光学复习填空和简答(2013)

简要回答这个问题1.光干涉的类型有哪些？答：有三种干扰：部分波面干扰、部分振幅干扰和部分振动面干扰。你对“激光”了解多少？答：“激光”是受激发射光放大的简称，英文名称是“激光”。它通过受激辐射来放大光。它具有单色性好、亮度高、相干性强和方向性好的特点。3.你对“迈克尔逊干涉仪”了解多少？答：原理：振幅分离干涉。结构：两个相互垂直的平面镜、分光板和补偿板、光源、透镜、接收器等。主公式：光的电磁理论的要点是什么？答：光是特定波段的电磁波，它的速度就是电磁波的传播速度。光的相干条件是什么？答：相同的频率，相同的振动方向和恒定的相位差。6.“光路”？答：折射率和几何距离的乘积。7.“干涉是相辅相成的”？“干扰消除”？答：“干涉相位长度”:对应于相位差为p的偶数倍或光程差等于半波长的偶数倍的点，两波叠加后的强度最大。“干涉消除”:对应于相位差为P的奇数倍或光程差等于半波长的奇数倍的点，两个波叠加后的强度为最小值。8.杨氏双缝干涉实验中如何确定亮条纹和暗条纹的位置和间距？回答：亮线：黑线：条纹间距：9.影响干涉条纹可见度的主要因素是什么？答：影响干涉条纹可见度的主要因素是振幅比。10.计算干涉条纹可见度的常用公式是什么？答：计算干涉条纹可见度的常用公式是：11.非单色光源对干涉条纹有什么影响？答：这会降低干涉条纹的可见度。12.光源线性对干涉条纹有什么影响？答：总的干涉图样会变得模糊，甚至干涉条纹的可见度也会降低到零。13.在什么情况下，哪种光有半波损失？答：当光从折射率小的光学薄介质入射到折射率大的光学致密介质表面时，反射光在反射过程中有半波损失。14.什么是“等倾干涉”？什么是“等厚干涉”？答：当入射角相同时，形成相同的条纹，即同一条纹上的每个点具有相同的等倾条纹。对应于每个线性条纹的薄膜厚度等于个相同厚度的干涉条纹。15.迈克尔逊干涉仪的基本原理和主要计算公式是什么？迈克尔逊干涉仪的基本原理是分幅干涉。计算公式：或16.法布里-珀罗干涉仪的基本原理是什么？答：法布里-珀罗干涉仪的基本原理是分振幅多光束干涉。17.试着比较两个干涉仪的异同。答： IBD干涉仪是振幅急剧下降的多光束干涉，米切里斯干涉仪是振幅相等的双光束干涉。透射光的光程差表达式完全相同，条纹间距和径向分布非常相似。(3)IBD干涉仪比米切里斯干涉仪最大的优点是它越大，干涉条纹越清晰，明锐越清晰。18.干扰的重要应用是什么？回答：检查光学元件的表面，涂覆光学元件，测量长度的微小变化等。19.“楔形”的结构和原理答：原理：等厚干涉装置：将两张干净的显微镜载玻片叠放在一起，将两张载玻片的一端夹紧，另一端用薄片夹住，形成一层空气分离膜。条纹：平行于相交边的等距条纹。公式：(垂直入射)亮线黑线用途：涂覆光学元件，测量长度的微小变化，检查光学元件的表面。20.“牛顿环”的结构和原理答：原理：等厚干涉。装置：放一个凸l21.杨氏双孔干涉装置的变化如下。屏幕上的干涉条纹有什么变化？(1)减小两个孔之间的距离d；答：随着干涉孔径角变小，条纹间距变宽，零级位置不变，可见度变大。(2)使筛网远离双孔筛网；答：条纹变宽，零级位置保持不变，光强变弱。(3)将钠灯改为氦氖激光器；答：条纹变宽，零级位置保持不变，黄色条纹变成红色条纹。(4)沿轴向双孔筛接近单孔S；答：条纹间距不变，光强变强，但随着干涉孔径角变大，可见度变小。(5)将整个装置浸入水中；答：条纹间距将是原来的3/4，可见性将因波长变短而变小。(6)使单孔S沿横向向上小位移；答：整个干涉条纹区域向下移动，干涉条纹间距和可见度不变。(7)使双孔筛沿横向向上小位移；答：整个干涉条纹区域向上移动，干涉条纹间距和可见度保持不变。(8)扩大单孔；答：光强增加，可见度降低，零级位置不变，干涉条纹间距不变。(9)将双孔之一的直径增加到原始直径的两倍；答：S2洞的面积是S1洞的4倍，表明S2在屏幕上形成一个振幅为4A的光波，而S1在屏幕上形成一个振幅为A的光波。屏幕上同一相位的最大光强：我大=(4A A)2=25A2，(25/4)倍于S2；屏幕反相时的最小光强：我小=(4A-A)2=9A2，它也不是最初的零。能见度从最初的1下降到(25 - 9)/(25 9)=0.47。22.为什么位于陡峭海岸的雷达站能从空中探测到敌机，却不能探测到沿海岸低空飞行的飞机？答：沿着海岸和海面的陡峭墙壁上的雷达类似于洛伊的反射镜装置。沿海岸低空飞行的飞机总是在勒的反射镜装置的暗点上，所以雷达无法探测到它们。23.为什么相机镜头的表面呈现蓝色和紫色？答：人眼对可见光中不同颜色的光反应的敏感度不同，对绿光的敏感度最敏感。然而，照相底片不具有这种性质。因此，拍摄的场景图片的颜色不同于人眼直接观察到的颜色。为了减少这种差异，在相机镜头上涂一层减反射膜，使绿色的光能更多地进入镜头，使画面更接近实际场景的颜色。绿色的光更透明，反射光中增强的光是它的补色，所以它看起来是蓝紫色的。24.玻璃窗也是中等的，在空气中有平行的表面。为什么我们看不到玻璃窗的干涉条纹？答：白光波列的长度只有微米级。当照射厚度为几毫米的窗玻璃时，可见度为零，并且由于时间相干性差而看不到干涉条纹。25.用细铁丝围起一个圆形框架，将它浸在肥皂水中，然后将圆形框架的平面放在垂直位置，从房间内的反射方向观察肥皂膜。开始时，可以看到均匀的亮度，然后彩色水平带开始出现在上部，然后彩色水平带逐渐向下延伸，覆盖整个胶片表面，上部和下部的颜色不同。然后我看到色带变得越来越宽，整个胶片表面呈现出深色。最后，它崩溃了，并试图解释它。答：我们看到的是肥皂液膜反射的白光相干光。起初，液膜很厚，在许多波长的白光中有反射干涉增强现象。因此，肥皂液膜显示出一片没有颜色的白光亮度。然后，薄膜的上部首先变薄，上部显示水平色带。肥皂液向下流动，而稀的28.惠更斯-菲涅耳原理是如何表达的答：波面S上的每一个面元都可以看作是一个新的波源，它们都发出二次波。波面前空间中P点的振动可用S面上所有面元在该点叠加后发出的二次波的合成振幅来表示。29.衍射的类型有哪些？答：衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射。30.什么是半波段？答：任意两个相邻波段的对应部分发射的二次波到达P点时的光程差是一个环形波段除以半波长(即反相)。31.为什么圆形屏幕的几何阴影的中心总是有光？答：由于圆形屏幕的衍射。32.夫琅和费单缝衍射的明显特征是什么？答：中间有一条特别亮的光带，两边有一些强度较低的光带。相邻的浅色条纹之间有一条深色条纹。两边的亮条宽度相等，而中央亮条的宽度是其他亮条的两倍。33.什么是艾里盘？答：在夫琅和费衍射图样的中心，光占总光强的84%。34.艾里圆盘的半宽是多少？答：艾里斑半角的宽度为：35.在艾里盘中，线的半径是如何计算的？答：艾里斑的线半径为：干涉和衍射之间有什么关系？答：干涉和衍射的本质是波的相干叠加的结果，但相干叠加所涉及的物体是不同的。干涉是有限光束的叠加，而衍射是无限倍数的叠加。前者粗略，而后者精确。其次，干涉和衍射图样是亮条纹和暗条纹，但光强分布是均匀和相对集中的。最后，在处理问题的路上。从物理角度来看，考虑叠加的中心问题是相位差。从数学角度看，相干叠加矢量图有干涉折线过渡到衍射连续弧，从有限求和过渡到积分运算。总之，干涉和衍射是本质的统一，但形成条件和分布规律的数学处理方法略有不同。37.在什么情况下光栅的光谱线是不正常的？在什么情况下它们会重叠？a:当d是b的倍数时，光栅的光谱线是无序的。光栅谱线重叠的条件是：38.“物体和图像之间的光程相等”是哪个原理的推论？答：“物体和图像之间的光程相等”是费马原理的推论。39.最简单的理想光学系统是什么？答：最简单的理想光学系统是平面反射镜。40.什么是全反射？答：光被反射而不被折射的现象叫做全反射。41.光纤的工作原理是什么？数值孔径通常是如何表达的？答：光纤的工作原理是全反射。其数值孔径通常由以下公式表示：42.棱镜的主要应用是什么？答：棱镜主要用于制作折射计和通过全反射棱镜改变方向。43.几何光学的符号定律是如何规定的？答：几何光学的符号规则规定：线段：光线与主轴交点的位置从顶点开始计算。顶点右侧的两点之间的距离值为正，顶点左侧的点之间的距离值为负。从对象点或图像点到主轴的距离在主轴上方为正，在主轴下方为负。角度：光线方向的倾斜角度是从主轴(或球面法线)开始计算的，角度小于/2。当从主轴(或球面法线)转向相关光时，如果顺时针转动，该角度值为正；如果角度逆时针旋转，则角度值为负(考虑角度符号时，无需考虑形成角度两侧的线段符号)。校准：图中出现的长度和角度(几何量)仅使用正值。例如，如果由s表示的线段的值为负，则使用(-s)来表示几何长度46.如何表达近轴条件下薄透镜的成像公式和横向放大率？答：薄透镜在近轴条件下的成像公式和横向放大率分别为：47.薄透镜的会聚和发散特性主要与哪些因素有关？答：薄透镜的会聚和发散特性主要与透镜的形状和两侧的折射率N有关。48.傍轴物体的傍轴成像的条件是什么？答：近轴物点的近轴成像条件是物像的等光程。49.什么是单中心光束？理想成像的条件是什么？答：任何单顶点光束都称为单中心光束。理想成像条件：光束通过光学系统后，单个中心没有改变，或者处于近轴光、近轴物点等条件下。50.理想光学集中主要研究哪些基点和平面？答：理想光学系统主要研究的基点和平面是：焦点和焦平面，主点和主平面，节点和节点平面。51.光学仪器的主要技能是什么？答：光学仪器的能力主要包括放大、聚焦和分辨率。52.近视、老花眼需要配什么样的镜片来矫正？答：近视需要凹透镜，老花眼需要凸透镜矫正。53.人眼的表观距离是多少？答：人眼的视在距离是25厘米。54.辅助设备放大能力的一般表述是什么？答：辅助器具放大能力的一般表述是：55.两种常用的目镜是什么？答：普通目镜包括惠更斯目镜和兰斯顿目镜。56.显微镜的放大率等于两个物理量的乘积。答：显微镜的放大率等于物镜横向放大率和目镜放大率的乘积。57.开普勒望远镜和伽利略望远镜有什么异同？A.开普勒望远镜和伽利略望远镜的共同之处在于，由物镜和目镜组成的组合光学系统的光学间距等于零。物镜的横向放大率小于1。两者的区别在于：石开的视野较大，而加齐的视野较小；叉线或标尺可以放置在开城目镜的方形焦平面上，但开城不能。(3)石开镜筒较长，伽师镜筒较短。58.激光束扩展的常用方法是什么？答：扩大激光束的方法通常是颠倒使用望远镜。也可以使用显微镜的物镜；有时甚至可以使用短焦距的凸面镜或凹面镜；有时也可以使用磨砂玻璃。59.什么是有效的隔膜？如何找到？答：在所有光阑中，限制入射光束最有效作用的光阑称为有效光阑(孔径光阑)。找到有效光阑的方法是首先找出由每个给定光阑或透镜边缘的前部(朝向物方空间方向)形成的图像，找出所有这些图像和第一透镜边缘到指定物点的角度，找出这些打开角度中最小的一个，并且对应于最小打开角度的光阑是该物点的有效光阑。60.如果灯具组只有一个薄透镜，如何确定有效光阑、入瞳和出瞳的位置？它们与物体的位置有关吗？答：如果光学装置只有一个薄透镜，有效光阑、入瞳和出瞳都与透镜的边缘重合，不管物点的位置如