物理竞赛-光学课件.ppt

1、光学竞赛要求和内容光学竞赛要求和内容光 的 干 涉 现 象光 的 干 涉 现 象相干条件相干条件:1)振动频率相同振动频率相同2)振动方向相同振动方向相同3)相位差恒定相位差恒定相位差与光程差关系相位差与光程差关系:=2 /=2k,明纹明纹 =(2k+1),暗纹暗纹获得相干获得相干光的方法光的方法分波振面法分波振面法分波振幅法分波振幅法扬氏干涉扬氏干涉洛埃德镜洛埃德镜明明:暗暗:dDDdxx，dDkkx22 dDkkx2)12(薄膜等厚干涉薄膜等厚干涉,i相同相同e不同不同(垂直入射垂直入射,i=0)=2ne+薄膜的等倾干涉薄膜的等倾干涉,e 相同相同,i不同不同 inne22122sin2迈

2、克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪)MM(212 ，Nd劈尖劈尖(i=0):ne2 sin2nL牛顿环牛顿环(i=0):明明:暗暗:nRkkr2)12(nkRkr 光的衍射现象光的衍射现象夫琅和费衍射夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射(半波带法分析半波带法分析)中央明纹中央明纹:=0k级暗纹中心级暗纹中心:asin=2k /2k级明纹中心级明纹中心:asin=(2k+1)/2圆孔夫琅和费衍射圆孔夫琅和费衍射(爱里斑爱里斑):d 2211.sinAiry光学仪器最小分辨角光学仪器最小分辨角:分辨本领分辨本领:d 221.Airymin dR22111.min光栅衍射光栅衍射光栅方程光栅方程(垂

3、直垂直):(a+b)sin=k 缺级缺级:光栅分辨本领光栅分辨本领:R=/=kNabam光栅光谱光栅光谱(垂直入射垂直入射)完整清晰光谱完整清晰光谱:完整光谱完整光谱:最高级次光谱最高级次光谱:紫紫红红1sinsinkk 红红 kd2sin紫紫 kd2sin惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理自 然 光自 然 光起 偏 与 检 偏起 偏 与 检 偏偏 振 光偏 振 光获得偏振获得偏振光的方法光的方法偏振片偏振片折 射 起 偏折 射 起 偏反 射 起 偏反 射 起 偏双折射双折射晶 体 二 向 色 性晶 体 二 向 色 性马 吕 斯 定 律马 吕 斯 定 律 20cosII 布 儒 斯 特 定 律

4、布 儒 斯 特 定 律120tannni 尼 科 尔 棱 镜尼 科 尔 棱 镜波片波片:1/4波片波片1/2波片波片完全偏振光完全偏振光部分偏振光部分偏振光自然光自然光线 偏 振 光线 偏 振 光圆 偏 振 光圆 偏 振 光椭 圆 偏 光椭 圆 偏 光几 种 偏 振 状 态几 种 偏 振 状 态2022-11-22天津农学院机电系机械教研室等厚干涉等厚干涉 劈尖干涉劈尖干涉(1)劈尖劈尖 两光学平板玻璃一端接触，另一端垫一薄纸或细丝两光学平板玻璃一端接触，另一端垫一薄纸或细丝 装置装置:SMDTL劈尖角劈尖角b1n1nn2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 劈尖干涉劈尖干涉 明暗条纹

5、条件明暗条纹条件:单色、平行光垂直入射单色、平行光垂直入射0i22nd2sin222122innd1n1nnk2)12(k明明21、k暗暗210、k?0kd2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 棱边处棱边处 d=02d 条纹特点条纹特点:平行于棱边，明、暗相间条纹平行于棱边，明、暗相间条纹形态形态22ndk2)12(k明明21、k暗暗210、k零级暗条纹0,k 等厚干涉。等厚干涉。同一条纹，厚度同一条纹，厚度d相同相同2022-11-22天津农学院机电系机械教研室221nkkndd 相邻明纹（暗纹）间的厚度差相邻明纹（暗纹）间的厚度差22ndk2)12(k明明21、k暗暗210、kn

6、n光在媒质中的波长：kndk22)1(221kndk22nnddkdk+1d2022-11-22天津农学院机电系机械教研室(3)相邻相邻条纹间距条纹间距22nnd相邻明纹（暗纹）间的厚度差相邻明纹（暗纹）间的厚度差bn2nb2bdsindkdk+1dbDL相邻明（暗）纹间距相邻明（暗）纹间距2022-11-22天津农学院机电系机械教研室LnbLbDn22 (3)相邻明（暗）相邻明（暗）纹间纹间距距nbn22LDLDtannDLdkdk+1dbDLnbbn22 (4)细丝直径细丝直径2022-11-22天津农学院机电系机械教研室(2)测膜厚测膜厚Sie1n2n2SiO(1)干涉膨胀仪干涉膨胀仪0

7、l12nNel2Nl 2022-11-22天津农学院机电系机械教研室(3)检验光学元件表面平整度检验光学元件表面平整度底面凸凹不平，花样变形：向棱边弯曲，下底面凸凹不平，花样变形：向棱边弯曲，下方凹陷；反之下面凸起。方凹陷；反之下面凸起。eb b2022-11-22天津农学院机电系机械教研室被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体2022-11-22天津农学院机电系机械教研室1nn1nLD空气空气 1n(4)测细丝直径测细丝直径bLnD2bnb2LDsin2022-11-22天津农学院机电系机械教研室例例 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两

8、块平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照射射，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，就，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光的波长的波长 =589.3nm金属丝与劈间顶点间的距离金属丝与劈间顶点间的距离L=28.880mm，30条明纹间得距离为条明纹间得距离为4.295mm,求金求金属丝的直径属丝的直径D？2022-11-22天津农学院机电系机械教研室mm29295.4l解：解：2sinlLDsinmm05746.0D2lLD 相邻两条明纹

9、间的间距相邻两条明纹间的间距 2022-11-22天津农学院机电系机械教研室例例 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工 件表面件表面存在的极小的加工纹路，存在的极小的加工纹路，在经过精密加工的工件表在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃，使其间形成空气劈形膜，用面上放一光学平面玻璃，使其间形成空气劈形膜，用单色光照射玻璃表面，并在显微镜下观察到干涉条纹单色光照射玻璃表面，并在显微镜下观察到干涉条纹，如图所示，试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件，如图所示，试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件表面是凹的还是凸的；并证明凹凸深度可用下式求得表面是凹的还是凸的；并

10、证明凹凸深度可用下式求得：2bah 2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 观察到的干涉条纹弯向空气膜的左端，观察到的干涉条纹弯向空气膜的左端，可判断工件表面是下凹的，如图所示。可判断工件表面是下凹的，如图所示。2/)(1hddhbakk解：解：由图中相似直角三角形：由图中相似直角三角形：2bah 2022-11-22天津农学院机电系机械教研室由一块平板玻璃和一平凸透镜组成由一块平板玻璃和一平凸透镜组成牛顿环干涉图样牛顿环干涉图样 干涉条纹干涉条纹：以接触：以接触点为中心的明暗相间点为中心的明暗相间的同心圆环。的同心圆环。2022-11-22天津农学院机电系机械教研室牛顿环干涉图样牛顿

11、环干涉图样显微镜显微镜SLM 半透半透半反镜半反镜TR22222)(ddRdRRr02ddRRdRr)2(222 d光程差),2,1(kk明纹),1,0()21(kk暗纹rdRkr)21(kRr 暗环半径明环半径2022-11-22天津农学院机电系机械教研室Rrd),2,1(kk明纹明纹),1,0(2)12(kk暗纹暗纹22 d光程差光程差r干涉条纹：干涉条纹：以接触点为中心以接触点为中心的明暗相间的同心圆环。的明暗相间的同心圆环。相同相同，则光程差 d2/0，d暗）(0,k圆环圆环2022-11-22天津农学院机电系机械教研室2、条纹特点：条纹特点：（1）、）、中心中心0r1、条纹半径：条纹

12、半径：rRkr)21(kRr 暗环半径暗环半径明环半径明环半径),2,1(k),1,0(k暗斑暗斑)0(kkr 中心级次低，边缘级次中心级次低，边缘级次高高（2）、）、Rrr条纹内疏外密条纹内疏外密(3)、Rkkr)1()1(kkkr 2ndk明纹hrRod透镜倒置透镜倒置22222)(ddRdRRr02ddRRdRr)2(2 k(k0,1,2,)明纹Rkr)21(kRr 明环半径暗环半径(k12)(k1,)暗纹例(第10届):借助于滤光片从白光中取得蓝绿色光作为扬氏干涉的光源,其波长范围=100nm,平均波长为=490nm 求:干涉条纹大约从第几级开始变得模糊不清?解:蓝绿波长上,下限分别为

13、nm/max5402 nm/min4402 设从第k级变得模糊不清minmax)(1 kk44.minmaxmin k取k=5(4)例(第6届):以波长 =0.6m 的单色平行光束垂直入射到牛顿环装置上,观测到某一暗环n的半径为1.56mm,在它外面第五个暗环m的半径为2.34mm。求:在暗环m处的干涉条纹间距是多少?解法一:暗环条件为 kRr 2 RnrnRrmn)(,522 522nmrrR 22225nmnnrrrRrn 5442241/)()(mnnmrrRnrr m.3110130 mmrrr(10)e解法二:kRr 2两边取微分:kRrrdd2 1d取 krrm，m1013.010

14、2d322 mnmmrrrrRr(11)522nmrrR 由前面可知：例(第13届):如图,用=600nm的单色光垂直照射油膜上,看到离油膜中心最近的暗环的半径为0.3cm。求:(1)整个油膜上可看到的暗环数目?Rd=1.1mhkrkn1=1.2n2=1.5解:(1)属于薄膜等厚干涉。油膜的上下两个表面产生的反射光的干涉。其光程差的暗环的条件:),(21 k有完整的四个暗环，对应k=1,2,3,4(12)kmax=4.9,取kmax=42nd(2k1)2例(第20届):如图所示,在劳埃镜实验中,平板玻璃MN的长度r5.0cm,与平板玻璃垂直的幕到平板N端的距离l=3.0m。线光源s位于M端正上

15、方,离平板玻璃的高度h=0.50mm,光源波长=500nm。求:(1)幕上相邻干涉亮条纹的间距；(2)幕上干涉亮条纹的最低级数。MNh幕slr解：劳埃镜干涉相当于图示的杨氏双缝干涉。(1)幕上相邻干涉亮条纹间距为mm 5.12 hldDxxd=2hsD=r+llsoP(17)xmind=2hsD=r+llsoxP(2)劳埃镜中s光线是由平板玻璃反射形成的，所以在计算s和s光线到达P点的光程差时必须考虑半波损失。最低亮纹位于xP上方x/2处，其级数为20或21。(18)2022-11-22天津农学院机电系机械教研室一一 圆孔衍射圆孔衍射PHL艾艾里里斑斑R2：艾里斑半径：艾里斑半径RR2fdLP

16、圆孔衍射圆孔衍射 光学仪器的分辨率光学仪器的分辨率d22.1艾里斑半角宽度艾里斑半角宽度明暗相间同心圆环明暗相间同心圆环2022-11-22天津农学院机电系机械教研室R2fdLPfdR22.1艾里斑半径艾里斑半径d22.1艾里斑半角宽度艾里斑半角宽度2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 瑞利准则瑞利准则第一个爱里斑边沿与第二个爱里斑中心第一个爱里斑边沿与第二个爱里斑中心重合重合 恰能分辨恰能分辨二、二、光学仪器分辨率光学仪器分辨率物镜物镜 圆孔圆孔物点的物点的象象 衍射图样衍射图样(爱里斑爱里斑)2022-11-22天津农学院机电系机械教研室二二 瑞利判据瑞利判据恰能分辨恰能分辨不能

17、分辨不能分辨能分辨能分辨 第一个爱里斑边沿与第二个第一个爱里斑边沿与第二个爱里斑中心重合爱里斑中心重合 恰能分辨。恰能分辨。2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 例例 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波，而在可见光中，人眼最敏感的波长为长为550nm，问问 (1)人眼的最小分辨角有多大？人眼的最小分辨角有多大？(2)若物体放在距人眼若物体放在距人眼25cm（明视距离）（明视距离）处，则两物点处，则两物点间距间距为多大时为多大时才能被分辨才能被分辨？D22.10解解 (1)37103105.522.1rad102.24(

18、2)40102.2cm25ld0.055mmcm0055.00cml25dld)2/(22tan002022-11-22天津农学院机电系机械教研室缝宽缝宽 a a挡光部分挡光部分 b b光栅常数光栅常数 d=a+b d=a+b刻痕，遮光刻痕，遮光未刻，缝，未刻，缝，透光透光光栅：光栅：平行、等宽、等间距的多狭缝平行、等宽、等间距的多狭缝cmd431010透射光栅透射光栅:刻痕玻璃刻痕玻璃abba衍射光栅衍射光栅Ncmd/12022-11-22天津农学院机电系机械教研室r1r2 dsin PxodSS1S2单缝单缝d 光栅多缝干涉光栅多缝干涉QoLPf衍射角衍射角bad sind任意相邻任意相邻

19、两缝光线两缝光线k干涉加强干涉加强 光栅为明的条件光栅为明的条件kbasin)(2022-11-22天津农学院机电系机械教研室缺级条件：缺级条件：k k 级主明纹消级主明纹消失（缺级）失（缺级）kkaba 缺级缺级：kabak)2,1(k干涉主极大处，恰好是单缝衍射暗纹处干涉主极大处，恰好是单缝衍射暗纹处光栅干涉极大：光栅干涉极大：kbasin)(单缝衍射极小：单缝衍射极小：kasinbb 干干涉涉衍衍射射2022-11-22天津农学院机电系机械教研室sin如：如：kkabak3则缺级：缺级即：,6,3 k3aba)2,1(k3k3k6k6k2022-11-22天津农学院机电系机械教研室光栅的

20、分辨本领光栅的分辨本领光谱的分辨本领光谱的分辨本领是指把波长靠得很近的两条谱线是指把波长靠得很近的两条谱线分辨清楚的本领。其定义为：分辨清楚的本领。其定义为：R其中其中212121RkNRkN 例(第19届):某光栅的光栅常数d=103cm,每个透光缝的宽度a=d/3。(1)以600.0nm单色平行光正入射,透过光栅后,最多能观察到多少条谱线？(2)以1589.0nm和2589.6nm复合平行光正入射,透过光栅后,恰能分辨这两个波长的二级谱线,试问此光栅有多少条刻缝？解:(1)由光栅方程 dsin=k 得7.161060090sin101090sin923max dk由缺级条件:d/a=3,可

21、知k=3,6,15为缺级则最多可见到的谱线条数为(216+1)1023(19)(2)由光栅的分辨本领(k级谱线分辨本领与光栅刻缝 数N的关系)：RkN可得Nk(589.0589.6)/22(589.6589.0)491(20)2022-11-22天津农学院机电系机械教研室例例 波长为波长为5000和和5200 的两种单色光同时垂直的两种单色光同时垂直入射在光栅常数为入射在光栅常数为0.002cm的光栅上，紧靠光栅后用的光栅上，紧靠光栅后用焦距为焦距为2米的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光米的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。的第三级谱线之间的距离。解：解：kbasin

22、)(ba113sinba223sin11tan fx22tan fxtansinx2fx11)33()tan(tan1212babaffxm006.02022-11-22天津农学院机电系机械教研室例例 利用一个每厘米刻有利用一个每厘米刻有4000条缝的光栅，在白光垂条缝的光栅，在白光垂直照射下，可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱直照射下，可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱中的哪个波长的光开始与它谱线重叠？中的哪个波长的光开始与它谱线重叠？解：解：m106.7760m10440077nmnm红红紫紫 对第对第k 级光谱，要产生完整的光谱，即要求级光谱，要产生完整的光谱，即要求 的的第第(k+

23、1)级纹在级纹在 的第的第k 级条纹之后，即级条纹之后，即 紫紫红红红红紫紫kk1光栅方程光栅方程 kbasin)(2022-11-22天津农学院机电系机械教研室红红红红kbaksin)(紫紫）（1sin)(1kbakbakbak紫紫红红)1(）（1104106.777kk紫紫红红）（1kk 只能产生一个完整的可见光谱，而第二级和只能产生一个完整的可见光谱，而第二级和第三级光谱即有重叠出现。第三级光谱即有重叠出现。1k紫kk )1(m106723 紫紫2k第二级光谱中波长为第二级光谱中波长为600nm的光与第三级中紫光重叠的光与第三级中紫光重叠2022-11-22天津农学院机电系机械教研室例例

24、 用每毫米用每毫米500条栅纹的光栅，观察钠光谱线条栅纹的光栅，观察钠光谱线（=5900）问：光线垂直入射）问：光线垂直入射,最多能看到几级条最多能看到几级条纹？纹？解：解：（1）kbasin)(sinbak)90(1sink最大最大m10250010163ba39.3105900102106bak取取 k=3最多能看到最多能看到 k=3,2,1,0,-1,-2,-3 级条纹。级条纹。2022-11-22天津农学院机电系机械教研室解：解：（1）RkN49110006.0210893.577kN491N即即mm1036.230sin10893.52sin37kba（2）kbasin)(例例 设计

25、一光栅，要求设计一光栅，要求(1)能分辨钠光谱的能分辨钠光谱的 5.89010-7m 和和 5.89610-7m的第二级谱线；的第二级谱线；(2)第二级谱线衍射角第二级谱线衍射角 ;(3)第三级谱线缺级。第三级谱线缺级。302022-11-22天津农学院机电系机械教研室 这样光栅的这样光栅的 N、a、b 均被确定。均被确定。（3）缺级条件）缺级条件 kkaba1 kmm1079.031036.2333baamm1057.11079.01036.2333b取取反射和折射光的偏振一.反射和折射时光的偏振n1n2iir自然光反射和折射后成为部分偏振光S 分量P 分量反射光垂直入射面的分量（S）比例大

26、，折射光平行入射面的分量（P）比例大，入射角i变 反射、折射光的偏振度也变。i=i0 时，反射光只有S分量：i 0 布儒斯特角（Brewster angle）或 起偏角i0+r0=90 由 020201cossinsininrnin 有 布儒斯特定律（1812年）21120tgnnni n1n2i0i0r0线偏振光S（Brewster Law）互余互余空气空气玻璃玻璃玻璃玻璃空气空气 423350.100.1tg 185600.150.1tg1010ii 则：若 n1=1.00（空气），n2=1.50（玻璃），0i0i0iiii讨论讨论下列光线的反射和折射（起偏角 ）.0i偏振光的干涉三、偏振

27、光的干涉偏振片1P2Peo偏振片双折射晶体相位差的确定线偏振光偏振片2相干线偏振光Z透振方向偏振片1M透振方向M自然光椭圆偏振光波 片光轴方向由偏振片2透出的两相干线偏振光的相位差：MMoEexoyoe1P2P1EeEo2Ee2E0001P2Peooe光轴两种典型情况MMM M两偏振片透振方向平行相位差满足时为相长干涉，最强。最弱。满足 时为相消干涉，两种典型情况两种典型情况MM相位差M M两偏振片透振方向正交满足时为相长干涉，且得最强。满足 时为相消干涉，且为零在两正交偏振片M、N之间，放置一厚度为0.5mm的石英晶片（ne主主=1.5534，no=1.5443），其光轴Z与M、N之间夹角均

28、为45度，垂直入射到M的自然光的波长为0.5m，设所有元件对光没有散射和吸收，问：(1)在偏振片N后能看见多少条等厚干涉条纹？(2)如果所放置的石英晶片为如图所示的劈尖形状（其劈背厚度a=0.5mm，光轴不变），则在偏振片N后A处（对应于劈尖最顶端处）观测到的光强度为多少？图 1|a|NMA波长为nm440的单色光垂直入射到平面透射光栅上，第三级谱线的衍射角3，满足3.0sin3，第四级缺级。求：（1）此光栅的光栅常数d及光栅狭缝的最小可能宽度a；（2）列出屏幕上可能呈现的谱线的全部级数；（3）此光栅上总共有250N条刻痕，要把波长为nm00.589和nm59.589两条谱线分辨开来，最理想应

29、选择在哪一级工作？（2011 年天津物理竞赛试题）如图所示实验装置中，在平面玻如图所示实验装置中，在平面玻璃片上放一油滴，当油滴展开成璃片上放一油滴，当油滴展开成圆形油膜时，在圆形油膜时，在600nm单色光垂单色光垂直入射下，从反射光中观察干涉直入射下，从反射光中观察干涉条纹。已知玻璃折射率条纹。已知玻璃折射率n1=1.50，油折射率油折射率n2=1.20，问：问：1)当油膜当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距中心最高点与玻璃片上表面相距1.2 10-3mm时，看到的条纹情况时，看到的条纹情况如何？可看到几条明条纹？明条如何？可看到几条明条纹？明条纹所在处的油膜厚度为多少？中纹所在处的油膜厚度为

30、多少？中心点的明暗程度如何？心点的明暗程度如何？2)当油膜当油膜继续扩展时，所看到的条纹情况继续扩展时，所看到的条纹情况将如何变化？中心点的情况如何将如何变化？中心点的情况如何变化？变化？解：解：1)这是等厚干涉情况，故看到的是一系列同这是等厚干涉情况，故看到的是一系列同心圆的干涉条纹。又由于油的折射率介于空气和玻心圆的干涉条纹。又由于油的折射率介于空气和玻璃的折射率之间，故不必考虑半波损失，从而油膜璃的折射率之间，故不必考虑半波损失，从而油膜外缘处为零级明环，它相当于外缘处为零级明环，它相当于k=0。明纹处满足条明纹处满足条件：件：因因 k 必须为整数，所以取必须为整数，所以取 k=4，于是

31、可以观于是可以观察到察到 5个明环。个明环。),2,1,0(,22kken8.422enk 中心点的明暗程度介于明纹与暗纹之间。各级中心点的明暗程度介于明纹与暗纹之间。各级明环的油膜厚度为：明环的油膜厚度为：2)当油膜继续扩展时，油膜厚度不断减小，最外圈当油膜继续扩展时，油膜厚度不断减小，最外圈的明环半径不断扩大，明环的数目不断减少，间距的明环半径不断扩大，明环的数目不断减少，间距增大。中心点由半明半暗向暗、明、暗、明增大。中心点由半明半暗向暗、明、暗、明连连续交替变化，直至整个油膜呈现一片明亮区域。续交替变化，直至整个油膜呈现一片明亮区域。;0,00ek;mm105.2,141ek;mm10

32、0.5,242ek;mm105.7,343ek.mm100.10,444ek2022-11-22天津农学院机电系机械教研室 例例 一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率n1=1.20)污污染了某海域染了某海域,在海水在海水(n2=1.30)表面形成一层表面形成一层薄薄的油污。薄薄的油污。(1)如果太阳正位于海域上空，一直升如果太阳正位于海域上空，一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对的油层厚度为对的油层厚度为460 nm,则他将观察到油层则他将观察到油层呈什么颜色呈什么颜色?(2)如果一潜水员潜入该区域水下，并如果一潜水员潜入该区域水下，并向正

33、上方观察，又将看到油层呈什么颜色？向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？2022-11-22天津农学院机电系机械教研室波长（波长（nm）颜色颜色400紫外光400435紫光435480蓝光480490铜绿色光490500蓝绿色光500560绿光560580黄绿色光580595黄光595610酸橙色光610750红光750红外线2022-11-22天津农学院机电系机械教研室解解(1)k,2,1,21kkdnnm11042,11dnknm552,21dnknm36832,31dnk绿色绿色已知已知n1=1.20n2=1.30d=460nm3.12.1n121nn空气气n1n2n (1)驾驶员观察到

34、油层呈什么颜色驾驶员观察到油层呈什么颜色?0i (2)潜水员看到油层呈什么颜色？潜水员看到油层呈什么颜色？1r2dn 2022-11-22天津农学院机电系机械教研室nm22082/112,11dnk(2)透射光程差透射光程差2/21t dnnm4.3152/142,41dnknm7362/122,21dnk红光红光nm6.4412/132,31dnk紫光紫光紫红色紫红色k2/121kdn一水平放置、折射率为1.50的玻璃片上面有一小滴折射率为1.36的油。油滴会缓慢地摊展成中央厚边缘薄的圆形膜，在太阳光下借助读数显微镜从正上方观察。试问：（1）摊展过程中边缘、内部干涉条纹如何移动？内部干涉条纹数目、间距如何变化？（2）边缘明暗程度如何，呈什么颜色？（3）当中央膜厚为0.476微米时，中心呈什么颜色？（2012天津物理竞赛试题）某透明物质对空气的全反射临界角是450，问：(1)此物质折射率？(2)此物质起偏角？(3)当光从透明物质内射向分界面时起偏角又是多少？(4)有一束光强为I0、振动方向在入射面内的线偏光以布儒斯特角（入射角）投向该透明物质，反射光、折射光的光强各为多少？（忽略吸收）（2012天津物理竞赛试题）