2017光学各章复习知识点

14、 干涉条纹的衬比度

?定义为-----Imax?Imin-----------；?的值满足

Imax?Imin------0???1-----------；

15、

在F-P干涉仪中，若强度反射率R?0.9，干涉条纹的半峰宽度等于-----??2(1?R)R------------；若强度反射率增大到R?0.98，干涉条纹的半峰宽度

等于---------??2(1?R)R--------。

作业题：11，25，27，28，29，31，32；

第四章 衍射

1)

各种不同结构的圆屏衍射光强计算；菲涅耳波带片的有关计算：光强计算主焦距计算，波带片各个半径计算：

?k?2) 3) 4)

Rbk??k?1,?1?R?b?12Rb?;f?; R?b?单缝衍射的计算；

圆孔衍射、最小分辨角、瑞利判据，望远镜分辨角。

多缝衍射的计算：主极大的位置，零点位置，主极大半角宽度，缺级的计算；

5) 光栅光谱仪的性质：主极大谱线的套数；色散本领和色分辨本领计算；量程和自由光谱范围计算；

6)

比较干涉和衍射的不同和联系。

§1、光的衍射现象

判断选择练习题：

1. 根据巴比涅原理，互补屏产生的衍射现象是一样的；

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2. 根据巴比涅原理，互补屏产生的衍射现象是互补的；

§2、菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射

判断选择练习题：

1. 用菲涅耳波带片可以产生比自由传播强得多的光强； 2. 波带片与透镜一样，对于一个波长，只有一个焦点；

3. 单独一个半波带在光轴上某点产生的光强比自由传播在该点产生的光强大； 4. 圆孔的菲涅耳衍射条纹中心一定是亮点； 5. 圆屏的菲涅耳衍射条纹中心一定是暗点；

§5、夫琅禾费多缝衍射和光栅

判断选择练习题：

1. 光栅的缝间干涉增强的地方一定出现亮纹； 2. 光栅上的衍射单元越多，光栅的色分辨本领越大； 3. 光栅光谱仪的光谱与棱镜光谱仪一样，只有一级光谱； 4. 光栅的缝间干涉因子受到单缝衍射因子的调制； 5. 光栅的缝间干涉增强的地方可以出现暗纹； 6. 光栅光谱仪的邻级光谱可能会发生重叠； 7. 棱镜光谱仪也会产生邻级光谱重叠现象；

8. 光栅的角色散本领与光栅常数的大小有关，与光栅单元数目无关； 9. 光栅的色分辨本领与光栅单元数目和光谱的级别有关，与光栅常数无关； 10. 在光栅衍射实验中，把光栅遮掉一半，衍射图样没有任何变化。

选择题：

1、平面透射光栅具有较高的分辨本领，主要是因为（ 2 ）：（1）光栅间隔极小；（2）光栅衍射单元极多；（3）衍射级次较高；（4）光栅的衍射单元极窄；

2、一个平面透射光栅，光栅常数保持不变的情况下，若它的衍射单元增加，则（ 1,2，4 ）：（1）光栅分辨本领提高；（2）光栅衍射亮纹变细；（3）相邻亮纹间隔增大；（4）缺级的级次不变；

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填空计算练习题：计算结果要给出单位和正负

1、 一个光栅有10000个衍射单元，相邻主极大间有---9999----------个暗纹位置，又有

----9998---------个次极大；

2、 一个光栅的光栅常数等于0.8μm，则最大待测波长等于----0.8μm ---------。

3、 光栅光谱仪工作波段的波长范围是（400~400+Δλ）nm，，对1级光谱而言，自由光谱

范围Δλ是———400nm———。若工作波段的波长范围是（300~300+Δλ）nm，对第3级而言自由光谱范围Δλ是——300/3nm————；

4、 两个波长分别为589nm和589.6nm，使用宽度为15cm、光栅常数为2?10m的光栅，

?6?589*10?9?在1级光谱中，每条谱线的半角宽度等于----1/0.151???2*10?6??-------;若要在第

??2级分辨出这两个波长，光栅的宽度应是---589/?0.6*2??2*10?6m------------------。 5、一个宽度为15cm、每毫米内有1200条缝的光栅，在可见光波段的550nm处，此光栅能

分辨的最小波长差等于---550*10?9/k*?150*1200?,k?10?6/1.2*0.55*10?6 --k取下限整数值------。

6、一个光栅片的衍射单元有2000条，用波长为590nm的光垂直照射，对于第2级衍射条

纹，可以分辨的波长间隔是----590*10/?2*2000?m-----------；若衍射单元增加到

?92??8000条，可以分辨的波长间隔是-------590*10/?2*8000?-m-------；

?96、光栅常数d，缝宽等于a，其中d/a?2, 则光栅出现缺级的级次为----2，4，6，…

-----------------

7、光垂直光栅槽面入射，采用闪耀角等于30°闪耀光栅，要把波长为0.5μm的光出现在1

级闪耀波长的位置，光栅的刻槽密度（即每毫米多少条刻槽）等于—2*sin(30)/0.5*10??6?/m=2000/mm------。

8、一个波带片上面有30个半波带，序号为偶数的波带不透光，其余都透光，则轴上场点的

强度是自由传播光强的—(31)2------倍。 9、平行光垂直照射如图衍射屏，内径为b??2，外径为b??，外半波带只留下1/4透光，

则轴上场点的光强是自由传播时的---9/4---倍。

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10、一束白光（波长范围400~800nm），正入射在600条/mm的光栅上，第1级光谱末端与

第2级光谱始端之间的角间隔是---------------------------。

11、一对双星的角间隔为0.05''，若观察波长为550nm，能分辨它们的望远镜口径为

------------。

12、日地距离约为1.5?10km，若观察波长为550nm，要求分辨太阳表面相距为20km的

两点，望远镜的口径至少为---------。

13、地月距离为3.8?10km，若观察波长为550nm，用口径为1m的天文望远镜能分辨月

球表面两点的最小距离是------------

14、照明波长等于1.06um，R?1m，b?3m，计算前3个半波带的半径。

15、缝宽都等于a, 缝间距离分别是d，计算该衍射屏的夫琅禾费衍射强度分布公式。求当

58a?d的结果。

?sin??I?I0????? 16、

2?sin2???sin??????sin2???,??asin?,??dsin?;当a?d,I?4I? 0????2????22图4（a）

缝宽都等于a, 缝间距离分别是d，计算该衍射屏的夫琅禾费衍射强度分布公式。

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