波动光学与量子理论

《波动光学与量子理论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《波动光学与量子理论（77页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、 牛顿支持的牛顿支持的“微粒说微粒说”光是从光源发出的高速直线运动的弹性微粒流光是从光源发出的高速直线运动的弹性微粒流解释光的直进性解释光的直进性解释光的反射定律解释光的反射定律解释光的折射定律解释光的折射定律解释几束光互相交叠穿越的现象解释几束光互相交叠穿越的现象 惠更斯的惠更斯的“波动说波动说”光是光源的某种机械振动以波的形式在光是光源的某种机械振动以波的形式在“光以光以太太”中的传播中的传播光的干涉、衍射现象及水中光速的测定支持了波动说光的干涉、衍射现象及水中光速的测定支持了波动说介质介质？解释光的直进性解释光的直进性解释光的反射定律解释光的反射定律解释光的折射定律解释光的折射定律解释几

2、束光互相交叠穿越的现象解释几束光互相交叠穿越的现象 麦克斯韦麦克斯韦“电磁说电磁说”光是一种电磁波光是一种电磁波 爱因斯坦爱因斯坦“光子说光子说”光是一份一份不连续的能量（光子流）光是一份一份不连续的能量（光子流） 波粒二象性波粒二象性光既有波动性的一面，又有粒子性的一光既有波动性的一面，又有粒子性的一面面NON r入射光线入射光线折射光线折射光线12nniirir12vvptpnpi ptpnptpnp p 12sinsinvirv 返回返回 波的特征现象之一波的特征现象之一干涉干涉发生稳定干涉的条件发生稳定干涉的条件频率相同、相差恒定频率相同、相差恒定现象现象振动加强与减弱的区域确定振动加

3、强与减弱的区域确定预期的光干涉现象预期的光干涉现象稳定的稳定的明明（振动加强）、（振动加强）、暗暗（减弱）相间的条纹（减弱）相间的条纹 获得稳定光干涉图样的条件获得稳定光干涉图样的条件让两个频率相同的让两个频率相同的“相干光源相干光源”发出的光在同发出的光在同一空间叠加，用屏在叠加区域接收。一空间叠加，用屏在叠加区域接收。 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉 观察红色激光的双缝干涉图样观察红色激光的双缝干涉图样 双缝干涉图样特征双缝干涉图样特征 干涉条纹的成因及分布规律干涉条纹的成因及分布规律光程差等于波长整数倍时，两列光波叠加加强光程差等于波长整数倍时，两列光波叠加加强明条纹明条纹光程差等于半波长奇数

4、倍时，两列光波叠加减弱光程差等于半波长奇数倍时，两列光波叠加减弱暗条纹暗条纹Lxd 分波前干涉分波前干涉 把来自单一频率光源的同一波前设法分开把来自单一频率光源的同一波前设法分开（子波）并造成光程差从而引起干涉（子波）并造成光程差从而引起干涉. 薄膜干涉薄膜干涉分振幅干涉分振幅干涉利用同一入射光波的振幅（光强）通过两个表面利用同一入射光波的振幅（光强）通过两个表面的先后反射加以分解且形成光程差而引起的干涉的先后反射加以分解且形成光程差而引起的干涉. E ES1S2SP 中央亮纹中央亮纹Q1第第1暗纹暗纹Q1 第第1暗纹暗纹P1第第1亮纹亮纹P1第第1亮纹亮纹PS1S2Oxr1r2ldD21si

5、nlrrd 能观察到干涉条纹的情况下能观察到干涉条纹的情况下总是很小，则总是很小，则 sintanxdddD ,0,1,2,DxkxddkDk 21221,1,2,32DxkkxdkdD Q返回返回ASS1S2ASA AEE min1iAnA min min 21db nA 21Dxb nA bDS1S2SM1M2EE 2 rCr2dr D2Dxr 返回返回题题5 5SS1EE M若若S与平面镜距离为与平面镜距离为d,与屏距离为与屏距离为D,则则2Dxd SOOff 将焦距为将焦距为f凸透镜切分成上下两半，沿主轴拉开距离凸透镜切分成上下两半，沿主轴拉开距离f，如图所，如图所示，点光源示，点光源

6、S置于透镜主轴上离左半个透镜置于透镜主轴上离左半个透镜f处，该装置可演示两束光的干涉现处，该装置可演示两束光的干涉现象画出点光源象画出点光源S经上、下两半透镜后的光束，并用斜线画出两束光发生干涉经上、下两半透镜后的光束，并用斜线画出两束光发生干涉的区域的区域 S1S2ODS 如图所示双缝干涉实验中如图所示双缝干涉实验中 A. 若把单缝若把单缝S从双缝从双缝S1、S2中心轴位置稍微上移，屏上中央亮纹位置略下移中心轴位置稍微上移，屏上中央亮纹位置略下移 B. 若只减小双缝若只减小双缝S1、S2间的距离，条纹间距将增大间的距离，条纹间距将增大 C. 若只在两条狭缝与屏之间插入一块两面平行的玻璃砖，条

7、纹间距将减小若只在两条狭缝与屏之间插入一块两面平行的玻璃砖，条纹间距将减小 D. 若只把红光照射改用绿光照射，条纹间距将增大若只把红光照射改用绿光照射，条纹间距将增大 本题答案本题答案: ABC狭缝的宽度设为狭缝的宽度设为d，由，由10 xLd 易得易得931010 1.00600 10 m300 10Ldx 在杨氏干涉实验中，波长为在杨氏干涉实验中，波长为600 nm的单色光垂直射到两个的单色光垂直射到两个非常靠近的狭缝光屏离双缝的距离为非常靠近的狭缝光屏离双缝的距离为1.00 m，在光屏上中心峰值与第，在光屏上中心峰值与第10条亮线条亮线的距离是的距离是300 mm试求试求 狭缝的宽度；狭

8、缝的宽度； 当将一厚度为当将一厚度为0.02 mm的透明薄膜放的透明薄膜放到其中一个狭缝上时，光屏上的中心峰值移动了到其中一个狭缝上时，光屏上的中心峰值移动了30 mm试求薄膜的折射率试求薄膜的折射率 0.02mm 当将一厚度为当将一厚度为0.02 mm的透明薄膜放到其中一个狭缝上时的透明薄膜放到其中一个狭缝上时:S1S2OS 22222222122122ddLyLynDddLyLynDLnL DLO1y中央亮纹应满足中央亮纹应满足 222221212dLynLnDdLy 0.031.19n 代入数据有代入数据有 mmm931.500.505001020.50110 x 干涉区干涉区AB长度约

9、为长度约为 321.50 2 10 m=3mmL 屏上屏上AB中间有一明纹，上、下两中间有一明纹，上、下两边各有一明纹，共出现三条明纹边各有一明纹，共出现三条明纹 2Lrxr 如图所示是双镜干涉实验的装置设双镜的夹角如图所示是双镜干涉实验的装置设双镜的夹角=10-5rad，单色光源单色光源S与两镜相交处与两镜相交处C的距离为的距离为r=0.50 m，单色光波长，单色光波长=500 nm，从两镜相，从两镜相交处到屏幕交处到屏幕 距离距离L=1.50 m求求屏幕上两相邻条纹之间的距离；屏幕上两相邻条纹之间的距离；在屏幕上在屏幕上最多可看到多少条明条纹？最多可看到多少条明条纹？ EE SM1M2C

10、E ErL 从光源发出的光经平面镜从光源发出的光经平面镜M1、M2反射后，反射后，产生明条纹的条件是产生明条纹的条件是 由由SudD/2D/2111vufuv由由由几何关系得由几何关系得12S SxvxDd 119x 如图所示，一个会聚透镜的直径如图所示，一个会聚透镜的直径D5 cm，焦距，焦距f50 cm沿其直径分成两半，再分开相距沿其直径分成两半，再分开相距d5 mm，点光源，点光源S到到透镜距离透镜距离u1 m作图并计算离透镜多远处可以观察到干涉条纹？作图并计算离透镜多远处可以观察到干涉条纹？（透镜两半之间空隙被遮盖）（透镜两半之间空隙被遮盖） 返回返回xS1S2cot2x 4 34 x

11、 x 等厚干涉等厚干涉 cot2x 4 34 x 本题答案本题答案: C 如图所示，用干涉法检查工件表面的质量，产生的如图所示，用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线若劈尖的上表面向上平移一小段距干涉条纹是一组平行的直线若劈尖的上表面向上平移一小段距离，如图所示，则干涉条纹离，如图所示，则干涉条纹 A. 间距变大，略向左移间距变大，略向左移 B. 间距变小，略向右移间距变小，略向右移 C. 间距不变，略向左移间距不变，略向左移 D. 间距不变，略向右移间距不变，略向右移bP1P2P3Q0Q2Q1Q3QiPi cot2b 2 Haan2tabHa 2 Ha b甲甲乙乙 利用空