Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

Волновая оптика

Методические указания по курсу общей физики

Издательство Иркутского Государственного

Технического университета

2010

УДК 535

Рецензент: канд. физ.-мат. наук, Л.А. Скоробогатова.

Верстка Компьютерный набор	Л.А. Сомина А.В. Ващенко, С.Ю. Кузнецова

Сомина Л. А., Ващенко А. В, Кузнецова С. Ю.

Волновая оптика: метод. указания. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. – 44с.

Методические указания включают в себя программу курса общей физики для студентов инженерных специальностей вузов, а также примеры решения задач, семестровые задания и справочный материал.

Предназначено для студентов дневной формы обучения, а также может быть использовано студентами заочной и дистанционной форм обучения инженерно-технических специальностей.

© Сомина Л.А., Ващенко А.В., Кузнецова С.Ю. 2010

© Иркутский государственный

технический университет, 2010

©

Введение

Методическое указание составлено в соответствии с Федеральным государственным стандартом для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений. Предназначено для оказания помощи студентам специальностей технических вузов очной, заочной и дистанционной форм обучения. Его могут использовать преподаватели при подготовке к проведению практических занятий, а также при разработке индивидуальных домашних или семестровых заданий.

В данном методическом указании предложены примеры решения задач по теме «Волновая оптика», а также варианты семестровых заданий, необходимые справочные материалы и список дополнительной литературы.

Интерференция

Основные формулы

1. Оптическая разность хода:

,

где L₁ = nx₁ и L₂ = nx₂ – оптические пути двух световых волн (x₁ и x₂ – геометрические длины путей двух световых волн, n – показатель преломления).

2. Условие интерференционного максимума:

,

где m – порядок интерференционного максимума, ₀ – длина световой волны в вакууме.

3. Условие интерференционного минимума:

4. Ширина интерференционных полос в опыте Юнга:

,

где d – расстояние между когерентными источниками; l – расстояние от источника света до экрана.

5. Оптическая разность хода в тонких пленках:

а) в проходящем свете

;

б) в отраженном свете

,

где d – толщина пленки, n – показатель преломления пленки, i – угол падения света.

6. Оптическая разность хода световых волн, возникающая при отражении монохроматического света от пленки:

,

где  - угол преломления света в пленке,  

/2 – потеря полуволны при отражении света границы раздела двух сред.

7. Радиусы колец Ньютона:

а) светлых в проходящем свете или темных в отраженном свете

;

б) темных колец в проходящем свете или светлых в отраженном

,

где R – радиус кривизны линзы,  – длина световой волны в среде, m – номер кольца.

Дифракция

Основные формулы

1. Радиусы зон Френеля:

а) для сферической волновой поверхности

;

б) для плоской волновой поверхности

,

где а – радиус волновой поверхности, b – кратчайшее расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения (до экрана).

2. Разность хода при дифракции параллельного пучка лучей монохроматического света на одной щели:

,

где а – ширина щели,  – угол отклонения лучей от нормали к плоскости щели, определяющий направление на дифракционный минимум или максимум.

3. Условие максимума для дифракции на одной щели:

,

где k – порядковый номер максимума,  – длина световой волны.

4. Условие минимума для дифракции на одной щели:

.

5. Уравнение дифракционной решетки (условие возникновения главных дифракционных максимумов ):

,

где d – постоянная дифракционной решетки.

6. Разрешающая способность дифракционной решетки:

,

где  – минимальная разность длин волн двух спектральных линий, разрешаемых решеткой, k – порядок спектра, N – общее число щелей решетки.

7. Линейная дисперсия дифракционной решетки:

,

где F – фокусное расстояние линзы, проецирующей спектр на экран.

8. Формула Вульфа-Брэгга:

,

где d – расстояние между атомными плоскостями кристалла,  – угол скольжения рентгенговских лучей.