λ
,
k
⎠
=
0,1,
2, ,…
膜厚
e
=
⎛ ⎜⎝
k
+
1 2
⎞ ⎟⎠
λ 2n2
令 k = 0 ，可得增透膜的最薄厚度为
emin = 105.8(nm)
11-11 有一楔形薄膜，折射率 n = 1.4 ，楔角θ = 10−4 rad ，在某一单色光的垂直照射下，
可测得两相邻明条纹之间的距离为 0.25cm，试求： （1）此单色光在真空中的波长; （2）如果薄膜长为 3.5cm，总共可出现多少条明条纹？ 解 （1） 由楔形薄膜的干涉条件得两相邻明条纹间距：
λ
=
490
(nm)
相应于 λ1 和 λ2 ，杨氏干涉条纹中 k 级极大的位置分别为
D
D
x1 = k d λ1, x2 = k d λ2
因此，k 级干涉条纹所占据的宽度为
x2
−
x1
=
k
D d
λ2
−
k
D d
λ1
=
k
D d
λ
显然，当此宽度大于或等于相应与平均波长 λ 的条纹间距时，干涉条纹变得模糊不清，这个
《大学物理学》(网工)光的干涉练习题(解答)(1)
k
，
k
取 2，有 d2
3 4
450
nm ，k 取
5，有 d5
9 4
1350
nm ，则 d
900
nm 】
拓展题：用 600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第 4 级暗纹对应的空气膜厚度为
m。
【提示：首先要考虑半波损失，由于只考虑第 4 级暗纹对应的空气膜厚度，所以此装置是否是牛顿环并不重要，直
（A）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变；
（B）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （C）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大； （D）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。
S1 S
S
S2
【提示：画出光路，找出 S ' 到光屏的光路相等位置】
（D）
O
拓展题：双缝干涉实验中，若双缝所在的平板稍微向上平移，其他条件不变，则屏上的干涉条纹（ B ）
S2
【提示：两光在玻璃内的光程差应为 5λ，即（n2-1）d-（n1-1）d=5λ，可得玻璃片厚度 d】
P O
拓展题：用白光光源进行双缝试验，如果用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光
片遮盖另一条缝，则：
（D）
（A）干涉条纹的宽度将发生改变； （B）产生红光和蓝光两套彩色干涉条纹； （C）干涉条纹的亮度将发生改变； （D）不产生干涉条纹。
光的干涉（解答）-4
合肥学院《大学物理 B》自主学习材料（解答）
6．波长＝600 nm 的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个明环与第五个明环所对应的空气膜
厚度之差为
nm。
【提示：首先要考虑半波损失，由于只考虑第 k 级明纹对应的空气膜厚度，所以此装置是否是牛顿环并不重要，直
大学物理第6章题解
第6章 光的干涉6.1 在杨氏双缝实验中，用钠光灯为光源．已知光波长589.3nm λ=，屏幕距双缝的距离为500D mm =，双缝的间距 1.2d mm =，求：⑴第４级明条纹到中心的距离；⑵第４级明条纹的宽度.解：（1）为明条纹的条件1222r r jλ-= (0,1, 2.....)j =±±12sin r r d j θλ-==由于00,sin /r d tg y r θθ== ，y 表示观察点p 到0p 的距离 ，所以r y jdλ=，(0,1, 2.....)j =±± 第4级明条纹得到中心的距离：4/y D d λ=⨯3953450010589.3109.8101.210m ----⨯⨯⨯⨯==⨯⨯ （2）：6.2 在杨氏双缝实验中，用钠光灯为光源．已知光波长589.3nm λ=，屏幕距双缝的距离为600D mm =，问⑴ 1.0,10d mm d mm ==两种情况相邻明条纹间距分别为多大？⑵若相邻条纹的最小分辨距离为0.065mm ，能分清干涉条纹的双缝间距最大是多少？解：（1）相邻两条强度最大值的条纹顶点间的距离为1i j r y y y dλ+∆=-=0600d r mm ==由此可知，当 1.0d mm =时39360010589.3101.010y ---⨯⨯⨯∆=⨯ 0.3538mm ≈当10d mm =时39360010589.3101010y ---⨯⨯⨯∆=⨯0.03538mm ≈（2）令能分清干涉条纹的双缝间距最大为d ，则有390360010589.310 5.440.06510r d mm y λ---⨯⨯⨯===∆⨯6.3 用白光作光源观察杨氏双缝干涉．设两缝的间距为d ，缝面与屏距离为D ，试求能观察到的清晰可见光谱的级次？解：白光波长在390~750范围，为明纹的条件为sin d k θλ=±在θ=0处，各种波长的光波程差均为零，所以各种波长的零级条纹在屏上0x =处重叠形成中央白色条纹.中央明纹两侧，由于波长不同，同一级次的明纹会错开，靠近中央明纹的两侧，观察到的各种色光形成的彩色条纹在远处会重叠成白色条纹最先发生重叠的是某一级的红光r λ ，和高一级的紫光v λ，因此从紫光到清晰可见光谱的级次可由下式求得：(1)r v k k λλ=+因而： 3901.08750390v r vk λλλ===--由于k 只能取整数，因此从紫光到红光排列清晰可见的光谱只有正负各一级6.4 在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，现在Ｓ２缝上放置一片厚度为d ，折射率为n 的透明介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测到零级明纹移到了原来的k 级明纹处，求该透明介质的厚度．解：（1）在小孔2s 未贴薄片时，从两小孔1s 和2s 到屏上0p 点的光程差为零，当小孔2s 被薄片贴住时，零光程差从0p 到p 点的光程差变化量为d y r δ'=，（其中d '为双缝间距） p 点的光程差的变化量等于2s 到p 的光程差的增加，即nd d δ=-，（透明介质的厚度）00(1)dn d y r -= 0(1)n dr y d -='（2）如果观察到的零级条纹移动到了原来的k 级明纹处 说明p 离0p 的距离0k r y d λ='00(1)k r n dr d dλ-='' 1k n d λ-=6.5 在双缝干涉实验中，双缝间距0.20d mm =，缝屏间距 1.0D m =，若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，试计算此单色光的波长．解：令单色光的波长为λ，由为明条纹需要满足的条件120sin y r r d j dr θλ-==≈ 可知，33600.210 6.0100.6106002 1.0y d nm r j λ---⨯⨯⨯≈==⨯=⨯6.6 一束平面单色光垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃上，油膜的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50，若单色光的波长可由光源连续可调，可观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失．试求油膜层的厚度．解：由于油膜前后表面反射光都有半波损失，所以光程差为2nd δ=，而膜厚又是均匀的，因此干涉的效果不是产生条纹，而是增透或者是显色反射相消的条件是 ： 2(21)2nd k λ=+1λ，2λ两波先后消失，1λ反射消失在k 级，2λ反射消失在1k +级则有 []122(21)2(1)122nd k k λλ=+=-+K =322122220,1, 2......)0.70 1.220.635r k r i n r ==±±===≈14(21)2 6.73102d k d mm nλ-=+=≈⨯6.7 利用等厚干涉可测量微小的角度．折射率 1.4n =的劈尖状板，在某单色光的垂直照射下，量出两相邻明条纹间距0.25l cm =，已知单色光在空气中的波长700nm λ=，求劈尖顶角θ．解：相长干涉的条件为022nd j λλ+=相邻两条纹对应的薄膜厚度差为02012d d d nλ'∆=-=对于劈尖板， 1.4n =，则02012 1.4d d d λ'∆=-=⨯条纹间距x ∆与相应的厚度变化之间的关系为02019422.870010102.80.2510d d d x l rad λθθθ---'∆=-=∆==⨯==⨯⨯6.8 用波长为680nm 的单色光，垂直照射0.12L m =长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边互相接触，另一边夹着一块厚度为0.048h mm =云母片，形成一个空气劈尖．求： ⑴两玻璃片间的夹角？⑵相邻明条纹间空气膜的厚度差是多少？⑶相邻两暗条纹的间距是多少？⑷在这0.12m 内呈现多少条明纹？解：（1）两玻璃间的夹角为330.048100.4100.12tg θθ--⨯≈==⨯ （2）相邻两亮条纹对应的薄膜厚度差为002012d d d nλ∆=-=097020168010 3.410222d d d m n λλ--⨯∆=-====⨯（3）条纹间距与相应厚度变化之间的关系00201733.4100.850.410d d d xx mmθ--∆=-=∆⨯∆==⨯ （4）在这0.12m 内呈现的明条纹数为002222nd j nd j λλλλ+=+⇒=当00.048d mm =时J=142说明在这0.12 m 内呈现了142条明条纹6.9． 用500nm λ=的平行光垂直入射到劈形薄膜的上表面上，从反射光中观察，劈尖的棱边是暗纹．若劈尖上面介质的折射率1n 大于薄膜的折射率 1.5n =．求：⑴膜下面介质的折射率2n 与n 的大小关系；⑵第10级暗纹处薄膜的厚度？⑶使膜的下表面向下平移一微小距离e ∆，干涉条纹有什么样的变化？若 2.0e m μ∆=，原来的第10条暗纹处将被哪级暗纹占据？解：（1） （2）因为空气膜的上下都是玻璃，求反射光的光程差时应计入半波损失，0d =处（棱）反射光相消，是暗条纹，从棱算到地10条暗纹之间有9各整条纹间隔，膜厚是2λ的9倍， 9 2.252d um λ=⨯=（3）使膜的下表面向下平移一微小距离e ∆后，膜上表面向上平移，条纹疏密不变，整体向棱方向平移，原来地10条暗纹处的膜厚增加e ∆，干涉级增加 ： /82k e λ∆=∆=因此原来的第10条暗纹倍第18条暗纹代替6.10． 白光垂直照射在空气中的厚度为0.40m μ的玻璃片上，玻璃的折射率为1.5．试问在可见光范围内（400700nm nm ），哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？ 解：（1）反射光加强的条件是2,(0,1, 2....)2nd k k λδλ=+==±±透射光加强的条件是2,(0,1, 2....)nd k k δλ===±±对于反射光中波长为λ的成分，在玻璃片表面反射光的光程差2,(0,1, 2....)2nd k k λδλ=+==±± 421ndk λ=- 当 14234254271,44 1.50.4 2.442, 1.50.40.8343, 1.50.40.48544, 1.50.40.3437k nd um umnd k um um nd k um umnd k um umλλλλ===⨯⨯====⨯⨯====⨯⨯====⨯⨯=在白光范围内22480,2(0,1, 2.....)2 1.50.41, 1.22,600,4003,400nd knm nd k j umkk umk nm nmk nmλδλλλλλλ====±±⨯⨯=========2480,nm λ=反射光加强 对于透射光2nd k δλ==时，透射光加强22 1.50.4nd kum kλ⨯⨯== 当 1, 1.22,6003,400k umk nm k nmλλλ======所以600,400nm nm λλ==时，透射光加强。
杨氏双缝干涉和薄膜干涉习题
2n2e 2k＋1 2 ,
k 0,1,2,
e 2k 1
4n2
显然k=0所产生对应的厚度最小，即
emin
4n2
550 4 1.22
113nm
例6. 用等厚干涉法测细丝的直径d。 取两块表面平整的玻璃板，左边棱迭合在一起， 将待测细丝塞到右棱边间隙处，形成一空气劈尖。 用波长的单色光垂直照射，得等厚干涉条纹，测 得相邻明纹间距为l，玻璃板长L，求细丝的直径。
5R＝rk25 rk2
R
r2 k 5
rk2
5
(7.96 2 5.632 ) 10 6 5 6.33 107
10.0m
例9．如图所示，平面玻璃板片MN上放有一油滴，当油 滴展开成圆形油膜时，在波长为600nm的单色光垂直入射 下，从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹。已知玻璃折 射率n3=1.50，油膜的折射率n2=1.20，问： （1）此为等倾干涉还是等厚干涉？ （2）当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距h=1250nm时， 看到条纹形状如何？可看到几级明纹？明纹所在处的油膜 厚度为多少？中心点的明暗情况如何？ （3）当油膜继续扩展时，条纹如何变化？中心点条纹又 如何变化？
2n2e 2 k
e (2k 1) 4n2
k=1时，厚度e最小，即
e
6.73 10 8(m)
4n2
5．如图所示，在折射率为1.50的平板 玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率 为1.22的均匀透明油膜，用白光垂直射 向油膜，问： 1)哪些波长的可见光在反射光中产生 相长干涉? 2)若要使反射光中λ=550nm的光产生相 消干涉，油膜的最小厚度为多少?
1. 在杨氏双缝实验中，设两缝间的距离d=0.2mm， 屏与缝之间的距离D=100cm，试求：
杨氏双缝干涉的实验观察与分析
杨氏双缝干涉的实验观察与分析杨氏双缝干涉实验是实验证明波动性的重要实验之一，通过实验可以观察到光的干涉现象。
杨氏双缝干涉实验的目的是研究光的波动特性，了解光的传播性质以及光的波动理论。
杨氏双缝干涉实验的观察与分析主要涉及实验装置、实验现象、实验结果和实验数据分析等几个方面。
首先是实验装置。
杨氏双缝干涉实验通常采用的装置包括光源、狭缝、双缝装置、屏幕和检测装置等。
其中，光源用于产生光波，狭缝用于控制光线的强度和方向，双缝装置用于产生两道相干光，屏幕则用于观察干涉条纹，检测装置用于测量干涉现象。
其次是实验现象。
在杨氏双缝干涉实验中，当两道相干光通过双缝装置后，将在屏幕上出现一系列亮暗相间、平行的条纹，这就是干涉条纹。
实验中观察到的干涉条纹是由两道光波叠加波动引起的。
当两道光波的波峰和波谷重合时，亮条纹出现；当波峰和波谷错位时，暗条纹出现。
然后是实验结果。
根据实验结果可以得到几点结论：第一，干涉条纹的亮暗程度和相邻两条纹的间距有关，间距越大，亮暗程度越大。
第二，干涉条纹的间距与双缝间距、光源波长以及观察屏幕的距离有关，间距越大，双缝间距越小，光源波长越长，观察屏幕的距离越远，干涉条纹间距越大。
最后是实验数据分析。
通过实验得到的数据可以进行分析，研究干涉条纹的规律。
例如，可以绘制干涉条纹的亮暗程度与双缝间距、干涉屏幕距离的关系曲线，进一步确定双缝间距、光源波长和观察屏幕距离对干涉条纹的影响。
总结来说，杨氏双缝干涉实验通过观察和分析干涉条纹的实验现象，可以揭示光的波动性质。
实验结果和数据分析进一步证明了光的波动性，并且得到了一些与干涉条纹相关的规律。
杨氏双缝干涉实验在光学研究中具有重要的理论和实际意义，也成为了波动光学领域的经典实验之一。
在杨氏双缝干涉实验中，有一些相关的理论知识和原理需要加以解释和分析。
首先是双缝干涉的原理。
当两道相干光通过双缝装置后，它们会在屏幕上相遇并产生干涉现象。
这是因为光波在传播过程中会相互叠加，形成干涉条纹。
光的波动性杨氏双缝实验
光的波动性杨氏双缝实验光是一种电磁波，既具有粒子性质，又具有波动性质。
为了验证光的波动性质，杨氏双缝实验被广泛应用。
杨氏双缝实验通过观察光的干涉现象，从而证明了光的波动性质。
光的波动性质是波动光学的基本原理之一。
在实验中，一个透明的屏幕上有两个细缝，光通过这两个缝射到另一块屏幕上形成干涉条纹。
实验中需要保持实验环境稳定，确保光线的单色性和相干性，以便观察到清晰的干涉现象。
实验中，通过调整两个细缝的间距和光源的波长，可以观察到明暗相间的干涉条纹。
当两个光波通过细缝后相遇，光波会发生干涉现象，形成明暗交替的干涉条纹。
这一现象被称为衍射，是波动性质的重要表现。
杨氏双缝实验不仅可以验证光的波动性质，还可以测量光的波长和确定光的频率。
通过测量干涉条纹的间距和光源到屏幕的距离，可以计算出光的波长，并进而计算出光的频率。
光的波动性质的发现对光学的发展有着重要的影响。
它为光学理论的建立提供了重要的依据，并为后来电磁理论的发展奠定了基础。
光的波动性质的研究不仅在理论上具有重要意义，也在实际应用中有着广泛的应用。
在现代科技中，光的波动性质被广泛应用于光通信、激光技术、光谱分析等领域。
光的波动性质的发现和研究不仅推动了光学学科的发展，也为人们的生活和工作带来了许多便利。
总结而言，光的波动性质通过杨氏双缝实验得以证明。
实验中观察到的干涉条纹和衍射现象，表明光既具有粒子性质，又具有波动性质。
光的波动性质的发现不仅对光学学科的发展有着重要意义，也为现代科技的发展提供了基础。
通过不断深入研究和应用，光的波动性质将继续为我们带来更多的惊喜和创新。
光学光干涉习题
习题课－光的干涉
例1 在杨氏双缝实验中,双缝间距d=0.20mm，缝屏间距D=1.0m，
试求：(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单
色光的波长； (2)相邻两明条纹间的距离．
解: 其任意点P的光程差为：
y
r2 r1 k
由几何关系：r2
r1
d
y D
由明纹干涉条件可得：
2ne
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
其中：e r 2 / 2R
对明纹来说：
当n=1时，
38R (1.40102 )2
r2 (2k 1)R / 2n
当n=?时，
38R / n (1.27102 )2
即第10级亮环直径为
d120 38R / n
n 1.402 /1.272 1.22
习题课－光的干涉
s1
d
s2
r1
P
r2
O
D
(1)明条纹离屏中心的距离y k D
d
(2)相邻明条纹间距离 y D
d
yd kD
600.0nm
y 3.0mm
习题课－光的干涉
例2 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条 缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明 纹的位置．若入射光的波长为550.0nm，求此云母片的厚度．
则用1时第3条暗环的半径为：
r kR1 1.85mm
e r2 / 2R
R
re
2e
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
习题课－光的干涉
例7 当牛顿环状之中的透镜与玻璃之间的空间充以液体时，第 10级亮环的直径由d1=1.40×10-2m变为d2=1.27×10-2m ，求液体 的折射率。
杨氏双缝干涉实验条纹间距公式
杨氏双缝干涉实验条纹间距公式杨氏双缝干涉实验是物理学中非常著名的实验之一，它揭示了光的波动性质和粒子性质之间的关系。
在杨氏双缝干涉实验中，一束单色光通过两个缝隙，然后在屏幕上形成一系列明暗条纹。
这些条纹的间距由杨氏双缝干涉实验条纹间距公式给出。
本文将介绍这个公式及其背后的物理原理。
首先，我们需要知道什么是干涉。
干涉是一种波动现象，当两个波穿过同一空间时会发生相互作用。
在光学中，干涉是指两束光束相遇并产生明暗条纹的现象。
在杨氏双缝干涉实验中，底部恰好有两个狭缝，光线从这两个狭缝中穿过，然后在屏幕上形成一些亮度和暗度的条纹。
这些条纹的间距由以下公式给出：dλ=D/d。
其中，d是两个缝的距离，λ是光的波长，D是屏幕到缝的距离。
利用这个公式，我们可以计算出条纹之间的距离以及波长。
实际上，这个公式是基于干涉条纹的明暗模式的，因此我们可以观察到亮度条纹和暗度条纹的间距以及它们的关系。
这个公式的物理原理可以用Huygens原理和相位差偏移的概念解释。
所有的光波从源头开始向外辐射，波前可以看作是由许多原点构成的，每个原点的振幅和相位是不同的。
当光线穿过狭缝时，每个位置的振幅和相位都会受到不同程度的改变。
当这些光线到达屏幕时，它们会在各个位置产生干涉，这种干涉会导致一些区域的振幅强度增强，而另一些区域会减弱。
当光线穿过两个狭缝时，我们可以得到两个波源发出的光线交叉的区域，该区域的光强度增强，从而产生一些正弦曲线的明暗交错条纹，这可以观察到屏幕上。
如果两个波源发出的光线相位差为整数倍的波长，那么两个波的振幅将完全相加，产生强光区域，产生明亮的条纹。
如果两个波源发出的光线相位差为奇数倍的波长，则会相消，产生弱光区域，从而形成暗条纹。
此外，对于一个非单色的光源，我们将会得到一系列颜色的条纹，这是因为每个颜色的波长不同。
波长较长的光会产生间距较大的条纹，而波长较短的光则会产生间距较小的条纹。
总的来说，杨氏双缝干涉实验是基于光的波动性质的重要实验之一、它不仅揭示了光的波长和相位对干涉条纹的形成有重要影响，而且可以用来评估光源的资料。
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k D l
2
x
d D (2k 1) l
加强 减弱 明纹 暗纹
k 0,1,2, k 0,1,2,
d
2
k 称为干涉条纹的级次
明纹中心的位置： x k D l d
k 0,1,2,
暗纹中心的位置：x (2k 1) D l
2d
k 0,1,2,3,
无零级暗纹！
相邻两明纹或暗纹间的距离为： x D l d
本章主要内容：波动光学 •光的干涉(Interference )； •光的衍射(Diffraction of Light )； •光的偏振性（横波 Polarization of Light ）。
一、光谱
光谱——光的强度按频率（或波长）的分布
λ (nm)
紫外区
可见光区
紫 光
红外区 红 光
•可见光: 光在人眼视觉范围内的波段为
常用单色光源
(一)、光源的发光机制能：级跃迁辐射 高能级E2
低能级E1
光子
普通光源：自发辐射。每一个分子和原子都相当于 一个小光源，(1)它们所发出的波的振幅、相位、振 动方向各不相同；(2)原子发光是间歇的，眼睛感觉 到的光强是平均光强; （3）波列的长度即相干长度
· ·
独立(不同原子发的光)
相干光的获得原理：使普通光源的同一个点发出的光 分成两个或两个以上的相干光束, 使它们各经过不同 的路径后再相遇产生干涉。
1.分波阵面法 在同一波面上取两个点，使子波经过不同的路径
后再相遇产生干涉的方法为分波阵面法。如杨氏双缝 干涉实验。
2.分振幅法 一束光线经过介质薄膜界面的反射与折射，形成
的两束光线产生干涉的方法为分振幅法。如薄膜、劈 尖、牛顿环等。
第四节
9
第一丝光线照临大地， 新的一天开始了！
光：light
地球的母亲！
万物生长靠太阳
•太阳的能量就是通过光波送到地球！ •五光十色，缤纷的世界，光是主角！ •光通信技术！ •激光的发明，一场新技术革命！ •通过光，人类知道遥远的星空发生的事件！ •通过光，人类知道微观世界发生的事件！ •………...
中心波长 (nm) 660 610 570 540 480 460 430
二、光的本质
光具有波动性和粒子性，合称波粒二象性。 光的波动性是指光是某一波段的电磁波。
光在不同媒质的分界面上会发生反射和折射现象； 在传播过程中出现干涉、衍射和偏振等现象。
光在真空中的传播速度为：
c 3108 m / s
G
r1
P
S1 Sd
r2
x O
S2
D
S1和S2发出的光到达P点的波程差为:
干 涉 条 纹
I 光 强 分 布
r2 r1 d sin
在P点发生干涉相长的条件为
d sin kl k 0,1,2, (1)
——P点处出现明条纹
在P点发生干涉相消的条件为
d sin (2k 1) l k 1,2,3, (2) 2
——P点处出现暗条纹
波程差为其它值的点,光强介于最明与最暗之间。 因此上述两条纹分别是明纹中心和暗纹中心。
p
实
s1
r1
验 装
s d o
置
s2
r2
x
o
D
D d
波程差
sin tan x D
r2 r1 d sin
d x D
30
p
s1
s d o
r1 r2
x
o
s2
D
d x
D
kl
(2k 1) l
结论：普通光源 独立(同一原子先后发的光) 不是相干光源。
普通光源：太阳光、电灯、手电筒、煤油灯等发 出来的光，没有干涉现象发生，为什么？
因为它们不是相干波源，发射的光波不是相干波， 所以普通光相遇，没有干涉现象发生。
相干光
问题二
（三）、相干光的获得
一入射波传播到带有小孔的屏时，不论入射波的波阵面是 什么形状，通过小孔时，在小孔的另一侧都产生以小孔作为 点波源的前进球面波，可将其抽象为从小孔处发出的一种次 波或球面子波，其频率与入射波频率相同。
400nm 760nm，
可见光
可见光七彩颜色的波长和频率范围
光色 波长(nm) 红 760~622 橙 622~597 黄 597~577 绿 577~492 青 492~470 兰 470~455 紫 455~400
频率(Hz)
3.9 1014 ~ 4.81014 4.81014 ~ 5.0 1014 5.0 1014 ~ 5.4 1014 5.4 1014 ~ 6.11014 6.11014 ~ 6.4 1014 6.4 1014 ~ 6.6 1014 6.6 1014 ~ 7.51014
E0cos
(t
r u
)
三、光波的表达 E A1 cos t + ( j 2
1. 基本概念：
2pr )
l
光矢量E，光振动，振动面(振动方向与传播方向构成的平面)
光波是横波 E＝ A1 cos ( t + j 1)
光波
（一）.产生相干光的条件
两束光： 1. 频率相同； 2. 振动方向一致；
E1
r1
S1
Sd
r2
S2
D
P
x
k = 2 +2级明条纹
k = 1 +1级明条纹
O
k = 0 零级明条纹
k = -1 -1级明条纹
k = -2 -2级明条纹
干涉条纹
杨暗 相间的直条纹；
波源
S1
分波阵面法
S2
相干光的产生方法： 分振幅法
分波阵面法
s1
光源 *
s2
第三节
托马斯.杨
一. 杨氏双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验装置：
S 线光源，G 是一个遮光屏，其上有两条与 S 平行的狭缝 S1、S2，且与S 等距离，因此S1、S2 是相干光源且相位相同； S1、S2 之间的距离是d ，到屏的距离是D。(D>>d)
E
E2
3. 有恒定的相位差；
y1 A1 cos t + ( j 1 y2 A2 cos t + ( j 2
2pr1 )
l
2pr2 )
l
（二）.光源 光源种类：热辐射、电致发光、光致发光、化学发光
(光谱特征) ： ⑴线谱光源：如气体放电管、钠光灯、
水银灯等；
⑵连续谱光源：（或热辐射光源）如 白炽灯、弧光灯、太阳等；
光的粒子性是指光是由单个的光子构成的。光电效应
实验可以证明这一点。
1. 光是电磁波, 其波动方程是什么?
2. 电磁波是电场强度 E与磁场强度H的矢量波;
E
E0cos
(t
r u
)
H
H0cos
(t
r u
)
3. 光矢量: 对人眼和感光仪器起作用的主要是电场强
度E, 所以人们称电场强度E为光矢量.
E