《光学教程》考试练习题及答案

光栅的宽度为

19.解:(1)

(毫米).

d?0.001?8.333?10?6m120

dj?, k?1,2 j?3(2) bk 得:b1=2.77×10-6m b2=5.55×10-6m

bsin??j?

?9j??12?550?10?1??sin?sin?sin0.397?23.39?6b2.77?10

?9?1j??12?550?10??sin?sin?sin?10.193?11.12?6b5.55?10第二值

?1?550?1?90??????0.01527nm?jNjN2?18000(3) ??

20. 解:

asin??(2k1?1)asin??2k2?12

?222k1?1?27?? 2k2?144k1?2?7k2

即:k1?3,k2?2

21.解 (1) 由单缝衍射明纹公式可知

1?2k?1??1?3?1 (取k=1 ) 2213 asin?2??2k?1??2??2

22tg?1?x1/f , tg?2?x2/f sin?1?tg?1 , sin?2?tg?2 由于 3所以 x1?f?1/a

23 x2?f?2/a

2 asin?1?则两个第一级明纹之间距为

?x?x2?x1?3f??/a=0.27 cm 2

(2) 由光栅衍射主极大的公式 dsin?1?k?1?1?1

dsin?2?k?2?1?2

21

且有 所以

sin??tg??x/f

?x?x2?x1?f??/d?1.8cm

22.

解:设自然光光强为I0

1I02

I2?I1cos2??I1cos2?90?2?t?I1?

I2?

23.

1I0sin2?2?t?2

I?解: (1)

1???1I0?cos2??cos2?????I0sin22?2?2?8

1I?I08 则??45? 令

a) 令 I = 0 则 ??0 或 ??90?

b) 若 I = I0/2 则sin2θ = 2 故不可能。

24.解 (1)两尼可耳棱镜N1、N2的透振方向和波片光轴的相对方位表示在计算题6.5解图中.自然光

0

经过尼可耳棱镜,成为线偏振光,强度为I0/2.线偏振光的振动方向与光轴夹角为30,进入晶体后分解为o光和e光,由于?/4波片C使o光和e光产生?/2的相位差,所以过C后成为椭圆偏振光.

(2)尼可耳棱镜N2前是椭圆偏振光,它是由振幅分别为Ae和Ao、相位差为?/2的两线偏振光合成,由图可得

Ao?Asin300, Ae?Acos300.

Ao和Ae在N2的透振方向上投影,产生干涉.两相干线偏振光的振幅分别为

Ao2?Asin300cos600,Ae2?Acos300cos300.

由于投影引起?的附加相位差,故两相干光的相位差为(?????).过N2后的相干光强为

22

I?Ao22?Ae22?2Ao2Ae2cos(???/2)

?Ao22?Ae22?(Asin300cos600)2?(Acos2300)2 55?A2?I0.816N1 A Ao C Ae N2 600 Ae2 出射光为线偏振光.

25.

Ao2

解:圆偏振光通过λ/4片后,形成平面偏振光(线偏振光)偏振方向与光轴方向成45o角,因此,通过波片的光全部通过P1偏振片(或全部被阻挡)。

对P2偏振片来说

I?I0cos2??I0cos260??

1I04

结论: 无光通过或0.25I0

26.解 设I为自然光强(入射光强为2I0);?为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向间的夹角.

(1) 据题意 0.5Icos230°=Icos2?·cos230°

cos2??=1 / 2

?=45°

(2) 总的透射光强为2×

(3) 此时透射光强为 (Icos230°)(1-5%)2

所以透射光与入射光的强度之比为

1I cos230° 21所以透射光与入射光的强度之比为cos230°=3 / 8

2

P/?27. 解:(1) IItg3200e1 (cos230°)(1-5%)2=0.338 2230??1/3

2?(2)

????2??????n0?ne?d??2

589?10?9∴ d???8.56?10?7(m)

4(no?ne)4?(1.658?1.486)?

23

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