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全国中学生物理竞赛25波动光学与量子理论拾零.pptx


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波动光学与量子理论拾零
第一页,共76页。
人类对光的本性的认识进程
牛顿支持的“微粒说”
——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
解释光的反射定律
解释光的折射定律
解释几束光互相交叠10条亮线
的距离是300 mm.试求 ⑴狭缝的宽度; ⑵ mm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30 mm.试求薄膜的折射率.
小试身手题3
⑵ mm的透明薄膜放到其中一个狭缝上时:
S1
S2
O
S
L
O1
y
中央亮纹应满足
第十三页,共76页。
代入数据有
⑵干涉区AB长度约为
屏上AB中间有一明纹,上、下两边各有一明纹,共出现三条明纹.
如图所示是双镜干涉实验的装置.设双镜的夹角α=10-5rad,
单色光源S与两镜相交处C的距离为r= m,单色光波长λ=500 nm,从两镜相
交处到屏幕 距离L= m.求⑴屏幕上两相邻条纹之间的距离;⑵在屏幕上
最多可看到多少条明条纹?
小试身手题5
S
M1
M2
C
r
L
从光源发出的光经平面镜M1、M2反射后,产生明条纹的条件是
⑴由
光路图
第十四页,共76页。
S
u
d
D/2
D/2
由几何关系得
如图所示,一个会聚透镜的直径D=5 cm,焦距f=50 cm.沿其直径分成两半,再分开相距d=5 mm,点光源S到
透镜距离u=1 m.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)
小试身手题4
返回
x
S1
S2
第十五页,共76页。
薄膜干涉
等厚干涉
第十六页,共76页。
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
A. 间距变大,略向左移 B. 间距变小,略向右移
C. 间距不变,略向左移 D. 间距不变,略向右移
薄膜干涉示例1
第十七页,共76页。
b
P1
P2
P3
Q0
Q2
Q1
Q3
Qi
Pi
a
a
b


利用空气劈尖的等厚干涉条纹可测量精密加工工件表面极小
的纹路的深度.在工件表面上放一平板玻璃,使其形成空气楔,如图甲所示,以
单色光垂直照射玻璃表面,在显微镜中观察干涉条纹.由于工件表面不平,观察
到的条纹如图乙,试根据纹路弯曲的方向,说明工件表面上纹路是凹还是凸?并
证明纹路深度可用下式表示: .
专题25-例2
第十八页,共76页。
设c与a、b钢珠直径相差Δx,相邻两亮纹间距离为d/8,有
代入数据有
薄膜干涉示例2
用平面验规(玻璃样板)来鉴别轴承用钢珠的直径,以便分类.
钢珠a、b是合乎标准的,钢珠c则略小一些.将它们放在两块样板之间并用
λ= μm的***灯的黄光照射,发现a、b和c之间出现9个亮条纹.问钢珠c比标
准尺寸小多少?如果变更距离d,条纹数会有变化吗?
c
a
b
d
变更距离d,薄膜楔顶角变化,条纹数变化.
第十九页,共76页。

相邻两明纹间距
由题给条件,

如图所示,为了测量金属丝的直径,把金属丝夹在两块平玻
璃板之间,使空气层形成劈尖.如用单色光垂直照射,就得到等厚干涉条纹.测
出干涉条纹间的距离,就可以算出金属丝的直径.某次的测量结果为:单色光波
长λ=5893,金属丝与劈尖顶点间的距离L= mm,30条明条纹间的距离
为 mm,求金属丝的直径D.
小试身手题6
L
第二十页,共76页。
如图所示,在一块平玻璃片B上,放一曲率半径为R的平凸透镜A,在A、B之间形成空气薄层,当平行光垂直射向平凸透镜时,可以观察到透镜表面出现以接触点O为中心的许多同心环,称为牛顿环.
 ⑴确定形成牛顿环的明、暗环处空气层厚度e适合的条件,入射光波长为λ;
 ⑵确定明、暗环的半径r.
⑶在接触处是明纹还是暗纹?
小试

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