物理光學(xué)高頻考試?yán)}

1、第4章 光的電磁理論1、計(jì)算由下式表示的平面波電矢量的振動(dòng)方向、傳播方向、相位速度、振幅、頻率、波長(zhǎng)，并求解該平面波所處介質(zhì)的折射率，同時(shí)證明該平面波的橫波性，該平面波是何種偏振態(tài)？（其中和分別為和方向上的單位矢量，式中所有數(shù)值均為國(guó)際單位制表示）2、已知單色平面光波的頻率為，在平面上相位線性增加的情況如圖所示，求空間頻率、。3、設(shè)一單色平面光波的頻率為，振幅為。時(shí)，在面（）上的相位分布如圖所示：等相位線與軸垂直（即與軸平行），的等相位線坐標(biāo)為，隨線性增加，每增加，相位增加。求此單色平面光波的空間相位因子。4、試確定下列各組光波表達(dá)式所代表的偏振態(tài)：（1）、，（2）、，（3）、，5、若要使自然

2、光經(jīng)過紅寶石（）表面反射后成為完全偏振光，入射角應(yīng)等于多少？求在此入射角的情況下，折射光的偏振度。6、如圖所示，玻璃塊周圍介質(zhì)（水）的折射率為。若光束射向玻璃塊的入射角為，問玻璃塊的折射率至少應(yīng)為多大才能使透入光束發(fā)生全反射。7、如圖所示，光束垂直入射到直角棱鏡的一個(gè)側(cè)面，經(jīng)斜面反射后從第二個(gè)側(cè)面透出。若入射光強(qiáng)為，問從棱鏡透出的光束的強(qiáng)度為多少？（設(shè)棱鏡的折射率為1.52，棱鏡周圍為空氣，并且不考慮棱鏡的吸收）8、穆尼棱體能將偏振方向與入射面成的線偏振光變成圓偏振光，如圖所示。若棱體的折射率為，周圍空氣折射率為，試證明頂角約為。9、冕牌玻璃對(duì)波長(zhǎng)光的折射率為，求該波長(zhǎng)的光在該玻璃中的相速度和

3、群速度。第5章 光的干涉1、波長(zhǎng)為的鈉光照射在一雙縫上，在距雙縫的觀察屏上測(cè)量20個(gè)條紋共寬，試計(jì)算雙縫之間的距離。2、如圖所示，兩相干平行光夾角為，在垂直于角平分線的方位上放置一觀察屏，試證明屏上的干涉亮條紋間的寬度為3、如圖所示，兩相干平面光波的傳播方向與干涉場(chǎng)法線的夾角分別為和，試求干涉場(chǎng)上的干涉條紋間距。4、在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，光源波長(zhǎng)為，兩縫間距為，光屏離縫的距離為（1）試求光屏上第一亮條紋與中央亮條紋之間的距離。（2）若點(diǎn)離中心亮條紋為，則兩束光在點(diǎn)的相位差是多少？（3）求點(diǎn)的光強(qiáng)度和中心點(diǎn)的光強(qiáng)度之比。5、在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，兩小孔的間距為，光屏離小孔的距離為。當(dāng)以折射率為的透明薄片

4、貼住小孔時(shí)（如圖所示），發(fā)現(xiàn)屏上的條紋移動(dòng)了，試確定該薄片的厚度。6、如圖所示的尖劈形薄膜，右端厚度，折射率，波長(zhǎng)的光以角入射到上表面，求在這個(gè)面上產(chǎn)生的條紋數(shù)。若以兩塊玻璃片形成的空氣尖劈代替，產(chǎn)生多少條條紋？7、紅外波段的光通過鍺片（）窗口時(shí)，其光能至少損失多少？若在鍺片兩表面鍍上硫化鋅（）膜層，其光學(xué)厚度為，則波長(zhǎng)為的紅外光垂直入射該窗口時(shí)（如圖所示），光能損失多少？8、計(jì)算比較下述三組膜系的等效折射率和反射率：（1）7層膜系：，（2）7層膜系：，（3）9層膜系：，并由計(jì)算結(jié)果說明膜層折射率和層數(shù)對(duì)膜系反射率的影響。9、在光學(xué)玻璃基片（）上鍍制硫化鋅膜層（），入射光波長(zhǎng)，求正入射時(shí)給出最

5、大反射率和最小反射率的膜厚及相應(yīng)的反射率。10、在照相物鏡上鍍上一層光學(xué)厚度為（）的低折射率膜，試求在可見光區(qū)內(nèi)反射率最大的波長(zhǎng)。薄膜層什么顏色？11、在玻璃基片上鍍兩層光學(xué)厚度為的介質(zhì)薄膜，如果第一層的折射率為，問：為了達(dá)到在正入射時(shí)膜系對(duì)波長(zhǎng)為的光全增透的目的，第二層薄膜的折射率應(yīng)為多少？（玻璃基片折射率）12、在觀察牛頓環(huán)時(shí)，波長(zhǎng)的第5個(gè)亮環(huán)與波長(zhǎng)的第7個(gè)亮環(huán)重合，求波長(zhǎng)為多少？13、如圖所說，平板玻璃由兩部分組成（冕牌玻璃，火石玻璃），平凸透鏡由冕牌玻璃制成，其間隙充滿二硫化碳（），這時(shí)牛頓環(huán)是何形狀？14、在邁克爾遜干涉儀的一個(gè)臂中引入長(zhǎng)、充一個(gè)大氣壓空氣的玻璃管，用的光照射。如果將

6、玻璃管內(nèi)逐漸抽成真空，發(fā)現(xiàn)有100條干涉條紋移動(dòng)，求空氣的折射率。15、某光源發(fā)出波長(zhǎng)很接近的二單色光，平均波長(zhǎng)為。通過間隔的F-P干涉儀觀察時(shí)，看到波長(zhǎng)為的光所產(chǎn)生的干涉條紋正好在波長(zhǎng)為的光所產(chǎn)生的干涉條紋的中間，問二光波長(zhǎng)相差多少？16、激光器的諧振腔可看作是一F-P標(biāo)準(zhǔn)具，若激光器腔長(zhǎng)，兩反射鏡的反射率，氣體折射率為1，輸出譜線的中心波長(zhǎng)為，試求輸出激光的頻率間隔和譜線寬度。17、若光波的波長(zhǎng)寬度為，頻率寬度為，試證明。式中和分別為該光波的頻率和波長(zhǎng)。對(duì)于波長(zhǎng)為的He-Ne激光，波長(zhǎng)寬度，試計(jì)算它的頻率寬度和相干長(zhǎng)度。18、太陽(yáng)直徑對(duì)地球表面的張角約為，在暗室中若直接用太陽(yáng)光作光源進(jìn)行雙

7、縫干涉實(shí)驗(yàn)（不用限制光源尺寸的單縫），則雙縫間距不能超過多大？（設(shè)太陽(yáng)光的平均波長(zhǎng)為，日盤上各點(diǎn)的亮度差可以忽略）第6章 光的衍射1、由于衍射效應(yīng)的限制，人眼能分辨某汽車的兩前燈時(shí)，人離汽車的最遠(yuǎn)距離為多少？（假定兩車燈相距）2、顯微鏡（1）用紫外光（）照明比用可見光（）照明的分辨本領(lǐng)約大多少倍？（2）它的物鏡在空氣中的數(shù)值孔徑為0.9，用紫外光照明時(shí)能分辨的兩條線之間的距離是多少？（3）用油浸系統(tǒng)（）時(shí)，這最小距離又是多少？3、一照相物鏡的相對(duì)孔徑為1:3.5，用的汞綠光照明。問用分辨率為500線/mm的底片來記錄物鏡的像是否合適？4、在雙縫夫朗和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，所用波長(zhǎng)，透鏡焦距觀察到兩相鄰

8、亮條紋之間的距離，并且第4級(jí)亮紋缺級(jí)。試求：（1）雙縫的縫距和縫寬；（2）第1、2、3級(jí)亮紋的相對(duì)強(qiáng)度。5、有一多縫衍射屏如圖所示，總縫數(shù)為，縫寬為，縫間不透明部分的寬度依次為和。試求正入射情況下，遮住偶數(shù)縫和全開放時(shí)的夫朗和費(fèi)衍射強(qiáng)度分布公式。6、一平行單色光垂直入射到光柵上，在滿足時(shí)，經(jīng)光柵相鄰兩縫沿方向衍射的兩束光的光程差是多少？經(jīng)第1縫和第n縫衍射的兩束光的光程差又是多少？這時(shí)通過任意兩縫的光疊加是否都會(huì)加強(qiáng)？7、在透射光柵上刻多少條線才能使它分辨第一級(jí)光譜中的鈉雙線（和）。8、一閃耀光柵刻線數(shù)為100條/mm，用的單色平行光垂直入射到光柵平面，若第2級(jí)光譜閃耀，閃耀角應(yīng)為多大？9、求

9、如圖所示衍射屏的夫朗和費(fèi)衍射圖樣的強(qiáng)度分布。設(shè)衍射屏由單位振幅的單色平面波垂直照明。第7章 光在各向異性介質(zhì)中的傳播1、一束鈉黃光以角方向入射到方解石晶體上，設(shè)光軸與晶體表面平行，并垂直于入射面。問在晶體中o光和e光夾角是多少？（對(duì)于鈉黃光，方解石的主折射率，）2、如圖所示的方解石渥拉斯頓棱鏡的頂角時(shí)，兩出射光的夾角為多少？3、若將一線偏振光入射到以光束為軸、以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的半波片上，出射光的偏振態(tài)如何？其光矢量如何變化？4、兩塊偏振片透振方向夾角為，中央插入一塊1/4波片，波片主截面平分上述夾角。今有一光強(qiáng)為的自然光入射，求通過第二個(gè)偏振片后的光強(qiáng)。5、一塊厚度為的方解石晶片，其光軸平行于表面

10、，將它插入正交偏振片之間，且使主截面與第一個(gè)偏振片的透振方向成（、）角。試問哪些光不能透過該裝置。6、一KDP晶體，。在波長(zhǎng)時(shí)，、，。試比較該晶體分別縱向應(yīng)用和橫向應(yīng)用、相位延遲為時(shí)，外加電壓的大小。7、為什么KDP晶體沿著光軸方向加電場(chǎng)的橫向應(yīng)用時(shí)，通光方向不能是原主軸坐標(biāo)系中不是光軸的另外兩個(gè)主軸方向？8、對(duì)波長(zhǎng)為的鈉黃光，石英旋光率為。若將一石英晶片垂直其光軸切割，置于兩平行偏振片之間，問石英片多厚時(shí)，無(wú)光透過第二個(gè)偏振片（檢偏器）？第8章 光的吸收、色散和散射1、光學(xué)玻璃對(duì)水銀藍(lán)光和水銀綠光的折射率分別為和。用科希公式計(jì)算：（1）此玻璃的和；（2）它對(duì)鈉黃光的折射率；（3）在此黃光處的色散。2、一長(zhǎng)為的玻璃管，由于管內(nèi)細(xì)微煙粒的散射作用，使透過光強(qiáng)只為入射光強(qiáng)的65%。待煙粒沉淀后，透過光強(qiáng)增為入射光強(qiáng)的88%。試求該管對(duì)光的散射系數(shù)和吸收系數(shù)（假設(shè)煙粒對(duì)光只有散射而無(wú)吸收）