物理光学复习题答案.doc

1、写出会聚和发散球面波的表达式。答:2、光波干涉相干条件是什么?答:在两个(或多个)光波叠加的区域,形成稳定的光强分布所需满足的条件。具体说要满足三个条件,即(1)叠加光波的频率相同;(2)振动方向相同;(3)相位差恒定。3、试比较F-P标准具和光栅分光特性的异同答:相同点:两者都具有分辨和测量波长相差非常小的两条谱线的波长差的能力。分辨本领具有相同的表达式:A=:1、原理不同:F-P标准具应用的是多光束干涉的原理;光栅应用的是多缝衍射原理2、分辨本领:F-P标准具A=mN中,起决定作用的是干涉级次m,级次越高A越大;光栅分辨本领A=mN中,起决定作用的是光栅的缝数,缝数N越大,A越大。3、自由光谱区不同:F-P标准具的自由光谱区为:,由于一般h较大,所以自由光谱区较小。光栅的自由区为,由于光谱使用的级次m很小,所以自由光谱区较大。二、.一平面电磁波可以表示为,求:(1)该电磁波的频率,波长,振幅和原点的初相位。(2)波的传播方向和点矢量的振动方向。(3)相应的B表达示。(10分)解:(1)求知Hz            k=         A=2     B=E(2)沿z方向传播 电矢量沿y方向振动          (3)      三、设平板的厚度和折射率分别为h=2mm和n=,入射光波长λ=600nm,试计算其等倾圆条纹中心的干涉级数及由中心向外第10个亮纹的角半径和干涉级数。解:由题意,存在半波损失,设中心级次为m,所以:得                        = rad                    由于等倾干涉条纹是中央级次最高,所以由中心向外第10个亮纹的干涉级次为9991级五、 白光(400~800nm)正入射到500条/mm的光栅上,(1)求其一级衍射条纹散开的角度;(2)若光栅后放置f=1m的透镜,;(3)若此光栅宽3cm,?为什么?(15)2)3) 七、有3N条平行狭缝构成的衍射屏,缝宽相同都是b,缝间不透明部分的宽度做周期性变化:b,b,3b,b,b,3b,…如图所示,求衍射屏的夫琅和费衍射强度分布。(10分)3bb b解::先将每3条缝看作一个整体,,,缝数为N,先可求出多光束干涉因子:,其中 ,然后,再来求具体的构成光栅的每一个因子,是一个三缝衍射,三缝光栅常数为2b,缝宽为b,所以,双缝的光强度表达示为:其中,,                       所以:总的光强度表达式为:其中:,,                八光轴光轴e波o光,o波e光,e波o波,o光o波e光光轴光轴