光学教程期末资料

第一章光的干涉

理解并掌握杨氏双缝干涉的条纹特点。

1、波长为500nm的单色平行光射在间距为0.2mm的双狭缝上，通过其中一个缝的能量是另一个的2倍。在离缝50cm处的光屏上形成干涉花样，求干涉条纹间距与可见度。

2、以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。

（1）从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离为7.5mm，求单色光的波长；

（2）若在此实验中，用折射率n＝1.58的玻璃膜覆盖一条缝，屏上第7条明纹移动到原来零级明纹处。求玻璃膜厚度。

3、以波长为500nm的单色光照射到相距为0.5mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。求：（1）中央明纹P0（y=0）处）到第一级明纹的距离；

（2）若P点y=0.25mm，则两相干光在P点的光程差和相位差各为多少？（3）P点的光强与P0点光强之比

理解并掌握薄膜干涉的特点和应用，并能解决具体问题。

1、用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 mm的玻璃片，玻璃片的折射率为1.50。（1）在可见光范围内（400 nm ~ 760 nm）哪些波长的反射光有最大限度的增强？；（2）透射光中哪些波长的光最强？

2、一油轮漏出的油(折射率n1 =1.20)污染了某海域，在海水( n2=1.30)表面形成一层薄薄的油膜。已知该油膜厚度为460nm，太阳正位于海域上空垂直入射油膜。

（1）一飞机驾驶员从机上向下俯视，他将观察到油膜呈什么颜色?

（2）如果一观察者潜入该区域水下，又将看到油膜呈什么颜色?

掌握迈克尔逊干涉仪实现等倾干涉的条件和条纹的特点。

1、调节一台迈克耳逊干涉仪，使其所用波长为500nm的扩展光源时会出现同心圆环条纹。（1）若要使圆环中心相继出现1000条圆环条纹，则必须移动一臂多远的距离？（2）若中心是亮的，试计算第一暗环角半径（假定开始时两臂光程相等）。

第二章光的衍射

掌握半波带法分析菲涅耳圆孔衍射。

1、某一波带片对其轴上P0点只露出前5个奇数半波带，在P0点的光强等于自由传播时光强的多少倍？

2、在菲涅耳圆孔衍射中，圆孔半径为2mm，波长为500nm的光源距圆孔4m，观察点离圆孔无限远处可作波带数为多少

理解夫琅和费单缝衍射，着重掌握衍射条纹的特点。

理解并掌握平面衍射光栅的分析方法和条纹特点。并能灵活解决具体的问题。

1、若有一波长为624nm的平行光，垂直入射光栅，已知该光栅缝宽b＝0.012mm，不透明部分a＝0.029mm，缝数为1000条。

求：(1)单缝衍射的中央角宽度；

(2)单缝衍射中央宽度内能看到多少条光谱线？

(3)谱线的半角宽度是多少？

2、用白光垂直照射一光栅，在300衍射方向观察到波长为600nm的第二级主极大，并能在该处分辩，nm的两条谱线，可是在该方向上却很难观测到波长为400nm 的主极大，问：（1）光栅相邻两缝间距有多大？（2）光栅总宽度有多大？（3）光栅的狭缝宽度有多大？（4）若用此光栅观察钠光谱（），求当垂直照射时，屏上实际呈现的全部亮纹条数。

第三章几何光学的基本原理

了解实像、虚像、实物、虚物等概念。

熟悉费马原理。

深刻理解近轴条件下球面折射的成像规律，并会解决实际问题。

一个半径为R的薄壁玻璃球充满水，若一小物点置于离其左边表面3R处，假设薄壁影响可忽略不计，求最后像的位置并作光路图。（水的折射率为4/3）

理解薄透镜的物像公式。

一个焦距为10cm的薄凸透镜与一个焦距为-5cm的薄凹透镜相距10cm成共轴系统，高为3mm的垂轴小物在凸透镜左方20cm处，试求该光学系统所成像的位置和性质（包括大小、虚实、正倒立）。

掌握球面镜、薄透镜的作图求像法。

1、已知球面镜顶点与球心作出物AB的像。

2、已知凹球面镜顶点O与曲率中心C，作图求轴上物点P的像。

3、已知空气中薄透镜的焦点，做出物AB的像。

4ABC为已知的一条穿过透镜的光线路径，用作图法求任一条光线DE穿过透镜后的路径。

MN为空气中薄透镜主轴，S’是S的像，作出透镜和焦点位置。

第五章光的偏振

掌握布儒斯特定律、马吕斯定律

自然光从折射率为n1的介质入射到折射率为n2的介质分界面。反射光为全偏振光的条件为。

欲使一束线偏振光振动面旋转900，只用两片理想的偏振片，应怎样操作？经此操作后所获得的旋转900后的偏振光，其最大的光强为原线偏振光强度的多少倍？

通过偏振片观察部分偏振光时，当偏振片绕入射光方向旋转到某一位置上，透射光强为极大，然后再将偏振片旋转30度，发现透射光强为极大值的4/5。试求这束部分偏振光中的自然光和平面偏振光的强度之比及光束的偏振度。

能通过惠更斯作图法确定o光e光在晶体中的波面和传播方向。

方解石、方解石

石英、石英

方解石、石英

方解石、石英

熟悉偏振光的干涉及其应用。

把一个棱角0.330、其光轴平行于棱的石英劈，放在两个正交的尼科耳棱镜之间。当波长656.3nm的红光通过尼科耳棱镜和尖劈产生干涉时，试计算相邻两条纹间的间隔。（对应该波长光的石英主折射率为n o=1.5419，n e=1.55093）

强度为I0的单色自然光先后垂直入射到两个主截面平行的尼科耳棱镜上，若中间插进一块四分之一波片，其光轴与的主截面夹角为300，试问：（1）通过N1的光强；（2）通过1/4波片后两偏振光的光强；（3）通过N2的光强。