第一章
波的基本性质
一. 填空题
1 某介质的介电常数为ε，相对介电常数为r ε，磁导率为μ，相对磁导率为r μ，则光波在该介质中的传播速度v =
）；该介质的折射率n =。
2 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生（反射和
折射）现象；反射角r θ、透射角t θ和入射角i θ的关系为（r
i θθ=，12sin sin i t n n θθ=）；设12,υυ分别为光波在
介质1、介质2中的时间频率，则12υυ和的关系为（12υυ=）；设12,λλ分别为光波在介质1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为（11
22n n λλ=）。
3 若一束光波的电场为152cos 210π????=?- ????
??
?
r
r
z
E j t c
,则，光波的偏振状态是振动方向沿（y 轴）的（线）偏振光；
光波的传播方向是（z 轴）方向；振幅是（2）v m ；频率是（1510）Hz ；空间周期是（7310-?）m ；光速是（8310?）m/s 。
4 已知为波长632.8nm 的He-Ne 激光在真空中的传播速度为3.0x108m/s ，其频率为4.74x1014Hz ；在折射为1.5的透明
介质中传播速度v 为2.0x108m/s ，频率为4.74x1014Hz ，波长为421.9nm ；
5 一平面单色光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为
)cos(0r k t E E ?-=ω，用
复数表示为)(exp 0t r k i E E ω-?=；若单色球面(发散)光波的圆频率为ω、波矢为，其在真空中的光场E 用三角函数表示为
)cos()(1r k t E E ?-=ω，用复数表示为)(ex p 1t r k i r E E ω-?=；
6 一光波的波长为500nm ，其传播方向与x 轴的夹角为300，与y 轴的夹角为600，则其与z 轴的夹角为900，其空间
频率分别为1.732x106m -1、1x106m -1、0；
7 玻璃的折射率为n ＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为________；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为
________。
8 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生现象；
(),()()r t θθθi 反射角透射角和入射角的关系为；设12,υυ分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则12
υυ和的关系为；设12,λλ分别为光波在介质1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为。
二. 选择题
1
[]0exp ()E E i t kz ω=--与[]0exp ()E E i t kz ω=-+描述的是（C ）传播的光波。
A.沿正
z 方向；B.沿负z 方向；
C.分别沿正z 和负z 方向；
D.分别沿负z 和正z 方向。
2 光波的能流密度S r
正比于（B ）。
A ．E 或H
B ．2E 或2H
C ．2E ，与H 无关
D ．2H ，与
E 无关
3 在麦克斯韦方程组中，描述法拉第电磁感应定律的方程是：（C ）。
A.D ρ??=；
B.0B ??=；
C.B E t ???=-
?；D.D
H j t
???=+? 4
若某波长的光在某介质的相对介电常数为r ε，相对磁导率为r μ，则该光在该介质中的折射率为（B ）。
A.
n =
；B.n =
C.n =
D.n =
5 某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是（D ）。
A.小于45°；
B.30°
C.45°；
D.大于45°
6 在麦克斯韦方程组中，说明磁场是无源场的方程是：（B ）。
A.D ρ??=；
B.0B ??=；
C.B E t ???=-
?；D.D
H j t
???=+? 7
若某波长的光在某介质的介电常数为ε，磁导率为μ，则该光在该介质中的传播速度为（A ）。
A.v
=
B.v =
C.v =
D.v
8 在介质1和2的分界面上（法线表示为n r ），若无面电荷和面电流，下列关系正确的是（B ）。
A.12()0n B B ?-=r r
r
；B.12()0n D D ?-=r r
r
；C.12()0n E E ?-=r r
r
；D.12()0n H H ?-=r r
r
9 全反射时，在折射率小的介质中的电场()。B 。
A ．等于零
B ．随离界面距离的增加按指数规律衰减
C ．等于常数
D ．随离界面距离的增加按指数规律增加
10 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为()。D
A ．
B θB ．
C θC ．
3πD ．2
π
11 当光波在两种不同介质中的振幅相等时，D 。
A.其强度相等
B.其强度不相等
C.不确定
D.其强度比等于两种介质的折射率之比
12 光从折射率小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的C 。
A ．电场和磁场都无相位变化B.电场和磁场都有相位突变
C.电场有相位突变，磁场无相位变化
D.电场无相位变化，磁场有相位突变
13 在相同时间内，同一单色光在空气和在玻璃中C 。
A.传播的路程相等，走过的光程相等。
B.传播的路程相等，走过的光程不相等。
C.传播的路程不相等，走过的光程相等。
D.传播的路程不相等，走过的光程不相等。
14 光在界面发生反射和透射，对于入射光、反射光和透射光，不变的量是D 。
A ．波长
B ．波矢
C ．强度
D ．频率
15 6.光波的能流密度S ?
正比于B 。
A ．E 或H
B ．2
E 或2
H C ．2E ，与H 无关D ．2
H ，与E 无关
???
?
???????+
=????-=??=??=??t D
j H t B
E B D ?????
??0
ρ三. 名词解释
1 半波损失：在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒
质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。(1分)
2 全反射：光从光密介质入射到光疏介质，并且当入射角大于临界角时，在两个不同介质的分界面上，入射光全部返
回到原介质中的现象，就叫全反射。
3 折射定律：①折射光位于由入射光和法线所确定的平面内。②折射光与入射光分居在法线的两侧。③折射角与入射
角满足：n n I I '='
sin sin 。
4 坡印亭矢量（34、辐射强度矢量）：它表示单位时间内，通过垂直于传播方向的，单位面积的电磁能量的大小。它
的方向代表的是能量流动的方向，B E S
?
???=μ
1。
5 发光强度：辐射强度矢量的时间平均值)(I 。
6 反射定律：①反射光线位于由入射光线和法线所确定的平面内；②反射光线和入射光线位于法线两侧；③反射角与
入射角绝对值相等，符号相反，即I I -=''。
7 相速度：等相面的传播速度。 8 群速度：振幅恒值点的移动速度。
四. 简答题
1 电磁场波动方程的数学表示式
电场的波动方程：012222=??-?t E v E ??；磁场的波动方程：012
222=??-?t
B v B ?? 2 平面波、球面波、柱面波的一般式
平面波：(
){}t
r k i A E ω±?=???
?ex p ；球面波：(){}t r k i r
A E ω±?=exp 1
；
柱面波：(){}t r k i r
A E ω±?=
ex p 1
3 电磁波是如何相互激发产生的
变化的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生变化的电场，从而，电场和磁场相互激发，以一定的速度由近及远传播开来就形成了电磁波。
4 原子发光特点
①实际原子发出的是一段儿一段儿有限大的波列；②振幅在持续时间内保持不变或变化缓慢；③前后波列之间没有固定的相位关系；④各个波列的振动方向不同。
5 平面电磁波性质
①平面电磁波是横波②k B E ?
??⊥⊥，并且构成右手螺旋系③E ?和B ?同相位
6 各向同性均匀介质的物质方程表示式及各个物理量的意义
E j ??
σ=σ
——电导率；E D
??
ε=ε
——介电常数；H B
?
?μ=μ——磁导率
7 微分形式的麦克斯韦方程组及各物理量的意义
D
?—
—电感强度；B ?
——磁感强度；
E ?——电场强度；H ?
——磁场强度；
ρ——自由电荷体密度； j ?——传导电流密度；t
D ??——位移电流密度。
8 何为平面波？写出真空中波长为500nm 振幅为2的单色平面波的表达式。（6分）
答：等相面为平面的简谐波为平面波。()6152cos 410 1.210E
z t ππ=?-?
9 画出菲涅耳曲线，并由图分析反射光和透射光的位相变化。（光由光疏进入光密媒质）
解：菲涅耳曲线如下图所示
t ∥，t ⊥在入射角θ1为任何角度时均大于0，说明透射光的相位与入射光相位相同，既无相位变化；(1分)r ⊥<0说明反射光的垂直分量与入射光的垂直分量相位差π；
(1分)θ1<θB 时r ∥>0说明反射光的平行分量无相位变化，θ1>θB 时r ∥
<0说明反
射光的平行分量与入射光的平行分量相位差π。(1分)
10 波长为、振幅为A 的平面波以角入射到镜面，忽略反射引起的位相变化，求
（1） x 轴上的复振幅分布
x 轴上，是入射光与反射光的kx 分量的同向叠加。
E(x)=Asinexp(iksinx)+Asinexp(iksinx)=2Asinexp(iksinx)，k=2/。
（2） y 轴上的复振幅分布
y 轴上，是入射光与反射光的ky 分量的反向叠加。 E(y)=Acosexp(-ikcosy)+Acosexp(ikcosy)=2Acoscos(kcosy)
11 一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是自然光，线偏
振光还是部分偏振光？它与太阳的位置有什么关系？为什么？ （1）当入射角1B θθ=时，反射光为线偏振光，(2分)因此时//0
R R R ⊥==
1.33
531
o B B tg θθ=
∴=即当153o θ=时反射光为线偏振光。(3分)
（2）当11//0,90o
R R θθ⊥≈≈=和反射光为自然光。(3分) （3）其他角度时，反射光为部分偏振光。(2分)
12 光波在介质分界面上的反射特性和透射特性与哪些因素有关？
答：与入射光的偏振状态（2分）、入射角（2分）和界面两侧介质的折射率（2分）有关。
13 光波在介质分界面全透射的条件是什么？
答：入射光为光矢量平行于入射面的线偏振光。 （3分） 入射角等于布儒斯特角B 。（2
1
tan B
n n θ=
） （3分）
14 光波在分界面的反射和透射特性与哪些因素有关？
答：与入射光的偏振状态、入射角和界面两侧介质的折射率比值有关。
15 产生全反射的条件？产生全透射的条件？
答：发生全反射的条件：光从光密介质到光疏，入射角大于或等于全反射临界角（n 1＞n 2，1c ，
2
1
sin c n n θ=
）。
发生全透射的条件：入射光为光矢量平行于入射面的线偏振光，入射角等于布儒斯特角B 。（2
1
tan B
n n θ=
）
16 光波从光密介质入射到光疏介质出现透射系数大于1，这是否与能量守恒不相符合？如何解释？
答：透射系数大于1不与能量守恒相矛盾。
y
第二题用图
反映能量关系的是透射率，由透射率表达式可知：即使透射系数大于1，其透射率也不能大于1。
17 解释“半波损失”和“附加光程差”。
答：半波损失是光在界面反射时，在入射点处反射光相对于入射光的相位突变，对应的光程为半个波长。
附加光程差是光在两界面分别反射时，由于两界面的物理性质不同（一界面为光密到光疏，而另一界面为光疏到光密；
或相相反的情形）使两光的反射系数反号，在两反射光中引入的附加相位突变，对应的附加光程差也为半个波长。18 研究时谐均匀平面波的意义。
答：时谐均匀平面波的数学描述简单，又能反映光波的基本特征。
时谐均匀平面波作为描述光波的基本波型，复杂光波可由不同均匀平面波叠加而成。
19 为什么常用复振幅表示简谐波？
20 讨论电磁波在两种介质分界面上的折反射性质时，为什么要分析、并且只分析平行分量和垂直分量？
21 界面上透射率是否等于透射系数的平方？为什么？
一. 选择题
1 某束光的波函数表示为：()()()??
cos cos x x y E t A kz t i A kz t j ωω?=-+-+?，若式中的??不恒定，则该光可能是（部分）偏振光或（非偏振（或自然光））光；若??为（π的整数倍）时，该光为线偏振光；若??为（2π的奇数倍）且满足条件（x y A A =）时，该光为圆偏振光；若()sin 0??>，则为（左旋）圆偏振光。
2 光强均为0I 的两同频、同振动方向波叠加，波长为0λ，至叠加点的光程差为L ?，则其相位差δ为
（
2L π
λ?）
，叠加光强为（204cos 2I δ?? ???
），其条纹对比度为（1）。
3一. 填空题
1 两束光1E 和2E 干涉，只有满足（频率相等）、（相位差恒定）、（偏振方向不垂直）条件，才能获得稳
定的干涉条纹；当位相差等于（2π的整数倍（或π的偶数倍））时，干涉强度取极大值；当位相差等于（π的奇数倍）时，干涉强度取极小值。
2 光的干涉现象是两光波相遇时，在相遇区域内出现稳定的明暗条纹(光强强弱分布)；出现此现象要求
的条件是频率相同、振动方向基本相同和观察时间内相位差恒定；
3 在实验室中获得相干光波的方法有分振幅、分波面、分振动面等三种，杨氏双缝干涉属于分波面，迈
克耳孙干涉属于分振幅；
4 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情
况是_________。（填“上凸”或“下凹”）
5 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面
反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＞n 2＞n 3，
1为入射光在折射率为
n 1的媒质中的波长，则两束反射光在
相遇点的位相差为
。
6 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖，
二者的厚度均为e 。波长为的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差为_________。
7 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情
况是_________。 二. 选择题
1 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 的透明薄片后，这条光路的光程改变
量为(A)。
(A)2(n -1)d (B)2nd (C)2(n -1)d +/2(D)nd
2 等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环，（C ）。
（A ）两者都是中心部分圆环的干涉级次大 （B ）两者都是边缘部分圆环的干涉级次大
（C ）前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大
（D ）前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大
3 关于光的空间相干性，下列说法不正确的是（D ）。
(A)光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性 (B)普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小 (C)光的空间相干性反映了光波场的横向相干性 (D)空间相干性与光波的波列长度有关
4 一束光射入两面平行的玻璃，在分析其反射光干涉时需要考虑多光束干涉的是：（D ）
A ．
入射光较强时；B.入射光较弱时；C.界面反射率较小时；D.界面反射率较大时。
5 下列装置利用了多光束干涉原理的是（B ）。
A.迈克尔逊干涉仪；
B.法布里—珀罗干涉仪；
C.海定格干涉仪；
D.光栅分光仪；
6 平行平板多光束干涉与双光束干涉条纹的异同表现在（C ）。
A.均为等厚干涉条纹；
B.均为同心圆条纹，条纹位置不同；
C.均为同心圆条纹，条纹位置相同；
D.条纹细锐程度相同；
7 F-P 腔反射率R 增加时，其分辨能力（D ）。
A.下降；
B.恒定不变；
C.趋于零；D ．增加。
8 平行平板的等倾干涉图样定域在A 。
A ．无穷远
B ．平板上界面
C ．平板下界面
D ．自由空间
9 关于光的空间相干性，下列说法不正确的是()。D 。
A.光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性
B.普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小
C.光的空间相干性反映了光波场的横向相干性
D.空间相干性与光波的波列长度有关
10 关于光的时间相干性，下列说法不正确的是()。B 。
A.光场的时间相干性来源于普通光源的原子发光持续时间的有限性
B.光场的时间相干性与光源的光谱展宽无关
C.光场的时间相干性反映了光场的纵向相干性
D.光波的波列越长，其光场的时间相干性越好
11 单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为h ，且n 1＜n 2
＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为()。C 。
A.2n 2h
B.2n 2h +
()
112n λ C.2n 2h +
1112n λD.2n 2
h +211
2
n λ 12 如图a 所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长500nm
λ=（9
110
nm m -=）的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 所示，有些条纹弯曲部分的顶点
恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切，则工件的上表面缺陷是B 。 A.不平处为凸起纹，最大高度为500nm B.不平处为凸起纹，最大高度为250nm C.不平处为凹槽，最大深度为500nm D.不平处为凹槽，最大深度为250nm
13 平行平板的等倾干涉图样定域在A 。
A ．无穷远
B ．平板上界面
C ．平板下界面
D ．自由空间
14 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是A 。
A ．由外到里
B ．由里到外
C ．不变
D ．随机变化
15 在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色兰到红的空间位置是B 。
A ．由外到里
B ．由里到外
C ．不变
D ．随机变化
16 在对称平板双光束干涉中，无论是
n n >还是
n n <，两反射光束间的附加相位突变总是A 。
A ．等于
B ．等于0
C ．可以为也可以为0
D ．在0和之间
17 把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环
B 。
A.向中心收缩，条纹间隔不变
B.向中心收缩，环心呈明暗交替变化
C.向外扩张，环心呈明暗交替变化
D.向外扩张，条纹间隔变大
18 牛顿环中，最接近中心环的色散B 。
A ．最强
B ．最弱
C ．等于常数
D ．等于零
19 等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环， C 。
A 两者都是中心部分圆环的干涉级次大
B 两者都是边缘部分圆环的干涉级次大
C 前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大
D 前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大
20 对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度C 。
A ．分别为
2
λ和
4
λB ．分别为
4
λ和
2
λC ．都等于
4
λD ．都等于
2
λ.
21 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 的透明薄片后，这条光路的光程改变
量为A 。
A 2(n-1)d
B 2nd
C 2(n-1)d+/2
D nd
22 在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改
变量为一个波长，则薄膜的厚度是D 。 A
2λB 2n λC n
λD
()
21n λ
-
23 关于光的空间相干性，下列说法不正确的是D 。
A.光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性
B.普通光源的空间扩展越大，其光场的空间相干范围越小
C.光的空间相干性反映了光波场的横向相干性
D.空间相干性与光波的波列长度有关
24 关于光的时间相干性，下列说法不正确的是B 。
A.光场的时间相干性来源于普通光源的原子发光持续时间的有限性
B.光场的时间相干性与光源的光谱展宽无关
C.光场的时间相干性反映了光场的纵向相干性
D.光波的波列越长，其光场的时间相干性越好
25 由A 、B 两只结构相同的激光器发出的激光具非常相近的强度、波长及偏振方向，这两束激光C 。
A ．相干
B ．可能相干
C ．不相干
D ．无法确定是否相干
26 等倾干涉图样中心圆环B 。
A ．级次最高，色散最弱
B ．级次最高，色散最强
C ．级次最低色散最弱
D ．级次最低，色散最强
三. 名词解释
1 相干时间：
⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间；⑵指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差（答对1，2个中的一个即可）(2分)；⑶相干时间越大，单色性越好。(1分)
2 相干长度：
⑴指光源发出的光波列的平均长度；⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1，2中的一个即可）(2分)；⑶是光源单色性的标志(1分)
3 惠更斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是
这些子波的公切面（包络面）。(1分)后来，菲涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布了，所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯——菲涅耳原理。(1分)
4 等倾干涉：指薄膜（一般板的厚度很小时，均称为薄膜）厚度处处相同(1分)，两光束以各种角度入
射时产生的一组干涉条纹(2分)。
5 等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射于薄膜(1分)，入射角θo 不变(1分)，改变膜厚度，这时每
个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。(1分)
6 干涉条纹的半宽度：在透射光的情况下，半宽度是指透射光强度下降到其峰值的一半时所对应的位相
变化量
7 半波损失：在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进
入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。(1分)
8 相干光束会聚角：对应干涉场上某一点P 的两支相干光线的夹角)(ω。 9 干涉孔径角：对于干涉场某一点P 的两支相干光线从光源发出时的张角)(β。 10 光源的临界宽度：条纹对比度刚好下降为0时的光源宽度。
11 光源的许可宽度：一般认为，当光源宽度不超过其临界宽度的41时条纹对比度依然是很好的
（9.0≥K
）
，我们把此时的光源宽度称为光源的许可宽度。 12 相干长度：对于光谱宽度为λ?的光源而言，能够发生干涉现象的最大光程差。
13 干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，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。
14 横向相干宽度：当光源宽度等于临界宽度时，通过1s ，2s 两点的光不能发生干涉，则称此时的1s ，
2s 之间的距离为横向相干宽度。
15 空间相干性：若通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过这两点的光具有
空间相干性。
16 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，
则称光的这种相干性为时间相干性。
17 相干时间：我们把光通过波列长度或相干长度所需的时间称为相干时间。
18 条纹对比度/可见度：)()(m M m M I I I I K +-=它表现了干涉场中某处条纹亮暗反差的程度，其中
M I 和m I 分别是所考察位置附近的最大光强和最小光强。
四. 简答题
1 分波前法和分振幅法的区别及其典型代表
①分波前法，截取的是同一波面的不同部分，再度汇合并且干涉。典型代表：杨氏干涉 ②分振幅法，截取的是同一波面的相同部分，再度汇合并且干涉。典型代表：0=β
平行平板双光束干涉。
2 常见的获取相干光波的方法
答：①分波前法：对于波动场截取同一波面的不同部分，再度汇合并且干涉；
②分振幅法：对于波动场截取同一波面的相同部分，再度汇合并且干涉。
3 发生干涉的条件
答：①频率相同；②振动方向相同；③相位差恒定；④光程差小于波列长度。
4 影响干涉条纹对比度的因素
①两相干光束的振幅比；②光源的大小；③光源的非单色性。
5 定域条纹和非定域条纹的区别
①非定域条纹：由单色点源照明所产生的光波叠加区域，任何一个平面上都能观察到的干涉条纹。 ②定域条纹：只能在定域面及其附近观察到的干涉条纹。定域面，指当光源为扩展光源时，总可以找到一个平面，在该平面及其附近可观察到清晰的干涉条纹，此平面就是定域面。
6 在杨氏双缝干涉实验中，影响条纹对比度V 的因素有哪些？各因素是如何影响的？
答：影响条纹对比度V 的因素有：光源S 的横向宽度（或双缝间的距离）、光源的光谱范围（或从双缝到
观察屏的光程差）。（3分）
光源的横向宽度越大，整个观察屏条纹对比度越低; 光源光谱范围越大，条纹的对比度越低，离零级条纹越远处对比度降低越明显。
7 解释“半波损失”和“附加光程差”。
答：半波损失是光在界面反射时，反射光在入射点相对于入射光的相位突变，对应的光程为半个波长。（3分）
附加光程差是光在两界面分别反射时，由于两界面的物理性质不同（一界面为光密到光疏，而另一界面为光疏到光密；或相反的情形）在两反射光中引入的附加相位突变，对应的附加光程差也为半个波长。（3分）
8 肥皂泡为什么是彩色的、明暗相间的
①构成肥皂泡的水膜很薄，且受重力影响导致上薄下厚，形成薄楔板；
②楔板在自然光照射下形成干涉，薄楔板干涉的定域面在楔板附近，因此人们看到的条纹在肥皂泡上。 ③又因为入射光为复色光，干涉条纹的形成与波长相关，所以形成彩色的明暗相间条纹。
9 彩色肥皂泡在快要破裂时会变暗的原因
①形成肥皂泡的水膜构成楔板，并在肥皂泡附近形成彩色的干涉条纹； ②楔板光程差：2
cos 22λ
θ+
=?
nh ，在快要破裂时，0→h ，2
λ
→
?为暗纹，因此肥皂泡在快
要破裂时会失去色彩并变暗。
10 双光束干涉与多光束干涉在条纹上的差异，哪一种更好
①双光束干涉条纹的亮条纹与暗条纹的宽度近似相等，而多光束干涉条纹则非常“明锐”。 ②双光束干涉条纹的亮暗过度比较平缓不够鲜明而多光束干涉条纹则明暗分界特别清晰。 ③双光束干涉条纹的条文对比度较差而多光束干涉条纹的条纹对比度较高。 综上，多光束干涉更好。
11 泰曼-格林干涉仪与迈克尔逊干涉仪的区别
①光源：泰曼-格林干涉仪使用单色点光源。迈克尔逊干涉仪使用扩展光源，且可用复色光。 ②结构：泰曼-格林干涉仪不用补偿板。迈克尔逊干涉仪必用补偿板。
12 牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验上如何区分这两种干涉图样？(5分)
解：⑴相同处：(2分) ⅰ干涉条纹都是同心圆环 ⅱ等倾干涉：条纹间距)1(20
ελ
+-=
N h n n f
e N
N
e N 1∝
即越向边缘环的半径越大，条纹越密
等厚干涉：（牛顿环）m
R e m λ
21
=
,m 增加m e 减少,即越向外条纹越密 ⑵不同点：(1分) ⅰ等倾干涉：2
cos 2λ
θ+
=?
nh 对于h 固定时，θ=0是中央条纹，即
2
2λ
+
=?nh 光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应θ增大Δ减小，m 减小
ⅱ等厚干涉：2
2λ
+
=?nh （若小角度入射时）
中央条纹的光程差最小即2
λ
=
? 干涉极次最小即λm =?
2
1=
m
当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。
⑶实验上区别的方法，可以改变h 值的方法（用手压h 减小，反之h 增大）(2分) ⅰ等倾干涉：λθ
m nh ==?cos 2，每个圆条纹均有自己的干涉极次m ，对于m 亮环来说，当h 变
小时cos θ必然要增大，以保持λm 不变,因此这第m 极环所对应的半张角θ0就跟着减小，也就是环的半
径不断减小，环向中心收缩而且每减少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。 ⅱ等厚干涉：2
2λ
+
=?
nh ，对于h =0时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一条纹是对应膜上
厚度相同的点，当h 减小Δ减小，对应干涉极次m 减小，所以对于原来同一位置即同一半径r 处当h 减小时，干涉极次由m 减小到m -1，即牛顿环在h 变化时向外扩张。
13 画出迈克尔逊干涉仪的原理图，说明产生干涉的原理及补偿板的作用。
解：①扩展光源S 发出光束在A 面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和⑵。⑴经M 1反射后通过A 面，⑵经M 2反射后通过A 面，两者形成干涉，⑴和⑵干涉可看作M 2在A 面内虚像M 2′和M 1构成的虚平板产生的干涉。(2分)
②P 2作用是补偿光路，相干光⑴一共经过平板P 1三次，附加光程差为3nl ，相干光⑵一共经过平板P 1一次，附加光程差为nl 。由于在空气中行程无法补偿，所以加P 2使⑵走过的光程同⑴，P 1与P 2材料、厚度完全相同且平行。(2分)
(3分)
14 写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I (t)的最大，
最小值分别是多少？(5分)
解：⑴光强分布：2
2
)0()(sin 11δ
F I I t +=
（1分)
⑵各项含义：)
1(42
R R F -=
R –反射率)0(I –入射光光强)
(t I –透射光相干后在干涉仪处的光强(1分)，δ–相邻两透射光位相差(1分) ⑶)0()0()
(max
11I I I t =+=
当02sin =δ
有最大值(1分)
)0()(min
11I F I t +=当12sin =δ有最小值(1分)
15 在双缝实验中，就下列两种情况，用曲线表示出观察屏上的光强分布，并讨论其特点。①复色光源只
含有波长400.0nm 和500.0nm ，强度相等的两成分②复色光源只含有波长400.0nm ，550.0nm 和700.0nm ，强度相等的三种成分。并由此推论白光干涉图样的特点。 解：⑴双缝干涉，得到屏幕上亮暗条纹位置如下
亮条纹：D
d m
X m 0
λ=Λ2,1,0±±=m （1分）暗条纹：D
d m
X m 0
λ=Λ25
2321,,±±±=m （1
分）
亮条纹：m=0时对于不同的λ有相同的X 值，即X 0=0,当λ增加，m X 增加，即λ2的一级亮条纹对应的
2X 大于λ1的一级亮条纹对应的1X ，如图（a ），（b ）所示。
图（a ）（1分） 图（b ）（1分）
⑵由曲线可知各波长的条纹，除零级重合外，其余各级间都相互有位移，于是产生了各组条纹的重叠，这
就使条纹的可见度下降，而白光从340.0nm ~700.0nm 的，条纹的可见度将极差，（1分）白光干涉零级条纹是白色条纹，其他位置都是彩色的且级次低。（2分）
16 平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，条纹有何变化？原来亮条纹处的光强是否会变小？为什么？
（4分） （1）已知
2=N ，缝距a d 2=，光强分布为2
cos )sin (
4)(2
20δ
β
β
I p I =，θβsin 2
1
ka =
，
θδsin kd =，0=θ处，干涉主极大，衍射主极大，∴0max 4I I I ==(1分)
衍射主极大内包含31)(
2=-?a
d
个干涉主极大。条纹的光强分布如下图所示。 (
1分)
（2）挡住一缝相当于单缝衍射，条纹变宽。(1分) （3）由于双缝的光强分布为：2
cos )sin (
4)
(2
20δ
β
β
I p I =
单缝的光强分布为：2)sin (
)
(β
β
o I p I =
双缝亮条纹20)sin (
4)
(β
β
I p I =为单缝的4倍，所以原来亮条纹处的光强会变小。(1分)
17 迈克尔逊干涉仪作为等倾干涉仪使用时，如h 连续变化，干涉条纹如何变化？为什么？
解：h 连续变化，将引来圆条纹的收缩或扩散，加粗或变细。(1分)
λθm nh ==?0cos 2（θ0
-第m 极环对应的半张角）
h 减小cos θ0增大θ0减小，将引起圆条纹不断向中心收缩，在圆条纹中心周期性的 发生明暗变化。(2分)
h 增大cos θ0减小θ0增大，将引起圆条纹不断向外扩张，在圆条纹中心周期性的发生 明暗变化。(2分)
18 何谓“半波损失”？产生“半波损失”的条件是什么？
“半波损失”是指，在光的反射过程中，反射光的振动方向与入射光的振动方向发生反向，即相当于光在反射过程中突变相位差，或称损失半个波长的光程差。 条件：（1）光由光疏媒质射向光密媒质；（2）正射或掠射
19 (15分)图1所示为两个球面波干涉的等强度面分布示意图，其中1s 和2s 是两个相距距离为l 的相干点
光源，123,,∏∏∏是放置在干涉场中不同位置的观察屏，各观察屏到光源的距离远大于两光源之间的间隔l 。
（1） 画出三个观察屏上干涉条纹的分布示意图。
（2）
若其它条件不变，仅使两个点光源之间的距离l 减小，屏上的干涉条纹将出现什么变化？若其它
条件不变，y 0增大时，1∏屏上的干涉条纹将出现什么变化；x 0增大时，3∏屏上的干涉条纹将出现什么变化？
20 在杨氏双缝干涉实验中，影响条纹对比度V 的因素有哪些？各因素是如何影响的？
答：影响条纹对比度V 的因素有：光源S 的横向宽度（或双缝间的距离）、光源的光谱范围（或从双缝到
观察屏的光程差）。
光源的横向宽度越大，整个观察屏条纹对比度越低; 光源光谱范围越大，条纹的对比度越低，离零级条纹越远处对比度降低越明显。
21 比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。
答：相同点：都可使用扩展光源，条纹定域于聚集透镜焦平面，条纹形状相同，确定明纹和暗纹位置的条
件相同。
不同点：平行平板产生的双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的条件不同，当平行板两界面的反射
率低时，产生的双光束等倾干涉花样；当平行板两界面的反射率高时，产生的多光束等倾干涉花样。双光束干涉条纹光强随相位差变化缓慢;多光束干涉条纹光强随相位差变化急剧，在反射率很大时，条纹细锐清晰。
22 比较牛顿环与等倾干涉花样
答：相同点：条纹都为内疏外密的亮暗相间的同心圆环。 相异点：对于等倾干涉花样， 高级次条纹在内
薄膜变厚时，条纹向外“冒”，各处的条纹间距变小，视场中条纹数增加。 白光照射时，条纹为彩环，内红外紫。 对于牛顿环， 高级次条纹在外
空气层厚度变化时，条纹向中心“陷”，各处的条纹间距不变，视场中条纹数不变。 白光照射时，条纹为彩环，内紫外红。
23 例举出能揭示光的时间周期性和空间同期性的现象。
答：频率相近的两光在空间某点叠加产生的拍频反映出光的时间周期性。频率相同的两光在空间域内叠加
产生的干涉条纹反映出光的空间周期性。
24 平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，原来亮条纹处的光强有何变化？为什么？
解：（1）平行光的双缝衍射实验中，若挡住一缝，光强会变小。
（2）由于单缝的光强分布为：2)sin (
)
(β
β
o I p I =
双缝的光强分布为：22
0sin ()
4(
)cos ,2
I p I β
δ
β
=
双缝衍射的亮条纹处，两单缝衍射的光场呈相长干涉，2
cos
1,2
δ
=即
双缝亮条纹光场强度20)sin (
4)
(β
β
I p I =为单缝光场强度的4倍，所以平行光的双缝衍射实验中，若
挡住一缝，原来亮条纹处的光强会变小。
25 把单色光源换成非单色光源，杨氏干涉条纹有何变化？
26 一束波长为λ＝500nm 的平行光束在空气中传播，若在与光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片
厚度d =0.01mm ，折射率n =1.5。试问：插入薄片后引起的光程和相位变化分别为多少？
27 在与一平行光束垂直的方向上插入一个透明薄片，薄片厚度d=0.01mm ，折射率n=1.5，若光的波长λ
＝500nm ，求插入薄片后引起的光程和相位变化。（6分）
28 用单色光做杨氏干涉实验时，如果把两个等宽狭缝中的一个加宽一倍，干涉图样会发生什么变化？给
出此时的相干度。（6分）
29 简述光波的相干条件。
第四章
多光束干涉
一. 选择题
1 对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度()。C 。
A ．分别为
2λ和4λB ．分别为4λ和2λ C ．都等于4λD ．都等于2
λ
.
2 F-P 腔两平行腔面间的距离增加时，其()。A 。
A ．分辨能力增强
B ．分辨能力降低
C ．自由光谱范围λ?增大
D ．最小可分辨波长差δλ增大
3 在F-P 腔腔面无吸收的情况下，当反射率R 增加时，其干涉图样中亮线的亮度()。C 。
A ．增加
B ．减弱
C ．不变
D ．趋于无穷大
4 F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围λ?C 。
A ．恒定不变
B ．增加
C ．下降
D ．=0
5 F-P 腔两平行腔面间的距离增加时，其 A 。
A ．分辨能力增强
B ．分辨能力降低
C ．自由光谱范围λ?增大
D ．最小可分辨波长差δλ增大
6 在F-P 腔腔面无吸收的情况下，当反射率R 增加时，其干涉图样中亮线的亮度C 。
A ．增加
B ．减弱
C ．不变
D ．趋于无穷大
7 F-P 腔反射率R 增加时，其分辨能力D 。
A ．下降
B ．恒定不变
C ．趋于零
D ．增加
8 决定平行平板干涉属双光束干涉还是多光束干涉的关键因素是平板的 C 。
A ．平行度
B ．厚度
C ．反射率
D ．折射率 二. 名词解释
1 标准具的自由光谱范围：标准具能分辨的最大波长差，用()R S .λ?表示。
2 条纹位相差半宽度：条纹中强度等于峰值一半的两点间的相位差距离。)(δ?
3 条纹精细度：相邻的两个条纹间的相位差距离π2与条纹位相差半宽度δ?之比，记作s ，
ρ
ρππδπ-==?=
122F s 。
三. 简答题
1 比较双光束等倾干涉花样与多光束等倾干涉花样的异同点。
答：相同点：条纹的形状、条纹间隔、条纹光暗位置一样，条纹对比度都可以比较高。（3分）
相异点：条纹的锐度不一样，多光束干涉条纹细亮。（3分）
2 写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I (t)的最大，
最小值分别是多少？(5分)
解：⑴光强分布：2
2
)0()(sin 11δ
F I I t +=
（1分)
⑵各项含义：)
1(42
R R F
-=
R –反射率)0(I –入射光光强)
(t I –透射光相干后在干涉仪处的光强(1分)，δ–相邻两透射光位相差(1分) ⑶)0()0()
(max
011I I I t =+=
当02sin =δ
有最大值(1分) )0()(min
11I F I t +=当12sin =δ有最小值(1分) 第五章
光的衍射
一. 填空
1 不透明屏上圆孔的直径为1cm ，受波长为600nm 的平行光垂直照明，则夫琅禾费衍射区起点到圆孔距
离的估计值为（41.67m ）。
2 一台显微镜数值孔径NA=0.9,对于550nm 波长的光，它的最小分辨距离为（4
3.3710-?）mm 。若
采用油浸物镜使NA=1.5，采用紫色滤光片使波长减小为430nm ，最小分辨距离为（4
1.7510
-?）mm 。
3 光的衍射现象是光遇到障碍物时，偏离直线传播，进入障碍物的几何阴影，并在观察屏上出现明暗相
间的衍射条纹；此现象出现的条件是障碍物的大小与光波波长可比拟；日常生活中常见声波的衍射，而少见光的衍射，其原因是（1）声波的波长与日常生活中所遇的障碍物大小差不多，而光波的波长要比障碍物小得多；（2）衍射现象在波的波长与障碍物的线度差不多时更明显；
4 在讨论光的衍射时，常根据光源和考察点到障碍物的距离，把衍射现象分为两类，第一类是衍射屏到
光源和到观察屏距离中有一个是有限的称为近场衍射，也称菲涅耳衍射，第二类是衍射屏到光源和到观察屏距离都是无限的称为为远场衍射，也称夫琅禾费衍射。
5 在单缝夫琅和费衍射的观测中：①令单缝在纸面内垂直透镜的光轴上、下移动，屏上的衍射图样改变
(填“是”或“否”)；②令光源垂直透镜的光轴上、下移动时，屏上的衍射图样改变(填“是”或“否”)。
6 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即
缺级），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_________。
7 波长为=600nm 的单色光垂直入射于光栅常数d =1.8×10-4cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线
的最大级次为_________。
8 对于观察屏轴上P 0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带不通光，则P 0点的光强
约为光阑不存在时的_________倍。
9 光栅方程的普遍形式为________________。
10 汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为=600nm ，人眼瞳孔直径为D =5mm 。试问：对迎面而来的汽车，
离多远能分辨出两盏亮灯？
11 光栅是一种分光元件，在复色光照射下，光栅产生的衍射光波按在空间展开成光谱。评价一维振幅光
栅分光性能的主要指标是：、、。当光栅缝数N 和干涉级m 越大，分辨本领越。按照光栅方程，正入射照明条件的最大干涉级为。 二. 选择题
1 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a 稍稍变宽，
同时使单缝沿y 轴正方向作微小位移，则屏幕C 上的中央衍射条纹将(C)。
(A)变窄，同时向上移(B)变窄，同时向下移 (C)变窄，不移动(D)变宽，同时向上移
2 地球与月球相距3.8×105km ，用口径为1m 的天文望远镜（取光波
长=550nm ）能分辨月球表面两点的最小距离约为（C ）。 （A ）96m （B ）128m （C ）255m （D ）510m
3 一个波带片的孔径内有10个半波带，让其中的5个奇数带通光，5个偶数带被挡住，则中心轴上相应
衍射场点的光强为自由传播时此处光强的（D ）倍。 （A ）5（B ）10（C ）20（D ）100
4 平均波长λ＝600nm 的平面波垂直照明矩形光栅，光栅缝宽a=0.8mm ，栅距d=2.4mm ，在透镜后焦面
观察，要能在第二级谱线上分辨0.02nm 的波长差，光栅宽度L 至少为（C ） A.12mm ；B.15mm ；C.36mm ；D.24mm
5 在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样（A ）。
A.相同；
B.相似，但空间位置不同；
C.相似，但空间位置平移缝距d ；
D.强弱互补
6 夫朗和费衍射图样是一簇椭圆，长轴在y 轴方向，衍射屏的通光孔为C 。
A ．圆
B ．窄缝
C ．椭圆，长轴在x 方向
D ．椭圆，长轴在y 方向.
7 使夫琅和费矩孔衍射装置中的矩孔在其自身面内平移，则衍射图样A 。
A ．不变
B ．同向平移
C ．反向平移
D ．旋转
8 在单缝夫琅和费衍射实验中，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B 。 A.2个 B.4个
C.6个
D.8个
9 多缝夫琅和费衍射中，其它条件不变，缝数增加时，衍射条纹A 。
A ．变亮
B ．变暗
C ．亮度不变
D ．变宽
10 在均匀平面波垂直入射的夫琅和费多缝衍射中，相邻缝在观察屏上同一点的衍射场C 。
A 振幅、相位都相同
B 振幅、相位都不相同
C 振幅相同、相位不相同
D 振幅不相同、相位相同
11 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹
C 。
A 间距变大
B 间距变小
C 不发生变化
D 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化
12 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度a 稍稍变宽，
同时使单缝沿y 轴正方向作微小位移，则屏幕C 上的中央衍射条纹将C 。 A 变窄，同时向上移 B 变窄，同时向下移 C 变窄，不移动
D 变宽，同时向上移
13 一宇航员在160km 的高空恰好能分辨地面上发射波长为550nm 的两个点光源，假定宇航员的瞳孔直
径为5.0mm ，则此两点光源的间距为A 。 A 21.5m B10.5m
C 31.0m
D42.0m
14 地球与月球相距3.8×105km ，用口径为1m 的天文望远镜（取光波长=550nm ）能分辨月球表面两点的
最小距离约为C 。 A96m B128m C255m D510m
15 光栅刻痕密度不变，入射光束与光栅的相对方向不变，且全投射在光栅面内。如果光束横截面面积减
小，光栅的分辨能力会A 。
A ．降低
B ．升高
C ．=0
D ．不变
16 波长为0.5μm 的光波正入射到每毫米600线的平面光栅，所能观察到的衍射条纹的最高级次为B 。
A2B3
C4D5
17 闪耀光栅主闪耀波长为12m μ，对它不呈现闪耀的波长是C 。
A ．2m μ
B ．3m μ
C ．5m μ
D ．6m μ
18 0.6328m μHe-Ne 激光器输出腔面直径约0.8mm ，其输出激光束的最小夹角约A 。
A ．1mrad
B ．0.1mrad
C ．10μrad
D ．1μrad
19 光栅常数d 增加时（其它条件不变），则D 。
A ．自由光谱范围增大
B ．色散能力增大
C ．分辨能力增强
D ．分辨能力不变
20 闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成一夹角，目的是使A 。
A ．干涉零级与衍射零级在空间分开
B ．干涉零级与衍射零级在空间重合。
C ．条纹变宽
D ．自由光谱范围增大
21 如下图所示，由入缝A 进入的白光经光栅衍射分光后由出缝B 射出。现保持入缝、出缝的位置不变，
使光栅绕C 轴按顺时针方向旋转时，同级衍射光由出缝B 射出的光C 。
A 呈紫色
B 呈红色
C 由紫转红
D 由红转紫
22 费涅耳圆屏衍射中，如果圆屏直径有限大，则其中垂线上考察点B 。
A ．总呈暗斑
B ．总呈亮斑
C ．可亮也可能暗
D ．时暗时亮
23 若一个菲涅尔波带片只将前5个偶数半波带挡住，其余地方都放开，则中心轴上相应衍射场点的光强
与自由传播时此处光强之比为D 。 A10
B 11 C100
D 121
24 一个波带片的孔径内有10个半波带，让其中的5个奇数带通光，5个偶数带被挡住，则中心轴上相应
衍射场点的光强为自由传播时此处光强的D 倍。 A5B10 C20D100
25 在单缝夫琅和费衍射实验中，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
C.6个
D.8个
26 在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样。
A.相同
B.相似，但空间位置不同
C.相似，但空间位置平移缝距d
D.强弱互补
27 在单缝夫琅和费衍射实验中，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B 。
A.2个
B.4个
C.6个
D.8个
28 闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成θ角，目的是使A 。
A ．干涉零级与衍射零级在空间分开
B ．干涉零级与衍射零级在空间重合。
C ．条纹变宽
D ．自由光谱范围增大
29 在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样A 。
A.相同
B.相似，但空间位置不同
C.相似，但空间位置平移缝距d
D.强弱互补 三. 名词解释
1 夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为
菲涅耳衍射。
2 菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称
为菲涅耳衍射。（没答至少扣一分）
3 惠更斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是
这些子波的公切面（包络面）。(1分)后来，菲涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布了，所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯——菲涅耳原理。(1分)
4 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。mN A =?=
min
)(λλ
，其中，
min )(λ?为光栅能分辨的最小波长差；m 为级次；N 为光栅总缝数（光栅总线对数）。
5 自由光谱范围：F-P 干涉仪或标准具能分辨的最大波长差，用()R S .λ?表示。
6 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
制的光学元件称为衍射光栅。
7 线色散：把波长相差nm 1.0的两条谱线分开的线距离。 8 角色散：把波长相差nm 1.0的两条谱线分开的角距离。
9 光学成像系统的分辨率：是指它能分辨开两个靠近的点物或物体细节的能力。 10
瑞利判据：（注：考试时答哪个都对）
定义一：一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，认为此时系统恰好可以分辨开两个点物，称此分辨标准为瑞利判据。
定义二：两个波长的亮条纹只有当它们合强度曲线中央极小值低于两边极大值的0.81时才能被分辨开。
本复习资料专门针对中北大学五院《物理光学与应用光学》石顺祥版教材，共有选择、填空、简答、证明、计算五个部分组成，经验证命中率很高，80分左右，不过要注意，证明题可能变成计算题，填空题变成选择题。 1-1： 8 610) (2)y t E i e++? =-+ 方程：y= y+= 方向向量：一个可以表示直线斜率的向量，这个向量就是方向向量。 Ax+By+C=0：若A、B不全为零，其方向向量：（- B，A）。 8 610) (2)y t E i e++? =-+ ) ( r k E E?- - =t i eω) ( r k E E?- =t i eω) ( r k E E?+ - =t i eω) ( r k E E?+ =t i eω 1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向 ①E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) ②E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) ③E x= E0sin(ωt-kz), E y=-E0sin(ωt-kz) E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) 相位差π/2，E x=E y，圆。讨论xy平面的偏振情况 t=0时：合成矢量？ t=T/4时：合成矢量？ 右圆 E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) 相位差π/4，椭圆。 t=0时：合成矢量？ t=T/4时：合成矢量？ 右椭圆，长半轴方向45o 见p25页。
E x = E 0sin(ωt -kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz ) 相位差0，直线。y =-x 方向向量：（-1，1） 1-4：两光波的振动方向相同，它们的合成光矢量为： 1268+=10[cos cos()] 10102 10[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t π ωωωωω+-=?+?=?-E E 1-5：+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t π ωω-+--E =E E ;因此有： =,4 y x π ???=-- =, =ox oy E A A E , tan 1,α= 得到： tan 2tan(2)cos ,,4 π ψα?ψ== sin 2sin(2)sin ,,8 π χα?χ==- 222tan()0.4142,2,8b a b A a π-=-≈-+= 得到： 2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。 1-8：（2）解：g dv v v k dk =+，g dv dv d dv v dk d dk d ωωω==，g g dv dv v v k v kv dk d ω =+=+ g g dv v kv v d ω-=，11g v v v dv dv k d v d ωωω == -- ，v =，3 2()()2r r r r c dv d εμεμ-=- 2 2() /[1]()()211[1]22r r r r g r r r r r r r r r r r r c d v v c v v dv d d d v v d d d εμεμωωεμεμωωεμεμωωεμωεμω ====+-++ 1-11 一左旋圆偏振光，以50o角入射到空气-玻璃分界面上，见下图，试求反射光和透射光的偏振态
1、作出电光源S 在平面镜中的所成的像S ' （2题图） （2题图） 2、作出光源AB 在平面镜中所成的像B A '' 3、根据物体AB 及其像B A ''作出平面镜的位置 4、读出上图所示的时钟在平面镜中的时刻是__________ 5、平面镜前有一个发光点S ，1S 是S 在镜中成的像，当平面镜转动一个角度后，像的位置为2S ，试作出平面镜的位置。 （6题图） （6题图） 6、在下列反射现象中根据入射光线作出反射光线，并标出入射角和反射角的度数； 7、作出下列反射现象中的入射光线，反射光线或平面镜； 8、?30，要使光竖直向下射向井底的青蛙、平面镜应与水平面的夹角为_______，并作出平面镜的位置； （9题图） （10题图） 9、已知一束光与水平面夹角为?60，要使光线沿水平方向射出，平面镜应与水平面夹角为______________，并作图表示； 10、两块平面镜相互成?60角，一束光线与其反射光线重合，但方向相反，求光线与平面镜的夹角=θ_________，完成光路。 S S A B A B 2S 1? 30?45?30? 60? 60θ
11、作出点光源S 通过平面镜照亮A 点的光路； （12题图） 12、已知点光源S 及其在平面镜中的像点S '，入射光线SA ，作出平面镜并把光路补充完整； 13、利用平面镜成像规律作出光源S 及其像点S '，并把光路补充完整； 14、作出点光源S 通过平面镜MN 照亮不透明物体右侧地面或光屏的范围； 15、如图1，画出大致画出折射光线，标出折射角的位置； 16、如图2所示，已知一条折射光线，画出入射光线和反射光线的大致位置； 17、如图3所示，完成光通过玻璃的大致光路； 18、如图7所示，A O '是光线AO 的折射光线，BO 的折射光线； S S A S A S A S 'M N 地面 M N S 光 屏 ?45空气水空气 水?60空气玻璃?701图2图3图
光学知识点大汇总 一、光的直线传播 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 ●光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 ●月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播 不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。 ●光沿直线传播的应用： ①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食. 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。 1 2 3
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像， 其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。 这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的， 实际并不存在） 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5、光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快. (1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。 光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？ 这表明光的传播速度比声音快. (2)光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年＝3×108 米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米 注意：光年不是时间的单位。 二、光的反射 1.反射：光在两种物质的交界面处会发生反射。 我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。 2.探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图2-2所示。 一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案 一、选择题 1．如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了( ) A ．光的全反射 B ．光的衍射 C ．光的干涉 D ．光的折射 2．半径为R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB ＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ） A ．3R B ．2R C ． 2R D ．R 3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（ ） A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B ．小球所发的光能从水面任何区域射出 C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 4．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（ ）． A ． B ．
C．D． 5．两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（a>）。下列结论中正确的是（） A．光束的频率比光束低 B．在水中的传播速度，光束比小 C．水对光束的折射率比水对光束的折射率小 D．若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大 6．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则 A．介质的折射率是 2 B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s C．这束光的频率是5×1014Hz D．这束光发生全反射的临界角是30° 7．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（） A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长 B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生 C．A光的频率比B光的频率高 D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一
一、填空题（每小题3分，总共24分） 1.玻璃的折射率为n＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为_________；光 从玻璃射向空气时的布儒斯特角为_________。 2. 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者 的厚度均为e。波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相 干光的相位差为_________。 3. 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉 图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。 4. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上， 因而实际上不出现（即缺级），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_________。 5. 波长为λ=600nm的单色光垂直入射于光栅常数d=1.8×10-4 cm的平面衍射光 栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为_________。 6.在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。①沿光轴 传播时，它们的传播速度是_______的；②沿垂直光轴传播时，它们的传播速度 是_______的。 7.对于观察屏轴上P0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带 不通光，则P0点的光强约为光阑不存在时的_________倍。 8. 光栅方程的普遍形式为________________。 二、简答题（每小题6分，总共36分） 1. 何谓复色波的群速度?何谓复色波的相速度?什么介质中复色波的群速度大于其相速度?什么介质中复色波的群速小于其相速度? 2.简述光波的相干条件。
3. 汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为 λ=600nm ，人眼瞳孔直径为D =5mm 。试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？ 4. 一束线偏振光垂直于晶面射入负单轴晶体后，分解成o 光和e 光，传播速度快的是o 光还是e 光？为什么？ 5. 简述法拉第效应及其不可逆性。 6. 用散射理论解释蓝天的形成缘故。 三、透镜表面通常覆盖一层氟化镁（MgF 2）（n =1.38）透明薄膜，为的是利用干涉来降低玻璃（n =1.50）表面的反射，使波长为λ＝632.8nm 的激光毫不反射地透过。试问：覆盖层氟化镁至少需要多厚？（10分） 玻璃 MgF 2 入射光
光学专题 一、单选题(共10道，每道10分) 1.“影”是生活中常见的光现象，如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等，如图，它们与物理知识对应关系正确的是( ) A.手影—平面镜成像 B.摄影—光的反射 C.投影—凸透镜成像 D.倒影—光的折射 答案：C 解题思路： A：手影是影子，光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体的后面形成的光照不到的暗区叫影子，故A错误； B：摄影是利用凸透镜成倒立、缩小、实像，透镜是光的折射原理，故B错误； C：投影是利用凸透镜成倒立、放大、实像，故C正确； D：倒影是平面镜成像，平静的水面相当于平面镜，平面镜成的像与物关于水面对称，所以是倒立的，其原理是光的反射，故D错误。 故选C。 试题难度：三颗星知识点：光现象综合 2.如图所示，相邻两室，一明一暗，在两室之间的墙壁上有一平面镜M，且 ∠AOC=∠BOC。若甲、乙两人分别站在A、B处，面向平面镜张望，则( ) A.甲能看到乙，乙看不到甲 B.甲能看到乙，乙也能看到甲 C.甲看不到乙，乙看不到甲 D.甲看不到乙，乙可看到甲 答案：D 解题思路：
甲乙两人不是光源，本身不能发光，只能反射外界射到他们身上的光。甲在明亮的室内，有外来的光线射到他的身上，他的身体表面又能将这些光线反射出去。被甲反射的一部分光线射到平面镜M上，又会被平面镜反射；由于∠AOC=∠BOC，所以从甲身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射，而乙处在B点，故乙能接收到来自甲的光线，即乙看到了甲。 乙在暗室中，外界没有光线射到他的身体表面，他本身又不能发光，因此不会有从乙射出的光，照射到平面镜M上，更不会进入到甲的眼镜，所以甲不能看到乙。 故选D。 试题难度：三颗星知识点：光的反射定律 3.检查视力时，眼睛和视力表应相距5m。现将视力表挂在平面镜前3m处，小明从平面镜中看视力表上的符号，则小明离平面镜的距离是( ) A.2m B.3m C.2.5m D.5m 答案：A 解题思路： 视力表距平面镜3m，则视力表在平面镜中所成的像距离平面镜也为3m， 已知眼睛与视力表的像应相距5m，则人距平面镜应为5m-3m=2m。 故选A。 试题难度：三颗星知识点：平面镜成像的特点 4.一人从竖直平面镜中看到后面墙上钟的像，如图所示，则实际时间为( ) A.3：40 B.4：20 C.8：20 D.9：40 答案：A 解题思路： 根据镜面对称的性质，分析可得题中所显示的时刻与3：40成轴对称，所以此时实际时刻为3：40。 故选A。 试题难度：三颗星知识点：平面镜成像的应用 5.把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里，从正面看过去的情形和图中哪个图相符( )
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 《物理光学》考试题（90分钟） 开卷 总分100分 考试日期 2010年11月 4 日 一、 选择题（每小题2分，共30分） 1. 自然光正入射，其反射光为 D 。 A ．椭圆偏振光 B ．线偏振光 C ．部分偏振光 D ．自然光 2. 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为 D 。 A ． B θ B ． C θ C ． 3π D ．2 π 3．全反射时，在折射率小的介质中的电场 B 。 A ．等于零 B ．随离界面距离的增加按指数规律衰减 C ．等于常数 D ．随离界面距离的增加按指数规律增加 4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时， D 。 A. 其强度相等 B. 其强度不相等 C. 不确定 D. 其强度比等于两种介质的折射率之比 5. 光从折射率中小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的 C 。 A ．电场和磁场都无相位变化 B. 电场和磁场都有π相位突变 C. 电场有π相位突变，磁场无相位变化 D. 电场无相位变化，磁场有π相位突变 6. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。 A ．无穷远 B ．平板上界面 C ．平板下界面 D ．自由空间 7. 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是 A 。 A ．由外到里 B ．由里到外
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… C ．不变 D ．随机变化 8. 在对称平板双光束干涉中，无论是等厚干涉还是等倾干涉，也无论是21n n >还是12n n <，两反射光束间的附加相位突变总是 A 。 A ．等于π B ．等于0 C ．可以为π也可以为0 D ．在0和π之间 9. 把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 B 。 A. 向中心收缩， 条纹间隔不变 B. 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 C. 向外扩张，环心呈明暗交替变化 D. 向外扩张，条纹间隔变大 10．对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度 C 。 A ．分别为 2λ和4λ B ．分别为4λ和2λ C ．都等于4λ D ．都等于2 λ . 11．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为h ， 且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为 C 。 A. 2n 2h B. 2n 2h +)112n λ C. 2 n 2h + 1112n λ D. 2 n 2h +211 2 n λ 12． F-P 腔两平行腔面间的距离增加时，其 A 。 A ．分辨能力增强 B ．分辨能力降低 C ．自由光谱范围λ?增大 D ．最小可分辨波长差δλ增大 13. 在F-P 腔腔面无吸收的情况下，当反射率R 增加时，其干涉图样中亮线的亮度 C 。 A ．增加 B ．减弱 C ．不变 D ．趋于无穷大 14. 关于光的空间相干性，下列说法不正确的是 D 。 A. 光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性
1 单选(2分) 在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则得分/总分 ? A. 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 ? B. 无干涉条纹 ? C. 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 ? D. 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱 正确答案：A你没选择任何选项 2 单选(2分) 得分/总分 ? A.
? B. ? C. ? D. 正确答案：A你没选择任何选项 3 单选(2分) 用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将： 得分/总分 ? A. 向上平移，且间距改变 ? B. 向上平移，且条纹间距不变 ? C. 不移动，但条纹间距改变 ? D. 向下平移，且条纹间距不变 正确答案：D你没选择任何选项
4 单选(2分) 关于普通光源，下列说法中正确的是： 得分/总分 ? A. 普通光源同一点发出的光是相干光 ? B. 利用普通光源可以获得相干光 ? C. 两个独立的普通光源如果频率相同，也可构成相干光源。 ? D. 两个独立的普通光源发出的光是相干光 正确答案：B你没选择任何选项 5 单选(2分) 得分/总分 ? A.
? B. ? C. ? D. 正确答案：A你没选择任何选项 6 单选(2分) 得分/总分 ? A. ? B. ? C. ? D.
正确答案：C你没选择任何选项 7 单选(2分) 严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将： 得分/总分 ? A. 不变 ? B. 变大 ? C. 消失 ? D. 变小 正确答案：B你没选择任何选项 8 单选(2分) 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。 当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距 得分/总分 ? A. 两劈尖干涉条纹间距相同 ? B. 玻璃劈尖干涉条纹间距较大 ?
12、1.实像（1）实际光会聚形成的像。 （2）能呈在光屏上的像。 2.虚像（1）实际光的反向延长线会聚形成的像。 （2）能看到但不能呈在光屏上。 无论实像还是虚像，人眼都能够观察到。 13、凸面镜和凹面镜 凸面镜:使平行光线发散。应用:汽车的后视镜 凹面镜:使平行光线会聚。应用:电筒反光器，太阳灶。 14、光的折射规律： 1.折射光线与入射光线、法线共面； 2.折射光线和入射光线分居法线两侧；入射角增大，折射角也增大。 3.光从空气斜射其他透明介质中折射角小于入射角；光从其他透明介质射入空气,折射角大于入射角。 4.光线垂直射向界面，传播方向不变 5.光在折射时光路是可逆的。运用光路的可逆性可解答有关折射的“逆向问题”。 注意：(1)人眼看见物体是有光射入人的眼中，不要将箭头画成由眼向外的方向，人的眼睛本身并不发光，要作射入人眼的光线；(2)两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置，一条延长线无法确定位置；(3)折射所成虚像只是人根据光沿直线传播经验的一种判断，实物的真实位置需要找准，这也就是渔人叉鱼时应判断鱼的像比鱼高且稍向后移。(4)人在岸上看水中的物体或在水中看岸上的物体，虚像位置均比实物高。 15、白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成的。 16、色光的三原色：红、绿、蓝。 17、颜料的三原色：品红、黃、青 18、透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。无色透明的物体可以透过任何色光 19、不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，白色物体反射各种色光.，黑色物体吸收各种色光,完全不反射光. 20、红外线：红光外侧的不可见光，红外线的特点：能使被照射的物体,发热，具有热效应。温度越高，发射出的红外线也就越多。 21、紫外线：紫光外侧的不可见光紫外线的特点：能使荧光物质发光和生理作用，天然紫外线的重要来源是太阳光,但不是唯一来源, 22、中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。凸透镜对光线起会聚作用凹透镜对光线起发散作用 23字母：光心(O，)焦点( F)，焦距( f )，物距（u）像距（v） 24、三条光线： 1.通过光心的光线传播方向不改变。 2.平行于主光轴的光线经凸(凹)透镜折射后通 过焦点(反向延长线经达焦点)。
二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及γ射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v 平面镜成像 一、作出电光源S 在平面镜中的所成的像 S ' 二、作出光源AB 在平面镜中所成的像B A '' 四、根据物体AB 及其像B A ''作出平面镜的位置 五、读出上图所示的时钟在平面镜中的时刻分别是__________ 、___________ 六、平面镜前有一个发光点S ，1S 是S 在镜中成的像，当平面镜转动一个角度后，像的位置为2S ，试作出平面镜的位置。 S S A B A B A B A B B A 2 1 S 光的反射（一） 一、在下列反射现象中根据入射光线作出反射光线，并标出入射角和反射角的度数； 二、作出下列反射现象中的入射光线，反射光线或平面镜； 三、已知一束光与水平方向成?30，要使光竖直向下射向井底的青蛙、平面镜应与水平面的夹角为_______，并作出平面镜的位置； 四、潜望镜中两块平面镜平行放置与水平方向成?45夹角，已知一条沿水平方向的入射光线，作出光在潜望镜中的光路； 五、已知一束光与水平面夹角为?60，要使光线沿水平方向射出，平面镜应与水平面夹角为______________，并作图表示； 六、两块平面镜相互成?60角，一束光线与其反射光线重合，但方向相反，求光线与平面镜的夹角=θ_________，完成光路。 ? 30?45? 30?30?60? 60θ 物理光学练习题 一、选择题（每题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后，同学们来到实验室上课，一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水，发现了一个奇特的现象：白糖水中的光路不是直线，而是一条向下弯曲的曲线，如图1所示。关于对这个现象的解释，同学们提出了以下猜想，其中能合理解释该现象的猜想是（） A．玻璃缸的折射作用 B．激光笔发出的光线未绝对平行 C．白糖水的密度不是均匀的，越深密度越大 D．激光笔发出的各种颜色的光发生了色散 2．某照相机镜头焦距为10cm，小刚用它来给自己的物理 小制作参展作品照相，当照相机正对作品从50cm处向 12cm处移动的过程中（） A．像变大，像距变大 B．像变大，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大 D．像先变小后变大，像距变小 3．关于平面镜成像，下列说法正确的是（） A．物体越大，所成的像越大 B．物体越小，所成的像越大 C．物体离平面镜越近，所成的像越大 D．平面镜越大，所成的像越大 4．人的眼睛像一架照相机，物体经晶状体成像于视网膜上。对于近视眼患者而言，远处物体成像的位置和相应的矫正方式是（） A．像落在视网膜的前方，需配戴凸透镜矫正 B．像落在视网膜的前方，需配戴凹透镜矫正 C．像落在视网膜的后方，需配戴凸透镜矫正 D．像落在视网膜的后方，需配戴凹透镜矫正 5．历史上第一次尝试进行光速的测量，也是第一个把望远镜用于天文学研究的物理学家是（）A．伽利略 B．牛顿 C．焦耳 D．瓦特 6．目前城市的光污染越来越严重，白亮污染是较普遍的一类光污染。在强烈阳光照射下，许多建筑的玻璃幕墙、釉面瓷砖、磨光大理石等装饰材料，都能造成白亮污染。形成白亮污染的主要原因是（） A．光的直线传播 B．镜面反射 C．漫反射 D．光的折射 7．用放大镜观察彩色电视画面，你将看到排列有序的三色发光区域是（）A．红、绿、蓝 B．红、黄、蓝 C．红、黄、紫 D．黄、绿、紫 8．如图2是某人观察物体时，物体在眼球内成像示意图，则该人所患眼病和矫正时应配制的眼镜片分别是（） A．远视凹透 B．远视凸透镜 《物理光学》期末试卷B 答案一、判断题（每题2分） 1、（×）； 2、（√）； 3、（√）； 4、（×）； 5、（√） 二、选择题（每题3分） 6、D ； 7、A ； 8、B ； 9、B ；10、D 三、填空题（每题3分） 11、否 （1分）；是（2分）。 12、1。 13、0.0327mm 。 14、圆偏振光（1分）；线偏振光（1分）；椭圆偏振光（1分）。 15、相同（1分）；不同（2分） 四、计算题 16、解：该光的频率为：151411 105102 f Hz Hz T ==?=?……3分 介质中波长为：710.65 3.910v T c m f λ-=?=?=?……2分 介质折射率为：1 1.5380.65 c n v ===……3分 17、解：①由布儒斯特定律得：21arctan n i n =……2分 1.50arctan 48.4348261.33 o o '===……2分 ②若Ⅱ、Ⅲ界面的反射光是线偏振光，则必符合布儒斯特定律有： 32 tan n n θ=……1分 根据已知，Ⅱ、Ⅲ界面的入射角12tan cot n i n θ== ……1分 故，Ⅱ、Ⅲ界面不符合布儒斯特定律，反射光不是线偏振光。……2分 18、解：①欲使条纹从中心涌出，应远离2M '。……4分 2d N λ =……2分 600100300002nm =? =……2分 19、解：当5d a =时，第5级明纹刚好和衍射第一极小重合，此时衍射主极大内有9条明纹。 故，衍射主极大内要包含11级明纹，必有 5d a >。 当6d a =时，第6级明纹刚好和衍射第一极小重合，此时衍射主极大内有11条明纹。 若 6d a >，则衍射主极大内包含13条明纹。故6d a ≤。 因此，要满足题目条件必有65d a ≥>。 20、解：自由光谱范围（2分） m 10005.5m 10005.510 42)106328.0(261222 62 μλλλ----?=?=???===?nh m f 分辨本领（3分）7 6100.2981 .01981.0106328.097.004.021297.097.0'?=-?????=-??===?= -ππλλλR R nh mN mN A 角色散（3分） 82/362/310973.3) 106328.0(04.01sin 1?=?====-λλλθλλθnh nh d d 21、解：①sin sin m d m d λθλθ=?=……1分 1.0911cos rad Nd λ θθ?===……2分 A mN mnl λλ ===?……1分 1M 光学复习 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 ●光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 ●月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播 不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） ①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食. 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。 3 2 ④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像， 其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。 这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理： 光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播 根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之 比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的， 实际并不存在） 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5、光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快. 这表明光的传播速度比声音快. (2)光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年＝3×108 米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米 注意：光年不是时间的单位。 二、光的反射 反射：光在两种物质的交界面处会发生反射。 1. 探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF 竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON 垂直于镜面，如图2-2所示。 一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O 点，经平面镜的反射，沿另一个方向 射出，在纸板上用笔描出入射光EO 和反射光OF 的径迹。改变光束的入射方向，重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。 取下纸板，用量角器测量NO 两侧的角i 和r 。 【实验表格】 角i 角r 第一次 入射光线 图2-2 反射光线 N F E O i r 入射光线 E N F i r 反射光线 图2-3(完整版)物理光学练习题
物理光学期末考试试卷2答案
初二物理光学知识点大汇总
相关主题
文本预览