几何光学——光的干涉

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3)换用折射率较小的液体, 4)劈角大小不变而加劈边。 试问,1)哪项可使条纹间距加大?()

2)哪项可使条纹间距变小?()

图3-8 计算题

22、汞弧灯发出的光通过一个小孔经过滤色片后照射在两个中心相距0.60mm的小孔上,人在离两小孔2.50m远处的屏上测得干涉条纹间距为2.27mm。试求滤色片的透过波长。

23、杨氏双孔干涉实验中,双孔中心相距0.70mm,屏幕离双孔屏的距离是5.0m。试求照明波长为400nm、500nm和700nm时干涉

条纹的间距各是多少?

解:干涉条纹间距为: ?x700??Lnd?L ?x500??3.571mm

nd?L ?x400??2.857mm

nd?5mm

24、杨氏双缝的间距为0.50mm,用波长为500nm的光照明双缝。现用—块折射率为1.5的均匀介质尖劈在紧贴双缝后将双缝覆盖,并使劈棱与双缝平行,发现屏上干涉条纹移动了半个条纹间距。试求劈角是多少?

图3-9

解:如图3-9,在未覆盖玻璃尖劈时,屏幕中央处光程差为零,

k中?0;双缝被玻璃尖劈覆盖后,中央处的光程差为

n?AB?CD??n?1??AB??n?1???d,

题目中给定k中?0.5。比较覆盖 有光程差之差?n?1??d?k值差??

?0.5?可求得尖劈劈角

??0.5?0.5?0.0005??10?3rad?3.44' ?n?1?d?1.5?1??0.525、图3-10为菲涅耳双面镜分波前双光束干涉装置。双面镜M1和M2的夹角?很小。准单色光源S对M1和M2成两个虚的相干光源S1和S2。已知??20',缝S到双面镜交线O的距离L1?10cm,接收屏幕与双面镜的距离L2?210cm,光源所发的光的波长??0.6?m。试问干涉条纹间距是多少?

图3-10 解:菲涅耳双面镜干涉条纹间距为 ?x??Lnd???L1?L2??1.1345mm

1?2L1?26、试写出图3—10中菲涅耳双面镜干涉装置中屏幕上光强分布的表达式。

解:菲涅耳双面镜干涉装置中屏幕上的光强分布函数为

??2??2?L1?x??4I0cos??x? Ip?4I0cos??, ??L?L?L???2?1?2??nd式中I0是盖住一个镜子是屏幕上的光强,x轴的坐标原点应是 图3-10中S1S2连线的垂直平分线于屏幕的交点。

27、如图3—11所示的制作全息光栅的装置,今要在干板处获得每毫米有1200条的全息光栅,试问两反射镜间的夹角是多少?

图3-11 解:干板上是两束平行光的干涉,有 ???2sin?。

已知?x?1mm1200,??0.6328?10?3mm,故两反射镜的夹角

??sin?1?1200?0.6328?10?3/2??22.3?

28、菲涅耳双棱镜材料折射率n=1.5,劈角为0.5?,见图3-12。被照亮的狭缝S放在距双棱镜10cm(即L2)远的地方,在双棱镜1m(即

L1)远的屏上获得干涉条纹的间距为0.8mm。试求照射光的边长。

若在双棱镜上半部插入一块玻璃片,设照射光的波列长度为1cm,插入玻璃片的折射率为1.5,试问当玻璃片的厚度为什么数值时,原来零级干涉极大位置上的干涉条纹既消失?

图3-12

解:由菲涅耳双棱镜干涉条纹间距公式:?x???L1?L2?

2?n?1?L2?

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