大学物理课后习题答案详解(6)

2018-12-29 19:36

I2?I1cos2??同理可得I3和I4

I3?I2cos2??1I0cos2? 21I0cos4? 2611?3?26??0.21I0 I4?I3cos??I0cos??I0??22?2??即入射光的21℅能透过偏振片组。

11.32 水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.50。当光由水中射向玻璃而反射时,布儒斯特角为多少? 当光由玻璃射向水中而反射时,布儒斯特角又为多少?

分析:应用布儒斯特定律求得。 解:n1?1.33,n2?1.50 光由水中射向玻璃反射时,

tan?1?n2n1.50?48?26' ,?1?arctan2?arctann1n11.33光由玻璃射向水中反射时,

tan?2?n1n1.33?41?34' ,?2?arctan1?arctann2n21.5011.33 一束太阳光,以某一入射角入射到平面玻璃上,这时反射光为完全偏振光,透射光的折射角为32°。问:

(1)太阳光的入射角是多少? (2)玻璃的折射率是多少? 分析:应用布儒斯特定律求得。

解:(1)反射光为完全偏振光,此时反射光与折射光垂直。 即

i0??0?所以

?2

i0??2??0?90??32??58?

(2)由布儒斯特定律,

tani0?得

n2?tani0?tan58??1.60

加题

加11.1:以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,缝距屏为1m。(1)从第一级明纹到同侧第四级的明纹

为7.5mm时,求入射光波长;(2)若入射光波长为

?n2 n16000A,求相邻明纹间距离。

x??k解:(1)明纹坐标为

由题意有:

D?d,

D?D?3D???dddd0.2?10?3???(x4?x1)??7.5?10?33D3?1x4?x1?4?5?10m?5000A(2)当

?7?。

??6000A时,相邻明纹间距为

?D?1?6000?10?10?3?x???3?10m?3mm?3d0.2?10

加11.2:用?=600 nm的单色光垂直照射在宽为3cm,共有5000条缝的光栅上。问:

(1) 光栅常数是多少?

(2) 第二级主极大的衍射角?为多少?

(3) 若a?2?10(m)光屏上可以看到的条纹的最大级数?

?63.0?10?2?6?10?6(m) 解:(1)光栅常数 d?5000 (2)由光栅方程dsin???k? (k?0,1,2,得

600?10?9sin?2?2?2??0.2 ??2?arcsin0.2?11.5o ?6d6?10?600?10?9??k?0.1 (3) sin?k??k??k??6d6?10??1?sin?k?1

sin?k?10,取k??9, 0.1d考虑缺级k?k3?k?

a?10?k?3,6,9缺级

屏上可以看见的条纹最大级数是8。

加11-3:波长为5000?的单色光正入射到一块缝数为N=10的透射式平面光栅上,两个相邻

5

主极大分别出现在sinθ1=0.15和sinθ2=0.3的位置,并且第四级主极大缺级,求: (1)光栅常数d?(3分)

(2)光栅上每个单缝可能的最小宽度am?(3分) (3)观察屏幕上能哪些谱线?(4分)

解:(1)设相邻主极大分别为m级和m+1级,则:

dsin?1?m?dsin?2?(m?1)?得,d=3.3um

(2)第四级主极大缺级,则kd?4,取k=1,得,每个单缝可能的最小宽度am=0.825um a(3)由dsin??m?得,当sinθ=1时,对应的衍射条纹级数为屏幕上可看到的最大级数,因此,m=6.6,

取整数,屏幕上可以看到的干涉条纹为:0,±1,±2,±3,±4,±5,±6级, 但是第四级主极大缺级,因而最后看到的条纹级数为0,±1,±2,±3,±5,±6级,共11条


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