激光原理第四章習(xí)題解答(已修改)
2025-06-19 20:46 本頁(yè)面
【正文】 1 ，、問(wèn)其表觀中心波長(zhǎng)分別變?yōu)槎嗌?？解答：根?jù)公式（激光原理P136）由以上兩個(gè)式子聯(lián)立可得：代入不同速度，分別得到表觀中心波長(zhǎng)為：，解答完畢（驗(yàn)證過(guò)）2 設(shè)有一臺(tái)麥克爾遜干涉儀，其光源波長(zhǎng)為，試用多普勒原理證明，當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)距離L時(shí)，接收屏上的干涉光強(qiáng)周期性的變化次。證明：對(duì)于邁氏干涉儀的兩個(gè)臂對(duì)應(yīng)兩個(gè)光路，其中一個(gè)光路上的鏡是不變的，因此在這個(gè)光路中不存在多普勒效應(yīng)，另一個(gè)光路的鏡是以速度移動(dòng)，存在多普勒效應(yīng)。在經(jīng)過(guò)兩個(gè)光路返回到半透鏡后，這兩路光分別保持本來(lái)頻率和多普勒效應(yīng)后的頻率被觀察者觀察到（從半透境到觀察者兩個(gè)頻率都不變），觀察者感受的是光強(qiáng)的變化，光強(qiáng)和振幅有關(guān)。以上是分析內(nèi)容，具體解答如下：無(wú)多普勒效應(yīng)的光場(chǎng)：產(chǎn)生多普勒效應(yīng)光場(chǎng)：在產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的光路中，光從半透經(jīng)到動(dòng)鏡產(chǎn)生一次多普勒效應(yīng)，從動(dòng)鏡回到半透鏡又產(chǎn)生一次多普勒效應(yīng)（是在第一次多普勒效應(yīng)的基礎(chǔ)上）第一次多普勒效應(yīng)：第二次多普勒效應(yīng)：在觀察者處：觀察者感受到的光強(qiáng)：顯然，光強(qiáng)是以頻率為頻率周期變化的。因此，在移動(dòng)的范圍內(nèi)，光強(qiáng)變化的次數(shù)為：證明完畢。（驗(yàn)證過(guò)）3 在激光出現(xiàn)以前，Kr86低氣壓放電燈是最好的單色光源。如果忽略自然加寬和碰撞加寬，？并與一個(gè)單色性Δλ/λ=108的HeNe激光器比較。解：根據(jù)相干長(zhǎng)度的定義可知。其中分母中的是譜線加寬項(xiàng)。從氣體物質(zhì)的加寬類型看，因?yàn)楹雎宰匀缓团鲎布訉?，所以加寬因素只剩下多普勒加寬的影響。，多普勒加寬：因此，相干長(zhǎng)度為：，可根據(jù)下述公式得到氦氖激光器的相干長(zhǎng)度：可見(jiàn)，即使以前最好的單色光源，與現(xiàn)在的激光光源相比，相干長(zhǎng)度相差2個(gè)數(shù)量級(jí)。說(shuō)明激光的相干性很好。（驗(yàn)證過(guò)）4 估算CO2氣體在300
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