物理光學(xué)復(fù)習(xí)題

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1、1.何謂半波損失？當(dāng)平面波在接近正入射或掠入射下從光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的分界面反射時(shí)，反射光振動(dòng)相對(duì)于入射光振動(dòng)發(fā)生了π位相躍變。通常把反射時(shí)發(fā)生的π位相躍變稱為“半波損失”。2.天空呈現(xiàn)淺藍(lán)色，而旭日和夕陽呈現(xiàn)紅色的原因是什么？太陽白光被大氣瑞利散射，瑞利散射光強(qiáng)與波長的四次方成反比．短波長的散射光強(qiáng)強(qiáng)于長波長的散射光強(qiáng)，因此天空呈現(xiàn)淺藍(lán)色．旭日和夕陽的光線入射到地球上時(shí)經(jīng)歷更厚的大氣層，短波長的光波被大量散射，因此看起來呈現(xiàn)紅色．3.簡述波帶片和透鏡有何區(qū)別與聯(lián)系？波帶片與透鏡都有聚光作用。??(1)波帶片：焦距

2、不是單值的，因此一平行光入射到這種波帶片上，在許多位置都會(huì)出現(xiàn)亮點(diǎn)，有一系列虛焦點(diǎn)，成像時(shí)在像點(diǎn)周圍會(huì)形成一些亮暗相間的同心環(huán)。??(2)透鏡：焦距是單值的，因此一平行光入射到透鏡上只有一個(gè)亮點(diǎn)，成像時(shí)也只是一個(gè)亮點(diǎn)。4.牛頓環(huán)與等傾干涉條紋有何異同？實(shí)驗(yàn)中如何區(qū)分這兩種干涉圖樣？（1）相同點(diǎn)i干涉條紋都是同心圓環(huán)ii等傾干涉：條紋越向邊緣環(huán)的半徑越大，條紋越密等厚干涉：越向外條紋越密（2）不同點(diǎn)：i等傾干涉：h固定、θ=0的是中央條紋，光程差和干涉級(jí)次最大；當(dāng)環(huán)半徑增大時(shí)，對(duì)應(yīng)θ增大，D減小，干涉級(jí)次減?。甶i等

3、厚干涉：環(huán)的半徑增大時(shí)，干涉級(jí)次和光程差都在增大．(3)實(shí)驗(yàn)區(qū)別的方法，可以采用改變h值的方法(用手壓h減小，反之h增大)．??等傾干涉：當(dāng)h變小時(shí)，環(huán)向中心收縮．??等厚干涉：當(dāng)h變小時(shí)．環(huán)向外擴(kuò)張.5.簡述輻射強(qiáng)度矢量的定義，并寫出其表達(dá)式。輻射強(qiáng)度矢量S，矢量的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向的單位面積的電磁能量，矢量的方向取能量的流動(dòng)方向。S=1μ（E×B）S的方向是電磁場的傳播方向，并且傳播方向、E的方向和B的方向三者互相垂直，組成右手螺旋系統(tǒng)。6.簡述光波的相干條件。相干光波的光矢量振動(dòng)方向相同，頻

4、率相同，位相差恒定。7.在大風(fēng)天和霧天，為了避免和對(duì)面來的車相碰，汽車必須打開霧燈，請(qǐng)解釋霧燈為什么是橘紅色的？大風(fēng)天和霧天時(shí)，空氣中飄浮很多塵埃和霧滴，其線度大小恰使光發(fā)生瑞利散射。根據(jù)瑞利散射定律光強(qiáng)與波長的四次方成反比，波長愈短的光愈容易被這些微粒散射掉。為了使光線能透過這些微粒傳得遠(yuǎn)一些，汽車上的信號(hào)燈，必須選用波長偏長的光。橘紅色光的波長較長，因此霧燈采用橘紅色光。8.何謂愛里斑及瑞利判據(jù)愛里斑：由于光的波動(dòng)性，光通過小孔會(huì)發(fā)生衍射，光能絕大部分集中于中央亮斑內(nèi)，這一亮斑通常稱為愛里斑。瑞利判據(jù)：一個(gè)點(diǎn)物

5、衍射圖樣的中央極大與近旁另一個(gè)點(diǎn)物衍射圖樣的第一極小重合，作為光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨極限，認(rèn)為此時(shí)系統(tǒng)恰好可以分辨開兩個(gè)物點(diǎn)。9.何謂復(fù)色波的群速度？何謂復(fù)色波的相速度？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速度大于其相速度？什么介質(zhì)中復(fù)色波的群速度小于其相速度？復(fù)色波的相速度：等相位面的傳播速度復(fù)色波的群速度：等振幅面的傳播速度正常色散介質(zhì)中相速度大于群速度反常色散介質(zhì)中相速度小于群速度1.一個(gè)平面電磁波可以表示為Ex=0，Ey=2cos[2π×1014ZC-t+π2]，求：（1）該電磁波的頻率、波長和振幅；（2）波的傳播方向和電矢量

6、的振動(dòng)方向解:①由E=Acos（kz-ωt-φ）k=2π/λυ=1/T=V/λω=2πυλ=λ0/n振幅A=2，頻率υ=ω2π=1014Hz，波長λ=2πk=3×10-6m②平面電磁波沿Z軸正方向傳播，又因Ex=0，Ez=0，故矢量的振動(dòng)取y軸方向1.在楊氏雙縫干涉的雙縫后面分別放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同為t的玻璃片后，原來的中央極大所在點(diǎn)被第5條亮紋占據(jù)，設(shè)λ=480nm，求玻璃片的厚度t及條紋遷移的方向。解：（n2-n1）t=5λt=5λn2-n1=8μm如果n1和n2分別放置于上縫和下縫，則條紋

7、往下移2.若要使用照相機(jī)感光膠片能分辨2μm的線距:(1)感光膠片的分辨率至少是每毫米多少線數(shù)？(2)照相機(jī)鏡頭的相對(duì)孔徑至少為多大？（設(shè)光波波長為550nm）解：①分辨本領(lǐng)N=12×10-3mm=500mm-1②照相機(jī)物鏡的最大分辨能力為N=11.22λ·Df因此，相對(duì)孔徑至少為Df=1.22λN=1.22×550×10-6×500=0.344.已知汞綠線的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為546.0753nm，546.0745nm，546.0734，546.0728nm，它們分別屬于汞的同位素Hg198，Hg200，Hg202，Hg

8、204，問用F-P標(biāo)準(zhǔn)具分析這一結(jié)構(gòu)時(shí)如何選取標(biāo)準(zhǔn)具的間距？（假定標(biāo)準(zhǔn)具的反射率R=0.9）解：標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍(?λ)S.R=λ22h.而根據(jù)題給的條件有λ=546.0753+546.0745+546.0734+546.07284=546.074nm超精細(xì)結(jié)構(gòu)的最大波長差為(?λ)max=546.0753-546.0728=0.0025nm因此，欲使(