大学物理光学总结

1 / 45 大学物理光学总结 光学 1 1. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍微调窄 (D) 改用波长较小的单色光源 (B) 2. 在双缝干涉实验中，若单色光源 S 到两缝 S1、 S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中 O处现将光源 S向下移动到示意图中的 S?位置，则 (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间 距不变 2 / 45 (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变 S (C) 中央明条纹向 下移动，且条纹间距增大 S? (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大 (B) 3. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率 为 n，厚度为 d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了 (A) 2 ( n-1 ) d (B) 2nd (C) 2 ( n-1 ) d+? / 2 (D) nd (E) ( n-1 ) d (A) 4. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为 ?的单色光垂直入射在宽度为 a 4?的单缝上，对应于衍射角为 30 的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 (A) 2 个 (B) 4 个 3 / 45 (C) 6 个 (D) 8 个 (B) 5. 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该 (A) 换一个光栅常数较小的光栅 (B) 换一个光栅常数较大的光栅 (C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动 (D) 将光栅向远离屏幕的方向移动 (B) 6. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度 a和相邻两缝间不透光部分宽度 b的关系为 1 (A) a=b (B) a=b 2 (C) a=2b (D) a=3 b (B) 4 / 45 7. 如图所示，假设有两个同相的相干点光源 S1和 S2，发出 波长为 ?的光 A是它们连线的中垂线上的一点若在 S1与 A 之间插入厚度为 e、折射率为 n 的薄玻璃片，则两光源发 出的光在 A点的相位差 ? _2? (n ?1) e / ? _若已知 ? 500 nm， n， A 点恰 为第 四级明纹中心，则 e _ 43103_nm (1 nm =10-9 m) 8. 用 ? 600 nm的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第个 (不计中央暗斑 )暗环对应的空气膜厚度为_ _?m (1 nm=10-9 m) 9. 将波长为 ?的平行单色光垂直投射于一狭缝上，若对应于5 / 45 衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为 ?，则缝的宽度等于 _? / sin? _ 10. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成 45 角已知通过此两偏振片后的光强为 I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为 _2I _ 11. 两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直若一束强度为 I0 的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为 ? / 4，则穿过第一偏振片后的光强为 _ I0 / 2_，穿过两个偏振片后的光强为 _0_ 12. 某一块火石玻璃的折射率是，现将这块玻璃浸没在水中。欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的，则光由水射向玻璃的入射角应为 _ _ 13. 在双缝干涉实验中，单色光源 S0到两缝 S1和 S2的距 离分别为 l1和 l2，并且 l1 l2 3?， ?为入射光的波长，双 缝之间的距离为 d，双缝到屏幕的距离为 D(Dd)，如图求： (1) 零级明纹到屏幕中央 O点的距离 6 / 45 (2) 相邻明条纹间的距离 解： (1) 如图，设 P0为零级明纹中心 则 r2?r1?dP0O/D (l2 +r2) ? (l1 +r1) = 0 r2 r1 = l1 l2 = 3? P0O?D?r2?r1?/d?3D?/d (2) 在屏上距 O点为 x处 , 光程差 ?(dx/D)?3? 明纹条件 ?k? (k 1， 2， .) xk?k?3?D/d 在此处令 k 0，即为 (1)的结果相邻明条纹间距 7 / 45 ?x?xk?1?xk?D?/d 14. 用波长为 500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边 l = cm的 A 处 屏 是从棱边算起的第四条暗条纹中心 (1) 求此空气劈形膜的劈尖角 ?； (2) 改用 600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹， A 处是明条纹还是暗条纹？ (3) 在第 (2)问的情形从棱边到 A 处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？ 1 解： (1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为 e2 ?处是第二条暗纹中心，依 2 3 此可知第四条暗纹中心处，即 A 处膜厚度 e4=? 2 8 / 45 ?e4/l?3?/?2l? rad (2) 由上问可知 A 处膜厚为 e4 33500 / 2 nm 750 nm 对于 ? 600 nm 的光，连同附加光程差，在 A 处两反射光的光程差为 112e4?，它与波长 ?之比为 2e4/?所以 A处是明纹 22 (3) 棱边处仍是暗纹， A 处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗 纹 15. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，如果缝宽 a与入射光波长 ?的比值分别为 (1) 1， (2) 10， (3) 100，试分别计算中央明条纹边缘的衍射角再讨论计算结果说明什么问题 解： (1) a=?， sin? =?=1 , ? =90 (2) a=10?， sin? =?/10?= ? =5?44? 9 / 45 (3) a=100?， sin? =?/100?= ? =34? 这说明，比值 ? /a 变小的时候 ，所求的衍射角变小，中央明纹变窄 (其它明纹 也相应地变为更靠近中心点 )，衍射效应越来越不明显 (? /a)0 的极限情形即几何光学的情形 : 光线沿直传播 ,无衍射效应 16. 一束 平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光， ?1=440 nm， ?2=660 nm (1 nm = 10-9 m)实验发现，两种波长的谱线 (不计中央明纹 )第二次重合于衍射角 ?=60 的方向上求此光栅的光栅常数 d 解 ： 由 光 栅 衍 射 主 极 大 公 式 得 dsin?1?k1?1 dsin?2?k2?2 sin?1k1?1k1?4402k1 ?sin?2k2?2k2?6603k2 10 / 45 当两谱线重合时有 ?1=?2 k369 即 1? k2246 两谱线第二次重合即是 k6 1?， k1=6， k2=4 k24 由光栅公式可知 d sin60=6?1 d? 17. 两偏振片叠在一起，其偏振化方向夹角为 45 由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为 30 (1) 若忽略偏振片对可透射分量的反射和吸收，求穿过每个偏振片后的光强与入射光强之比； 11 / 45 (2) 若考虑每个偏振片对透射光的吸收率为 10%，穿过每个偏振片后的透射光强与入射光强之比又是多少？ 解：理想偏振片的情形，设入射光中自然光强度为 0，则总强度为 2 0穿过 1后有光强 I1?I0cos230o ， 得 I1/(2I0)?5/8? 穿过 1、 P2之后，光强 I2 I1cos245o I1/2 所以 I2/?2I0?5/16? 可透部分被每片吸收 10穿过 P1后光强 ?I1?90% ， I1 ?/(2I0)?/(2I0)? I16?1= mm ?sin60 ?/(2I0)? 穿过 P1、 P2 之后，光强为 I?2， I2 12 / 45 18. 如图安排的三种透光媒质 、 、 ，其折射率分别为n1， n2， n3 1两个交界面相互平行一束自然光自媒质 中入射 到 与 的交界面上，若反射光为线偏振光， (1) 求入射角 i (2) 媒质 、 界面上的反射光是不是线偏振光？为什 n3 么？ 解： (1) 据 布 儒 斯 特 定 律 tgi (n2 / n1) / i ( 4826?) (2) 令介质 中的折射角为 r，则 r ? i 此 r 在数值上等于在 、 界面上的入射角。 若 、 界面上的反射光是线偏振光，则必满足布儒斯特定律 tg i0 n3 / n2 1 / i0 因为 ri0 ，故 、 界面上的反射光不是线偏振光 19. 如图所示， A 是一块有小圆孔 S 的金属挡板， B 是一 块方解石，其光轴方向在纸面内， P 是一块偏振片， C是 13 / 45 屏幕一束平行的自然光穿过小孔 S 后，垂直入射到方 解石的端面上当以入射光线为轴，转动方解石时，在屏幕C 上能看到什么现象？ 答：一个光点围绕着另一个不动的光点旋转， 方解石每转过 90 角时，两光点的明暗交变一次 ,一 个最亮时 ,另一个 最暗。 光学 2 1. 如图， S1、 S2 是两个相干光源，它们到 P 点的距离分别为 r1和 r2路径 S1P 垂直穿过一块厚度为 t1，折射率为 n1的介质 14 / 45 板，路径 S2P 垂直穿过厚度为 t2，折射率为 n2 的另一介质板， t1S1 r1 t2 n12其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) (r2?n2t2)?(r1?n1t1) (B) r2?(n2?1)t2?r1?(n1?1)t2 (C) (r2?n2t2)?(r1?n1t1) (D) n2t2?n1t1 (B) 2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍微调窄 15 / 45 (D) 改 用 波 长 较 小 的 单 色 光源 (B) 3. 若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选 用哪一种最好？ (A) mm (B) mm (C) mm (D) mm (D) 4. ABCD 为一块方解石的一个截面， AB为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线光轴方向在纸面内且与 AB成一锐角 ?，如图所示一束平行的单色自然光垂直于 AB 端面入射在方解石内折射光分解为 o光和 e光， o光和 e光的 (A) 传播 方 向 相 同 ， 电 场 强 度 的 振 动 方 向 互 相 垂直 (B) 传播方向相同，电场强度的振动方向不互相垂直 (C) 传播方向不同，电场强度的振动方向互相垂直 (D) 传播方向不同，电场强度的振动方向不互相垂 直 (C) 16 / 45 S22 大学物理光学实 验感想 华明杰 201600210022 物理光学实验总共有以下几个内容：偏振光的观察与研究、迈克耳孙干涉仪、分光计实验、干涉法测微小量、光强调制法测光速、椭偏仪测折射率和薄膜厚度六项实验。由于本学期不能到实验室去做实验，只能利用物理仿真实验软件完成。 通过仿真实验的模拟，我有如下感受： 1、大学物理光学实验要求操作要细致，要根据准确详细的操作步骤一步步实现，不可跳跃或者省略一些步骤。另外，在做实验之前不仅需要掌握课本上学的相关知识，还得需要查阅一些资料后弄明白实验中涉及的实验设备如何使用等内容，比如干涉仪、椭偏仪。 2、虽然没有亲自动手去做实验，没有亲身去体验实验带来17 / 45 的乐趣，但仿真实验更加准确与细致，还是带给我一些别样的体会与感受。仿真实验软件将实验设备放到电脑上，突出设备可操作部分，明确实验需要操作的关键位置，避免了在实验室中亲手操作不知从哪入手的情况的发生。 3、在做实验的过程中，感受到伟大的科学研究成果是需要不断探索与反复验证的。科学 巨人们凭借自己勇于探索的精神与坚持不懈为我们人类科学做出了极大的贡献。另外，每种科学新发现都不会独立存在，都是或多或少与已发现的科学成果有相关性，或者与其他科学领域有着不可分割的联系。 4、作为大二的学生，我们需要的是探索、创新精神和坚持不懈的毅力，还需要掌握自主学习的能力和培养团队意识，动手实践能力也是非常重要的。 包头师范学院 2016 -2016学年第一学期期末考试课试卷 考试科目 光学信息技术原理及应用 成绩 18 / 45 院系物理科学与技术学院专业 物理 级 10 姓名 张艳有 任课教师签名： 院系负责人签名： 全息摄影的介绍及其应用前景 物理科学与技术 学院 10级物理系 1 班 张艳有 10093XX6 摘要 本文通过对全息摄影的介绍，来展现这种特殊照相技术与其他传统照相方式相比的优势和相关的应用，以及在特殊场合的应用。 关键字 全息摄影；激光光源；三维立体 一、全息摄影的百科名片 全息摄影亦称： “ 全息照相 ” ，一种利用波的干涉记录被摄物体反射光波中信息的照相技术。全息摄影是通过一束参考光和被摄物体上反射的光叠加在感光片上产生干涉条纹而成。全息摄影不仅记录被摄物体反射光波的振幅，而且还记录反射光波的相对相位。 二原理 19 / 45 其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片；其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可 给出两个象，即原始象和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。 全息原理是 “ 一个系统原则上可以由它的边界上的一些自由度完全描述 ” ，是基于黑洞的量子性质提出的一个新的基本原理。其实这个基本原理是联系量子元和量子位结合的量子 论的。其数学证明是，时空有多少维，就有多少量子元；有多少量子元，就有多少量子位。它们一起组成类似矩阵的20 / 45 时空有限集，即它们的排列组合集。全息不全，是说选排列数，选空集与选全排列，有对偶性。即一定维数时空的全息性完全等价于少一个量子位的排列数全息性；这类似 “ 量子避错编码原理 ” ，从根本上解决了量子计算中的编码错误造成的系统计算误差问题。而时空的量子计算，类似生物 DNA的双螺旋结构的双共轭编码，它是把实与虚、正与负双共轭编码组织在一起的量子计算机。这可叫做 “ 生物时空学 ” ，这其中的 “ 熵 ” ，也类似 “ 宏观的熵 ” ，不但指混 乱程度，也指一个范围。从 “ 源于生活 ” 来说，应该指。因此，所有的位置和时间都是范围。位置 “ 熵 ” 为面积 “ 熵 ” ，时间“ 熵 ” 为热力学箭头 “ 熵 ” 。其次，类似 N数量子元和 N 数量子位的二元排列，与 N数行和 N 数列的行列式或矩阵类似的二元排列，其中有一个不相同，是行列式或矩阵比 N数量子元和 N 数量子位的二元排 列少了一个量子位，这是否类似全息原理， N 数量子元和 N数量子位的二元排列是一个可积系统，它的任何动力学都可以用低一个量子位类似 N数行和 N数列的行列式或矩阵的场论来描述呢？数学上也许是可以证明或探究的。 1、反德西特空间，即为点、线、面内空间，是可积的。因为点、线、面内空间与点、线、面外空间交接处趋于 “ 超零 ”21 / 45 或 “ 零点能 ” 零，到这里是一个可积系统，它的任何动力学都可以有一个低一维的场论来实现。也就是 说，由于反德西特空间的对称性，点、线、面内空间场论中的对称性，要大于原来点、线、面外空间的洛仑兹对称性，这个比较大一些的对称群叫做共形对称群。当然这能通过改变反德西特空间内部的几何来消除这个对称性，从而使得等价的场论没有共形对称性，这可叫新共形共形。如果把马德西纳空间看作“ 点外空间 ” ，一般 “ 点外空间 ” 或 “ 点内空间 ” 也可看作类似球体空间。反德西特空间，即 “ 点内空间 ” 是场论中的一种特殊的极限。 “ 点内空间 ” 的经典引力与量子涨落效应，其弦论的计算很复杂，计算只能在一个极限下作出。例如上面类似反德西特空间的宇宙质量轨 道圆的暴涨速率，是光速的倍，就是在一个极限下作出的。在这类极限下， “ 点内空间 ” 过渡到一个新的时空，或叫做 pp 波背景。可精确地计算宇宙弦的多个态的谱，反映到对偶的场论中，我们可获得物质族质量谱计算中一些算子的反常标度指数。 2、这个技巧是，弦并不是由有限个球量子微单元组成的。要得到通常意义下的弦，必须取环量子弦论极限，在这个极限下，长度不趋于零，每条由线旋耦合成环量子的弦可分到微单元 10的 -33次 方厘米，而使微单元的数目不是趋于无限大，从而使得弦本身对应的物理量如能量动量是有限的。在22 / 45 场论的算子构造中，如果要得到 pp 波背景下的弦态，我们恰好需要取这个极限。这样，微单元模型是一个普适的构造，也清楚了。在 pp 波这个特殊的背景之下，对应的场论描述也是一个可积系统。 三全息摄影和普通摄影的区别和特点 1.区别 在普通摄影中 ,照相机拍摄的景物，只记录了景物的反射光的强弱，也就是反射光的振幅信息，而不能记录景物的立体信息。而全息摄影技术，能够记录景物反射光的振幅和相位。在全息影像拍摄时，记录下光波本身以及二束光相对的位相，位相是由实物与参考光线之间位置差异造成的。 从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像，必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片，从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法，从而使这项技术逐渐走向实用阶段。 2.显著的特点 23 / 45 a、 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。 b、 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上，一旦照片损坏也关系不大。 c、 全息照片的景物立体感强，形象逼真，借助激光器可以在各种展览会上 进行展示，会得到非常好的效果。 四全息照相的拍摄要求 为了拍出一张满意的全息照片，拍摄系统必须具备以下要求： 光源必须是相干光源 通过前面分析知道，全息照相是根据光的干涉原理，所以要求光源必须具有很好的相干性。激光的出现，为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性24 / 45 和时间相干性，实验中采用 He-Ne 激光器，用其拍摄较小的漫散物体，可获得良好的全息图。 全息照相系统要具有稳定性 由于全息底片上记录的是干涉条纹，而且是又细又密的干涉条纹，所以在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊，甚至使干涉条纹无法记录。比如，拍摄过程中若底片位移一个微米，则条纹就分辨不清，为此，要求全息实验台是防震的。全息台上的所有光学器件都用磁性材料牢固地吸在工作台面钢板上。另外，气流通过光路，声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化。因此，在曝 光时应该禁止大声喧哗，不能随意走动，保证整个实验室绝对安静。我们的经验是，各组都调好光路后，同学们离开实验台，稳定一分钟后，再在同一时间内爆光，得到较好的效果。 物光与参考光应满足 物光和参考光的光程差应尽量小，两束光的光程相等最好，最多不能超过 2cm，调光路时用细绳量好；两束光 之间的夹角要在 30 60 之间，最好在 45 左右，因为夹角小，干涉条纹就稀，这样对系统的稳定性和感光材料分辨率的要25 / 45 求较低；两束光的光强比要适当，一般要求在 11 110之间都可以，光强比用硅光电池测出。 使用高分辨率的全息底片 因为全息照相底片上记录的是又细又密的干涉条纹，所 以需要高分辨率的感光材料。普通照相用的感光底片由于银化物的颗粒较粗，每毫米只能记录 50 100个条纹，天津感光胶片厂生产的 I型全息干板，其分辨率可达每毫米 3?000条，能满足全息照相的要求。 全息照片的冲洗过程 冲洗过程也是很关键的。我们按照配方要求配药，配出显影液、停影液、定影 液和漂白液。上述几种药方都要求用蒸馏水配制，但实验证明，用纯净的自来水配制，也获得成功。冲洗过程要在暗室进行，药液千万不能见光，保持在室温20 在右进行冲洗，配制一次药液保管得当可使用一个月左右。 五 特点和优势 26 / 45 其显著的特点和优势有如下几点 1 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。 2 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上，一旦照片损坏也关系不大。 3 全息照片的景物立体感强，形象逼真，借助激光器可以在各种展览会上进行展示 ，会得到非常好的效果。 六全息摄影的日常生活和特殊场合的应用 在生活中，也常常能看到全息摄影技术的运用。比如，在一些信用卡和纸币上，就有运用了俄国物理学家尤里 ?丹尼苏克在 20 世纪 60 年代发明的全彩全息图像技术制作出的聚酯软胶片上的 “ 彩虹 ”全息图像。但这些全息图像更多只是作为一种 复杂的印刷技术来实现防伪目的，它们的感光度低，色彩也不够逼真， 远不到乱真的境界。研究人员还试着使用重铬酸盐胶作为感光乳剂，用来制作全息识别设备。在一些战斗机上配备有此27 / 45 种设备，它们可以使驾驶员将注意力集中在敌人身上。把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以真实地立体再现文物，供参观者 欣赏，而原物妥善保存，防失窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。小型全息图可以戴在颈项上形成美丽装饰，它可再现人们喜爱的动物，多彩的花朵与蝴蝶。迅猛发展的模压彩虹全息图，既可成为生动的卡通片、贺卡、立体邮票，也可以作为防伪标识出现在商标、证件卡、银行信用卡，甚至钞票上。装饰在书籍中的全息立体照片，以及礼品包装上闪耀的全息彩虹，使人们体会到 21世纪印刷技术与包装技术的新飞跃。模压全息标识，由于它的三维层次感，并随观察角度而变化的彩虹效应，以及千变万化的防 伪标记，再加上与其他高科技防伪手段的紧密结合，把新世纪的防伪技术推向了新的辉煌顶点。 早在激光出现以前， 1948年伽伯为了提高电子显微镜的分辨本领而提出了全息的概念，并开始全息照相的研究工作。1960年以后出现了激光，为全息照相提供了一个高亮度高度相干的光源，从此以后全息照相技术进入一个崭新的阶段。相继出现了多种全息的方法，不断开辟全息应用的新领域。伽伯也因全息照相的研究获得 1971年的诺贝尔物 理学奖金。 28 / 45 最早的全息摄影作品转机出现在一位美国合伙人的加入之后。他所拥有的机器能将 “ 终极 ” 母版上的全息图像复制到杜邦公司制造的某种聚合体材料上。尽管这些图像还达不到“ 终极 ” 胶片上的图像水准，但却远比从前的聚合体材料上的全息图像好多了。伴随着这种杜邦材料上的全息图像的大规模生产，使用 “ 终极 ” 胶片的工业化生产也是指日可待。 参考文献和相关网址 1http:/view/ 2 http:/view/ 3 http:/view/ 4 http:/view/ 物理光学期末复习总结 名词解释： 1 全反射：光从光密射向光疏，且入射角大于临界角时，光29 / 45 线全部返回光密介质中的现象。 2 折射定律： 折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。 折射角的正弦与入射角的正弦之比与入射角大小无关，仅由两种介质的性质决定。 sinIsinI ? nn 3 瑞利判据： 两个波长的亮纹只有当他们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的 81%时才能分辨。 把一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一点物衍射图样的第一极小重合，作为光学系统的分辨极限，并认为此时系统恰好可以分辨开两物点。 4 干涉 ：在两个光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，30 / 45 另一些点的振动始终减弱，形成在 该区域内稳定的光强强弱分布的现象。 5 衍射：当入射光波波面受到限制之后，将会背离原来的几何传播路径，并呈现光强不均匀分布的现象。 6 倏逝波：当发生全发射现象时，在第二介质表面流动的光波。 7 光拍现象： 一种光强随时间时大时小变化的现象。 8 相干光束会聚角：到达干涉场上某点的两条相干光线间的夹角。 9 干涉孔径角：到达干涉场某点的两条相干光线从实际光源发出时的夹角。 10 缺级现象：当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些极大值就被调制为零， 对应级次的主极大值就消失了，这一现象叫缺级现象。 11 坡印亭矢量：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积内电磁能量的大小。 12 相干长度：对光谱宽度 ?的光源31 / 45 而言，能够发生干涉的最大光 程差。 13 发光强度：辐射强度矢量的时间平均值 14 全偏振现象：当入射光为自然光且入射角满足 ?1?2? 发生全偏振现象。 15 布儒斯特角：发生全偏振现象时的入射角，记为 ?B， tan?B? n2n1 ? 2 ， ?P?0，即反射光中只有 S 波，没有 P波， 。 16 马吕斯定律：从起偏器出射的光通过一检偏器，则透过两偏振器后的光强 I 随两器件透光轴的夹角 ?而 2 32 / 45 变化，即 I?I0cos? 17 双折射：一束光射入各项异性介质中分成两束的现象。 18 光栅的色分辨本领：指可分辨两个波长差很小的谱线的能力。 19 自由光谱范围：光栅能够分辨的最大波长差 ?s?r 20 衍射光栅：能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调制，或对振幅和相位同时进行空间周期性调 制的光学原件。 21 光源的临界角：当条纹对比度刚好下降为 0 时的光源宽度 bc? 14 ? 22 光源的许可宽度：一般认为，当光源宽度不超过临界宽33 / 45 度的 此时的光源宽度就叫光源的许可宽度。 时，对比度 k仍是很好的， 23 晶面的主平面：把光线在晶体中的传播方向与光轴组成的平面。 O 主平面： O光与晶体光轴组成的平面 e主平面： e光与晶体光轴组成的平面 24 晶体的主截面：光轴和晶面法线组成的面。 25 线色散：聚焦物镜焦面上相差单位波长的两条谱线分开的距离。 26 角色散：相差单位波长的两条谱线通过光栅分开的角度。 27 光学成像系统的分辨率 :刚刚能分辨开两个靠近的点物或物体细节的能力。 28 晶体的光轴：当光在晶体中沿光轴方向传播时不产生双折射现象，与此方向平行的任何直线。 29 标准具的自由光谱范围：标准具能测量的最大波长差 ?s,r? 34 / 45 ? 2 2h 30 反射定律： 反射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。 反射光线和入射光线位于法线两侧，且反射角与入射角的绝对值相等，符号相反，即 I?I 31 相速度：等相面的传播速 度 32 群速度：合成波振幅恒定点的移动速度。 33 横向相干宽度：当光源宽度等于临界宽度时，通过 S1，S2两点的光不能发生干涉，则称此时 S1， S2间 35 / 45 的距离为横向相干宽 度。 34 空间相干性：若通过光波场横向方向上两点的光在空间相遇时能发生干涉，则称通过空间这两点的光 具有空间相干性。 35 时间相干性：若同一光源在相干时间 ?t 内不同时 刻发出的光，经过不同的路径相遇时能够产生干涉的 性质。 36 相干时间：光通过相干长度所需的时间。 37 条纹相位差半宽度：条纹中强度等于峰值强度一半的两点间的相位差， ? 36 / 45 21? 38 条纹精细度：相邻条纹相位差与条纹相位差锐度的比值，S? ?1?R 39 二向色性：某些各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸引系数的特性。二向色性还与波 长有关，波长不同其吸收也不同。此外，一些各向同性 介质在受到外界作用时也会产生各向异性的特征。 40.条纹对比度 /可见度： k? Imax?IminImax?Imin ?0?k?1? 简答： 1 用电磁理论说明日常生活中的金属为什么都是不透明37 / 45 的？ 答：光在金属中的透射深度非常小，只有几个纳米，也就是光只能穿透几个纳米的金属薄层，而日常生活 中的金属即使是金属薄片也有零点几个纳米，比其透射深度大很多，所以光不能从日常生活中的金属透过，因此日常生活中的金属都是不透明的。 2 电磁场波动方程的数学表达式？ ?2?1?E1?B22 答 : ?E?2 ?B?0 ?0222 V?tV?t 3 平面波、球面波、柱面波的一般式？ ?i?k ?r?wt? 38 / 45 答：平面波： 复数形式 E?Ae 余弦形式 E?Acos?k?r?wt? ?i?k ?r 复振幅形式 E?A?e ?Ai?k?r?wt? 球面波： 复数形式 E?e r?A 余弦形式 E?cosk?r?wt r ? 39 / 45 ? 复振幅形式 E? Ar e ?i?k?r ?i?k?r?wt? 柱面波： 复数形式 E? ? 余弦形式 E?k?r?wt ? 40 / 45 复振幅形式 E? ?i?k?r 4 电磁波是如何相互激发产生的？ 答：