物理光學

義大利人格里馬迪（Francesco Maria Grimaldi, 1618 - 1663）在利用如圖5-1的實驗裝置，三個光屏互相平行，光屏A和光屏B分別挖有小孔a和 b，強光從最上面入射，光屏C上有一部分會被照亮。格里馬迪利用兩開口的大小及各光屏的距離，計算出光屏C上照亮區域c的大小。他發現實際上光屏C上被照亮的範圍較計算所得要大些

光的性質 1. 牛頓微粒說 牛頓認為光是由許多微小的彈性粒子所組成 a. 反射 光在物體表面的反射，便是光粒子和表面產生彈性碰撞

b. 折射

2. 海更士波動說

楊格雙狹縫干涉証明了光的波動性 楊格 (光的干涉) 菲涅耳 (光的繞射) 1850年法國人菲左（Armand Hippolyte Louis Fizeau,1819 - 1896）和傅科（Léon Foucault, 1819 - 1868）分別獨立地在地面上精確測出光在空氣中和水中的傳播速率。他們發現光在水中的速率比在空氣中小，因此否定了牛頓的微粒說

3. 馬士威爾波動說 光既為波動，那光波的介質為何，科學家認為有一種稱為以太的介質，光藉以太來傳播而馬士威爾認為光是由電場和磁場所組成的 且建立了完整的數學理論，由於電場、磁場的傳播不須介質，因此馬士威爾認為以太不存在，1886年邁克生利用邁克生干涉証明了以太不存在。

4. 愛因斯坦光子說 愛因斯坦的光說說和牛頓的完全不同，因為在近代物理的實驗(光電效應)中，用波動說無法解釋，只能用粒子說解釋，因此愛因斯場認為光具有波動和粒子的二元性。

光的干涉 1. 同調光 兩光源之頻率與振幅均相同， 而且兩光的相角差固定，此稱 為同調光 2. 光程差 3. 完全破壞性干涉 4. 完全建設性干涉

雙狹縫干涉

2. 雙狹縫干涉條紋

a. 光程差

250頁 5-4 作楊氏實驗時，所用的單色光波長為 640 nm，兩狹縫的間隔為0.080 cm，光屏與狹縫的距離為 0.80 m，求(1) 相鄰兩暗紋中線的距離。(2) 第二暗紋的中線位置。

265頁 14 某人作楊氏雙狹縫實驗時，使用厚度為 0.10 mm的雙刃刀片，將兩片刀子夾緊，在以蠟燭燻黑過的玻璃片上，劃下雙狹縫，以單色光源照此雙狹縫，發現距離 1.0 m外的光屏上的干涉條紋中，相鄰兩暗線的距離為 0.40 cm，求入射光的波長。

265頁 15 在「楊氏干涉實驗」中，兩狹縫的間隔為 0.50 mm，光屏與狹縫的距離為 2.00 m，以波長為600 nm 的可見光垂直狹縫照射，若光屏上P點為第二亮紋中線上的點，則(1) P點到兩狹縫的路程差是多少？ (2) P點與兩狹縫之間中點連線與中央線所成的角為 θ，求 sinθ。

光的干涉其它特別情況

200頁 10 在楊氏雙狹縫干涉實驗中，以雷射光垂直照射雙狹縫，結果在置放於遠處的光屏上，產生亮暗相間條紋，兩相鄰亮紋之間的距離相等。如果將入射的雷射光斜向照射雙狹縫（入射角為θ0），如圖5-25所示，則： (1) 位於光屏中央的條紋如何變化？　 (2) 兩相鄰亮紋之間距如何變化？

200頁 11 在雙狹縫干涉實驗中，如圖5-26所示，若入射雷射光的方向與屏的方向均保持不變，但將狹縫轉動θ角，結果其相鄰亮紋的間距放大為1.25倍，則θ為何？

補充2頁16 將兩強度相同，波長分別為　4000　埃（紫光）及　6000　埃（橙光）的混合光垂直照射到一相距為　0.01　公分的雙狹縫，在狹縫正後方　100　公分處有一光屏，則下述現象，哪些可在光屏上發生？　(Ａ)干涉條紋均為紫、橙均勻相間的條紋　(Ｂ)干涉條紋約每　1.2　公分有由紫、橙兩光混合而成較明亮的條紋　(Ｃ)橙光第一條亮帶中央位置正是紫光第二條暗紋的位置　(Ｄ)橙光第二條暗紋的位置正是紫光第三條亮帶中央位置　(Ｅ)因兩混合光波長不成整數比，故看不見任何干涉條紋。

(Ｂ)干涉條紋約每　1.2　公分有由紫、橙兩光混合而成較明亮的條紋 (Ｃ)橙光第一條亮帶中央位置正是紫光第二條暗紋的位置 (Ｄ)橙光第二條暗紋的位置正是紫光第三條亮帶中央位置 (Ｅ)因兩混合光波長不成整數比，故看不見任何干涉條紋。

補充2頁 19 楊氏雙狹縫干涉實驗中，如果將雙狹縫中之一狹縫以折射率為　1.2　之玻璃板遮住，而另一狹縫以折射率為　1.6　的玻璃板遮住，其中兩玻璃板的厚度相同。原來未蓋上玻璃片時之中央亮帶的位置為蓋上玻璃板之後的第　3　亮帶所占有，假設λ＝5600埃則兩玻璃板的厚度為何？　

單狹縫繞射 1. 中央亮紋寬度為一般亮紋寬度的兩倍 2. 中央亮紋較亮，愈靠外側的亮紋愈暗

亮紋亮度為何不同？

d. 繞涉角

e. 中央亮紋寬為一般亮紋寬的兩倍

258頁 5-6 在單狹縫的繞射實驗中，以波長為630 nm的平行紅色光照射寬度為0.100 mm的狹縫，光屏和狹縫之間的距離為2.00 m，試求第一暗紋的位置和中央亮帶的寬度為何？

265頁 17 以一未知波長的平行單色光，垂直地照射單狹縫（寬度為0.50 mm），在距狹縫2.00 m的牆壁上形成繞射圖樣。今以測光計定出在中央亮帶兩側的光強極小值的位置，量得兩者之間的距離為4.8 mm。試求該光的波長？

265頁 19 在單狹縫繞射實驗中，入射單色光的波長為λ，其所形成第二極小，恰與另一波長為λ'的單色光所形成第一極大重合，則λ'與λ的關係為何？

265頁 20 在單狹縫繞射實驗中，欲使第一亮紋中線的繞射角θ＝ 5.0°，則狹縫寬度和波長的比值應為何？

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補充：指考題

白光照射單狹縫

薄膜的干涉現象

多狹縫(補充) 單 雙 三 多

鑑別率 繞射愈明顯時鑑別率愈差 θ愈大時，繞射愈明顯，故鑑別率愈差 因此d愈大、λ愈小時鑑別率愈好

95南一

184頁 5-2 在雙狹縫的干涉實驗中，光屏和狹縫之間的距離為1.0 m，兩狹縫的間距為0.025 mm。以平行的單色光垂直照射雙狹縫，結果在光屏上量得第二條亮紋和中央亮紋之間的距離為4.4 cm，問： (1) 光的波長為何？ (2) 任何兩相鄰亮紋之間的距離為何？