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、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？当波矢k 沿着除两个光轴和三个主轴方向传播时，过折射率椭球中心且垂直于k 的平面与折射率椭球的截线均为椭圆，这些椭圆不具有对称性，相应的两个线偏振光的折射率都与k 的方向有关，这两个光均为非常光。故在双轴晶体中，不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光。
2、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？
折射率椭球的两个重要性质：①与波法线k 相应的两个特许折射率n '和n '',分别等于这个椭圆的两个主轴的半轴长。②与波法线k 相应的两个特许偏振光D 的振动方向d '和d ''，分别平行于r a 和r b 。折射率椭球方程：123
2322222121=++n x n x n x 3、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作过程？片堆是由一组平行平面玻璃片叠加在一起构成的，将一些玻璃放在圆筒内，使其表面法线与圆筒轴构成布儒斯特角。工作过程：当自然光沿圆筒轴以布儒斯特角入射并通过片堆时，因透过片堆的折射光连续不断地以相同的状态入射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射部分垂直纸面的振动分量，最后使通过片堆的透射光接近为一个平行入射面振动的线偏振光。
4、散射的分类:根据散射光波矢k 和波长变化与否可分为两种：
散射光波矢k 变化，但波长不变的散射有（瑞利散射、米氏散射、分子散射）；散射光波矢k 和波长均变化的散射/光的方向相对于入射光改变而波长也改变的散射有（喇曼散射、布里渊散射）；
5、什么是基模高斯光束及其特性?：高斯光束：由激光器产生的激光既不是均匀平面光波也不是均匀球面波，而是振幅和等相位面都在变化的高斯球面光波，简称高斯光束。基模高斯光束：波动方程在激光器谐振腔边界下的一种特解，以z 轴为柱对称，其表达式内包含有z ，且大体沿着z 轴的方向传播。基模高斯光束的特性：基模高斯光束在其传播轴线附近可以看做是一种非均匀的球面波，其等相位面是曲率中心不断变化的球面，振幅和强度在横截面内保持高斯分布。
6、什么是消失波及消失波的特点？ 消失波：在发生全反射时，光波场透入到第2个介质很薄的一层波，是一个沿着垂直界面的方向振幅衰减，沿着界面方向传播的一种非均匀波，称为消失波。消失波的特点：①消失波是一种沿x 轴方向传播的行波，相速度1
2sin θνn ②消失波振幅沿着界面的法线方向按指数方式衰减③等相面上沿z 方向各点的振幅不相等，消失波是一种非均匀的平面波。另外，由菲涅耳公式可以证明，消失波电矢量在传播方向的分量E2x 不为0，说明消失波不是一种横波。 ④由光密介质射向光疏介质的能量入口处和返回能量的出口处不在同一点，相隔大约半个波长，在入射面内存在一个横向位移，此位移为古斯-汉欣位移。
7、正常色散的定义及正常色散的曲线特点：折射率随着波长增加而减小的色散，特点：①波长愈短，折射率愈大；②波长愈短，折射率随波长的变化率愈大，即色散率愈大；③波长一定，折射率愈大的材料，其色散率也愈大，不同物质的色散曲线没有简单的相似关系。
8、孔脱定理：反常色散总是与光的吸收有密切联系，任何物质在光谱某一区域内如有反常色散，则在这个区域的光被强烈地吸收，在靠近吸收区处，折射率的变化非常快，而且在波长较长的一边的折射率比在波长较短的一边的折射率大很多,在吸收区内折射率随波长增大而增大。
9、几种线偏振光的标准的归一琼斯矢量是什么？右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光及其琼斯矢量的表示式？
x 方向振动的线偏振光：??????01 ；y 方向振动的线偏振光：??
????10；
45°方向振动的线偏振光：??????1122
；振动方向与x 轴成θ角的线偏振光：??
????θθsin cos 左旋圆偏振光：π?π?m m e E E E E i ox oy x
y 212,<<-=）（，琼斯矢量的表示式为??????i 122
；右旋圆偏振光：π?π?）（122,+<<=m m e E E E E i ox oy x y ，琼斯矢量的表示式为
??????-i 122。
10、什么是主截面？O 光？e 光？离散角？波片？主截面是光轴与晶面法线所决定的平面 ；o 光：折射率与光的传播方向无关，与之相应的光称为寻常光 e 光：折射率与光的传播方向有关，随θ变化，相应的光称为非常光；离散角：波法线方向k 与光线方向的夹角为离散角；波片：从单轴晶体上按一定方式切割的、有一定厚度的平行平面薄片；波片的切割方式：对于单轴晶体,晶片表面与光轴平行，对于双轴晶体,晶片表面可与任一主轴平面平行） 使用的注意事项（a.光波波长，b.波片的主轴方向）。方位角：线偏振光振动面和入射面夹角。
11、什么是喇曼散射和瑞利散射？喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么？
喇曼散射：光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称喇曼效应。
特点：①.在每一条原始的入射光谱线旁边都伴有散射线，它们各自与原始光的频率差相同；②.这些频率差的数值与入射光波长无关，只与散射介质有关。③.每种散射介质有它自己的一套频率差，它们表征了散射介质的分子振动频率；瑞利散射：亭达尔等最早对微粒线度不大于(1/5~1/10)λ的浑浊介质进行了大量的实验研究，研究规律叫亭达尔效应。这些规律后来被瑞利在理论上说明，所以又叫瑞利散射。
特点：①.散射光强度与入射光波长的四次方成反比，即41)(λ
θ∝I ②.散射光强度随观察方向变化)cos 1()(20θθ+=I I ③.散射光具有偏振性，偏正度与观察角度有关。不同点：瑞利散射散射光频率与入射光相同，而喇曼散射除有与入射光频率o ν相同的频率外，其两侧还伴有频率为210ννν，···，210
ννν'''，···的散射线存在。 12、布儒斯特角、布喇格角，全反射临界角和偏振棱镜的有效孔径角的物理意义是什么？布儒斯特角：当光以某一特定角度θ1=θB 入射时，Rs 和Rp 相差最大，且Rp =0，在反射光中不存在p 分量。此时，根据菲涅耳公式有θ2+θB =90°，即该入射角与相应的折射角互为余角。利用折射定律，可知该特定角度满足12tan n n B =θ，则该角B θ称为布儒斯特角。布喇格角： s
B B d i λλθθθθ2s i n === 通常将这个条件称为布喇格衍射条件，把上式称为布喇格方程，B θ称为布喇格角。全反射临界角：光由光密介质射向光疏介质时，存在一个临界角θc ，当θ1>θc 时，光波发生全反射。偏振棱镜的有效孔径角：入射光束锥角的限制范围2δm, 为偏振棱镜的有效孔径角 (δm 是δ和δ'中较小的一个) 。
13、什么是法拉第旋光效应？有什么特性，主要的应用是什么？
法拉第旋光效应：当线偏振光沿着磁化强度方向传播时，由于左右圆偏振光在铁磁体中的折射率不同，使偏振面发生偏转角度。 特性：法拉第效应的旋光方向取决于外加磁场方向，与光的传播方向无关，即法拉第效应具有不可逆性。 主要应用：光隔离器
14、光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式？描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组？描述介质色散特性的科希经验公式是什么？
解：麦克思维方程组的微分形式：????
???????=????-=??=??=??t D H t B E B D 00
描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组 : m eE r dt dr dt r d -=++202
2ωγ 描述介质正常色散特性科希公式:4
2λλC
B A n ++=（A 、B 、
C 是由介质特性决定的常数） 15、从电子论的观点，解释什么是光的折射和散射？电子论的观点: 在入射光的作用下,原子、分子作受迫振动,并辐射次波,这些次波与入射波叠加的合成波就是介质中传播的折射波。不均匀光学介质: 这些次波间的固定相位关系遭到破坏,合成波沿折射方向相长干涉的效果也遭到破坏,在其它方向上也会有光传播，这就是散射。对于光学均匀介质: 这些次波是相干的,其干涉的结果,只有沿折射光方向的合成波才加强,其余方向皆因干涉而抵消，这就是光的折射。 16、复折射率的表达式？描述光的传播特性时其实部与虚部的作用各是什么？ 表达式ηi n n +=；
22222022002)(21211ωγωωωωεχ+--+='+=m Ne n 22222002)(221ω
γωωγωεχη+-=''=m Ne 实部n ：表征介质影响光传播相位特性的量，即通常所说的折射率；虚部η ：表征介质影响光传播振幅特性的量，通常称为消光系数
17、什么是斯托克斯参量表示法？什么是琼斯矩阵？与琼斯矩阵比较的特点？
答：斯托克斯参量可以全面描述光束的偏振态（完全偏振光、部分偏振光和完全非偏振光），也可以表征单色光或准单色光，已经成为描述光强度和偏振态的重要工具
单色平面光波的各种偏振态可以用斯托克斯参量(S0，S1，S2，S3)来表示，光的电矢量s 分量振幅Es 和p 分量振幅Ep 及相位差φ与４个斯托克斯参量的关系
对于完全偏振光
对于部分偏振光
对于完全非偏振光
对于任意椭圆偏振光
琼斯矩阵：利用一个列矩阵表示电矢量的x 、y 分量.这个矩阵通常称为琼斯矢量
特点：斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态，因此通过对斯托克斯参量的测量，可完全确定光束的偏振态。
18、什么是光的偏振特性，横波和纵波的区别标志是什么？
解：光振动方向相对于传播方向不对称的性质称为光波的偏振特性。它是横波区别于纵波最明显的标志。
19、什么是相速度，什么是群速度，两者的表达式和关系式？
解：等相位面的传播速度简称相速度，等振幅面的传播速度称为群速度。相速度：
???????==-=+=??sin 2cos 232221220y x y x y x y x E E s E E s E E s E E s 22223210s s s s ++=222203210s s s s <++<02223
21=++s s s 122tan s s =ψ032sin s s =χ????????=??????--y x i y i x y x e E e E E E ??00y x
???=-
k dt dz v ω==群速度：)1(λ
λd dn n v v g += 20、声光调制器和电光调制实验的组成，原理？
答：电光调制组成：起偏器，1/4波片，检偏器。
电光调制原理： 声光调制器组成：
21、自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式）；全反射时s 光和p 光的相位差计算公式；单轴晶体的最大离散角计算公式光在晶体界面的反射定律和折射定律 反射系数：)(2122P s ip rp is rs in
rp
rs n R R W W W W W W W R +=+=+= 反射率：s 光：E
E r oim orm
m = p 光：E E t oim otm m = 偏振度：I I I I M
m m
M P +-= 相位差计算公式：θ
θθ???12211sin sin cos arctan 2n ro rs -=-=? 单轴晶体的最大离散角计算公式：n n n
n a e
o o e
M
2arctan 22-=光在晶体界面的反射定律和折射定律：θθr r i i n n sin sin = θθt t i i n n s i n s i n =
22、什么是均匀加宽?机理是什么？什么是非均匀加宽？机理是什么？非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别？均匀加宽是指每个单独原子的谱线以及整个体系的谱线作同样的展宽。机理：对此种加宽每个发光原子都以整个线型发射，不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来，或者说每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。非均匀加宽：原子体系中不同原子对谱线的不同频率有贡献。机理：原子体系中，每一个原子只对谱内与它的中心频率相应的部分有贡献，因而可以区分谱线上的某一频率范围是由那一部分原子发射的。主要区别：非均匀加宽工作物质的饱和效应比较弱。非均匀加宽情形中，饱和效应的强弱与线型中频率位置无关，而均匀加宽情形下，饱和效应强弱与线型中频率位置有关，偏离线型函数中心频率越远，饱和效应越弱。非均匀加宽中具有烧孔效应。[自然加宽、碰撞加宽和晶格振动加宽均是均匀加宽。自然加宽：在不受外界影响的情况下，受激原子会自发地向低能态跃迁，因而受激原子在激发态上具有有限寿命，从而造成原子跃迁谱线的自然加宽。碰撞加宽：大量原子之间的无规则“碰撞”，从而造成原子谱线的碰撞加宽。晶格振动加宽：由于晶格振动使激活离子处于随时间周期变化的晶格场中，激活离子的能级所对应的能量在某一范围内变化，而引起谱线加宽。多普勒加宽和晶格缺陷加宽是非均匀加宽。多普勒加宽：由于做热运动的发光原子（分子）所发出的辐射的多普勒频移引起的。晶格缺陷加宽：处于缺陷部位的激活离子的能级发生位移，导致处于晶体不同部位的激活离子的发光中心频率不同，产生非均匀加宽。]
23、什么是尖峰振荡效应？有什么特点，如何获得短脉冲或者超短短脉冲？ 尖峰振荡效应：固体脉冲激光器输出的不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有s μ量级的短脉冲序列。特点：脉宽s μ量级；尖峰能增大，尖峰数增加，但峰值不增高；尖峰形状：衰减型，周期性无规则。[一个尖峰脉冲的形成和消失，可以由激光系统反转粒子数密度的增减变化来解释；调Q 技术—短脉冲，锁模技术—超短脉冲]
24、渥拉斯顿棱镜的工作原理是什么？
渥拉斯顿棱镜又称双像棱镜，由光轴相互垂直的两块直角棱镜沿斜面胶合而成，正入射的平行光束
在第一块棱镜内垂直光轴传播，o 光和e 光以不同相速度同向传播。它们进入第二块棱镜时，光轴方向旋转90度，使第一块棱镜中的o 光变成e 光，且由于方解石为负单轴晶体，将远离界面法线；第一块晶体中的e 光变成o 光，靠近法线偏折，这两束光在射出棱镜时，将再偏折一次。])tan -[(arcsin 2e o θn n Φ≈
【简答题索引】
1、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？
2、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？
3、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作程？
4、散射的分类
5、什么是基模高斯光束及其特性?：
6、什么是消失波及消失波的特点？
7、正常色散的定义及正常色散的曲线特点：
8、孔脱定理
9、几种线偏振光的标准的归一琼斯矢量是什么？右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光及其琼斯矢量的表示式？
10、什么是主截面？O 光？e 光？离散角？波片？
11、什么是喇曼散射和瑞利散射？喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么？
12、布儒斯特角、布喇格角，全反射临界角和偏振棱镜的有效孔径角的物理意义是什么？
13、什么是法拉第旋光效应？有什么特性，主要的应用是什么？
14、光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式？描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组？描述介质色散特性的科希经验公式是什么？
15、从电子论的观点，解释什么是光的折射和散射？
16、复折射率的表达式？描述光的传播特性时其实部与虚部的作用各是什么？
17、什么是斯托克斯参量表示法？什么是琼斯矩阵？与琼斯矩阵比较的特点？
18、什么是光的偏振特性，横波和纵波的区别标志是什么？
19、什么是相速度，什么是群速度，两者的表达式和关系式？
20、声光调制器和电光调制实验的组成，原理？
21、自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式）；全反射时s 光和p 光的相位差计算公式；单轴晶体的最大离散角计算公式；光在晶体界面的反射定律和折射定律
22什么是均匀加宽?机理是什么？什么是非均匀加宽？机理是什么？非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别？
23、什么是尖峰振荡效应？有什么特点，如何获得短脉冲或者超短短脉冲？
24、渥拉斯顿棱镜的工作原理是什么？
1、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？当波矢k 沿着除两个光轴和三个主轴方向传播时，过折射率椭球中心且垂直于k 的平面与折射率椭球的截线均为椭圆，这些椭圆不具有对称性，相应的两个线偏振光的折射率都与k 的方向有关，这两个光均为非常光。故在双轴晶体中，不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光。
2、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？
折射率椭球的两个重要性质：①与波法线k 相应的两个特许折射率n '和n '',分别等于这个椭圆的两个主轴的半轴长。②与波法线k 相应的两个特许偏振光D 的振动方向d '和d ''，分别平行于r a 和r b 。折射率椭球方程：123
2322222121=++n x n x n x 3、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作过程？片堆是由一组平行平面玻璃片叠加在一起构成的，将一些玻璃放在圆筒内，使其表面法线与圆筒轴构成布儒斯特角。工作过程：当自然光沿圆筒轴以布儒斯特角入射并通过片堆时，因透过片堆的折射光连续不断地以相同的状态入射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射部分垂直纸面的振动分量，最后使通过片堆的透射光接近为一个平行入射面振动的线偏振光。
5、散射的分类:根据散射光波矢k 和波长变化与否可分为两种：
散射光波矢k 变化，但波长不变的散射有（瑞利散射、米氏散射、分子散射）；散射光波矢k 和波长均变化的散射/光的方向相对于入射光改变而波长也改变的散射有（喇曼散射、布里渊散射）；
5、什么是基模高斯光束及其特性?：高斯光束：由激光器产生的激光既不是均匀平面光波也不是均匀球面波，而是振幅和等相位面都在变化的高斯球面光波，简称高斯光束。基模高斯光束：波动方程在激光器谐振腔边界下的一种特解，以z 轴为柱对称，其表达式内包含有z ，且大体沿着z 轴的方向传播。基模高斯光束的特性：基模高斯光束在其传播轴线附近可以看做是一种非均匀的球面波，其等相位面是曲率中心不断变化的球面，振幅和强度在横截面内保持高斯分布。
6、什么是消失波及消失波的特点？ 消失波：在发生全反射时，光波场透入到第2个介质很薄的一层波，是一个沿着垂直界面的方向振幅衰减，沿着界面方向传播的一种非均匀波，称为消失波。消失波的特点：①消失波是一种沿x 轴方向传播的行波，相速度1
2sin θνn ②消失波振幅沿着界面的法线方向按指数方式衰减③等相面上沿z 方向各点的振幅不相等，消失波是一种非均匀的平面波。另外，由菲涅耳公式可以证明，消失波电矢量在传播方向的分量E2x 不为0，说明消失波不是一种横波。 ④由光密介质射向光疏介质的能量入口处和返回能量的出口处不在同一点，相隔大约半个波长，在入射面内存在一个横向位移，此位移为古斯-汉欣位移。
7、正常色散的定义及正常色散的曲线特点：折射率随着波长增加而减小的色散，特点：①波长愈短，折射率愈大；②波长愈短，折射率随波长的变化率愈大，即色散率愈大；③波长一定，折射率愈大的材料，其色散率也愈大，不同物质的色散曲线没有简单的相似关系。
8、孔脱定理：反常色散总是与光的吸收有密切联系，任何物质在光谱某一区域内如有反常色散，则在这个区域的光被强烈地吸收，在靠近吸收区处，折射率的变化非常快，而且在波长较长的一边的折射率比在波长较短的一边的折射率大很多,在吸收区内折射率随波长增大而增大。
9、几种线偏振光的标准的归一琼斯矢量是什么？右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光及其琼斯矢量的表示式？
x 方向振动的线偏振光：??????01 ；y 方向振动的线偏振光：??
????10；
45°方向振动的线偏振光：??????1122；振动方向与x 轴成θ角的线偏振光：??
????θθsin cos 左旋圆偏振光：π?π?m m e E E E E i ox oy x
y 212,<<-=）（，琼斯矢量的表示式为??????i 122
；右旋圆偏振光：π?π?
）（122,+<<=m m e E E E E i ox oy x y ，琼斯矢量的表示式为??????-i 122。
10、什么是主截面？O 光？e 光？离散角？波片？主截面是光轴与晶面法线所决定的平面 ；o 光：折射率与光的传播方向无关，与之相应的光称为寻常光 e 光：折射率与光的传播方向有关，随θ变化，相应的光称为非常光；离散角：波法线方向k 与光线方向的夹角为离散角；波片：从单轴晶体上按一定方式切割的、有一定厚度的平行平面薄片；波片的切割方式：对于单轴晶体,晶片表面与光轴平行，对于双轴晶体,晶片表面可与任一主轴平面平行） 使用的注意事项（a.光波波长，b.波片的主轴方向）。方位角：线偏振光振动面和入射面夹角。
11、什么是喇曼散射和瑞利散射？喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么？
喇曼散射：光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称喇曼效应。
特点：①.在每一条原始的入射光谱线旁边都伴有散射线，它们各自与原始光的频率差相同；②.这些频率差的数值与入射光波长无关，只与散射介质有关。③.每种散射介质有它自己的一套频率差，它们表征了散射介质的分子振动频率；瑞利散射：亭达尔等最早对微粒线度不大于(1/5~1/10)λ的浑浊介质进行了大量的实验研究，研究规律叫亭达尔效应。这些规律后来被瑞利在理论上说明，所以又叫瑞利散射。
特点：①.散射光强度与入射光波长的四次方成反比，即41)(λ
θ∝I ②.散射光强度随观察方向变化)cos 1()(20θθ+=I I ③.散射光具有偏振性，偏正度与观察角度有关。不同点：瑞利散射散射光频率与入射光相同，而喇曼散射除有与入射光频率o ν相同的频率外，其两侧还伴有频率为210ννν，···，210
ννν'''，···的散射线存在。 12、布儒斯特角、布喇格角，全反射临界角和偏振棱镜的有效孔径角的物理意义是什么？布儒斯特角：当光以某一特定角度θ1=θB 入射时，Rs 和Rp 相差最大，且Rp =0，在反射光中不存在p 分量。此时，根据菲涅耳公式有θ2+θB =90°，即该入射角与相应的折射角互为余角。利用折射定律，可知该特定角度满足12tan n n B =θ，则该角B θ称为布儒斯特角。布喇格角： s
B B d i λλθθθθ2s i n === 通常将这个条件称为布喇格衍射条件，把上式称为布喇格方程，B θ称为布喇格角。全反射临界角：光由光密介质射向光疏介质时，存在一个临界角θc ，当θ1>θc 时，光波发生全反射。偏振棱镜的有效孔径角：入射光束锥角的限制范围2δm, 为偏振棱镜的有效孔径角 (δm 是δ和δ'中较小的一个) 。
13、什么是法拉第旋光效应？有什么特性，主要的应用是什么？
法拉第旋光效应：当线偏振光沿着磁化强度方向传播时，由于左右圆偏振光在铁磁体中的折射率不同，使偏振面发生偏转角度。 特性：法拉第效应的旋光方向取决于外加磁场方向，与光的传播方向无关，即法拉第效应具有不可逆性。 主要应用：光隔离器
14、光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式？描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组？描述介质色散特性的科希经验公式是什么？
解：麦克思维方程组的微分形式：????
???????=????-=??=??=??t D H t B E B D 00
描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组 :
m eE r dt dr dt r d -=++2022ωγ 描述介质正常色散特性科希公式:42λ
λC B
A n ++=（A 、
B 、
C 是由介质特性决定的常数）
15、从电子论的观点，解释什么是光的折射和散射？电子论的观点: 在入射光的作用下,原子、分子作受迫振动,并辐射次波,这些次波与入射波叠加的合成波就是介质中传播的折射波。不均匀光学介质: 这些次波间的固定相位关系遭到破坏,合成波沿折射方向相长干涉的效果也遭到破坏,在其它方向上也会有光传播，这就是散射。对于光学均匀介质: 这些次波是相干的,其干涉的结果,只有沿折射光方向的合成波才加强,其余方向皆因干涉而抵消，这就是光的折射。
16、复折射率的表达式？描述光的传播特性时其实部与虚部的作用各是什么？ 表达式ηi n n +=；
22222022002)(21211ωγωωωωεχ+--+='+=m Ne n 22222002)(221ωγωωγωεχη+-=''=m Ne 实部n ：表征介质影响光传播相位特性的量，即通常所说的折射率；虚部η ：表征介质影响光传播振幅特性的量，通常称为消光系数
17、什么是斯托克斯参量表示法？什么是琼斯矩阵？与琼斯矩阵比较的特点？
答：斯托克斯参量可以全面描述光束的偏振态（完全偏振光、部分偏振光和完全非偏振光），也可以表征单色光或准单色光，已经成为描述光强度和偏振态的重要工具
单色平面光波的各种偏振态可以用斯托克斯参量(S0，S1，S2，S3)来表示，光的电矢量s 分量振幅Es 和p 分量振幅Ep 及相位差φ与４个斯托克斯参量的关系
对于完全偏振光
对于部分偏振光
对于完全非偏振光
对于任意椭圆偏振光
琼斯矩阵：利用一个列矩阵表示电矢量的x 、y 分量.这个矩阵通常称为琼斯矢量
特点：斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态，因此通过对斯托克斯参量的测量，可完全确定光束的偏振态。
18、什么是光的偏振特性，横波和纵波的区别标志是什么？
解：光振动方向相对于传播方向不对称的性质称为光波的偏振特性。它是横波区别于纵波最明显的标志。
19、什么是相速度，什么是群速度，两者的表达式和关系式？
???????==-=+=??sin 2cos 232221220y x y x y x y x E E s E E s E E s E E s 22223210s s s s ++=222203210s s s s <++<02223
21=++s s s 122tan s s =ψ032sin s s =χ????????=??????--y x i y i x y x e E e E E E ??00y x
???=-
解：等相位面的传播速度简称相速度，等振幅面的传播速度称为群速度。相速度：k dt dz v ω==群速度：)1(λ
λd dn n v v g += 20、声光调制器和电光调制实验的组成，原理？
答：电光调制组成：起偏器，1/4波片，检偏器。
电光调制原理： 声光调制器组成：
21、自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式）；全反射时s 光和p 光的相位差计算公式；单轴晶体的最大离散角计算公式光在晶体界面的反射定律和折射定律 反射系数：)(2122P s ip rp is rs in
rp
rs n R R W W W W W W W R +=+=+= 反射率：s 光：E
E r oim orm
m = p 光：E E t oim otm m = 偏振度：I I I I M
m m
M P +-= 相位差计算公式：θ
θθ???12211sin sin cos arctan 2n ro rs -=-=? 单轴晶体的最大离散角计算公式：n n n n a e
o o e
M
2arctan 22-=光在晶体界面的反射定律和折射定律：θθr r i i n n sin sin = θθt t i i n n s i n s i n =
22、什么是均匀加宽?机理是什么？什么是非均匀加宽？机理是什么？非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别？均匀加宽是指每个单独原子的谱线以及整个体系的谱线作同样的展宽。机理：对此种加宽每个发光原子都以整个线型发射，不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来，或者说每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。非均匀加宽：原子体系中不同原子对谱线的不同频率有贡献。机理：原子体系中，每一个原子只对谱内与它的中心频率相应的部分有贡献，因而可以区分谱线上的某一频率范围是由那一部分原子发射的。主要区别：非均匀加宽工作物质的饱和效应比较弱。非均匀加宽情形中，饱和效应的强弱与线型中频率位置无关，而均匀加宽情形下，饱和效应强弱与线型中频率位置有关，偏离线型函数中心频率越远，饱和效应越弱。非均匀加宽中具有烧孔效应。[自然加宽、碰撞加宽和晶格振动加宽均是均匀加宽。自然加宽：在不受外界影响的情况下，受激原子会自发地向低能态跃迁，因而受激原子在激发态上具有有限寿命，从而造成原子跃迁谱线的自然加宽。碰撞加宽：大量原子之间的无规则“碰撞”，从而造成原子谱线的碰撞加宽。晶格振动加宽：由于晶格振动使激活离子处于随时间周期变化的晶格场中，激活离子的能级所对应的能量在某一范围内变化，而引起谱线加宽。多普勒加宽和晶格缺陷加宽是非均匀加宽。多普勒加宽：由于做热运动的发光原子（分子）所发出的辐射的多普勒频移引起的。晶格缺陷加宽：处于缺陷部位的激活离子的能级发生位移，导致处于晶体不同部位的激活离子的发光中心频率不同，产生非均匀加宽。]
23、什么是尖峰振荡效应？有什么特点，如何获得短脉冲或者超短短脉冲？ 尖峰振荡效应：固体脉冲激光器输出的不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有s μ量级的短脉冲序列。特点：脉宽s μ量级；尖峰能增大，尖峰数增加，但峰值不增高；尖峰形状：衰减型，周期性无规则。[一个尖峰脉冲的形成和消失，可以由激光系统反转粒子数密度的增减变化来解释；调Q 技术—短脉冲，锁模技术—超短脉冲]
24、渥拉斯顿棱镜的工作原理是什么？
渥拉斯顿棱镜又称双像棱镜，由光轴相互垂直的两块直角棱镜沿斜面胶合而成，正入射的平行光束在第一块棱镜内垂直光轴传播，o 光和e 光以不同相速度同向传播。它们进入第二块棱镜时，光轴方向旋转90度，使第一块棱镜中的o 光变成e 光，且由于方解石为负单轴晶体，将远离界面法线；第一块晶体中的e 光变成o 光，靠近法线偏折，这两束光在射出棱镜时，将再偏折一次。])tan -[(arcsin 2e o θn n Φ≈
【简答题索引】
1、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？
2、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？
3、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作程？
4、散射的分类
5、什么是基模高斯光束及其特性?：
6、什么是消失波及消失波的特点？
7、正常色散的定义及正常色散的曲线特点：
8、孔脱定理
9、几种线偏振光的标准的归一琼斯矢量是什么？右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光及其琼斯矢量的表示式？
10、什么是主截面？O 光？e 光？离散角？波片？
11、什么是喇曼散射和瑞利散射？喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么？
12、布儒斯特角、布喇格角，全反射临界角和偏振棱镜的有效孔径角的物理意义是什么？
13、什么是法拉第旋光效应？有什么特性，主要的应用是什么？
14、光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式？描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组？描述介质色散特性的科希经验公式是什么？
15、从电子论的观点，解释什么是光的折射和散射？
16、复折射率的表达式？描述光的传播特性时其实部与虚部的作用各是什么？
17、什么是斯托克斯参量表示法？什么是琼斯矩阵？与琼斯矩阵比较的特点？
18、什么是光的偏振特性，横波和纵波的区别标志是什么？
19、什么是相速度，什么是群速度，两者的表达式和关系式？
20、声光调制器和电光调制实验的组成，原理？
21、自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式）；全反射时s 光和p 光的相位差计算公式；单轴晶体的最大离散角计算公式；光在晶体界面的反射定律和折射定律
22什么是均匀加宽?机理是什么？什么是非均匀加宽？机理是什么？非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别？
23、什么是尖峰振荡效应？有什么特点，如何获得短脉冲或者超短短脉冲？
24、渥拉斯顿棱镜的工作原理是什么？
1、在双轴晶体中，为什么不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光？当波矢k 沿着除两个光轴和三个主轴方向传播时，过折射率椭球中心且垂直于k 的平面与折射率椭球的截线均为椭圆，这些椭圆不具有对称性，相应的两个线偏振光的折射率都与k 的方向有关，这两个光均为非常光。故在双轴晶体中，不能采用o 光与e 光的称呼来区分两个正交线偏正光。
2、简述折射率椭球的两个重要性质？折射率椭球方程是？
折射率椭球的两个重要性质：①与波法线k 相应的两个特许折射率n '和n '',分别等于这个椭圆的两个主轴的半轴长。②与波法线k 相应的两个特许偏振光D 的振动方向d '和d ''，分别平行于r a 和r b 。折射率椭球方程：123
2322222121=++n x n x n x 3、什么是“片堆”？简述利用“片堆”产生线偏振光的工作过程？片堆是由一组平行平面玻璃片叠加在一起构成的，将一些玻璃放在圆筒内，使其表面法线与圆筒轴构成布儒斯特角。工作过程：当自然光沿圆筒轴以布儒斯特角入射并通过片堆时，因透过片堆的折射光连续不断地以相同的状态入射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射部分垂直纸面的振动分量，最后使通过片堆的透射光接近为一个平行入射面振动的线偏振光。
6、散射的分类:根据散射光波矢k 和波长变化与否可分为两种：
散射光波矢k 变化，但波长不变的散射有（瑞利散射、米氏散射、分子散射）；散射光波矢k 和波长均变化的散射/光的方向相对于入射光改变而波长也改变的散射有（喇曼散射、布里渊散射）；
5、什么是基模高斯光束及其特性?：高斯光束：由激光器产生的激光既不是均匀平面光波也不是均匀球面波，而是振幅和等相位面都在变化的高斯球面光波，简称高斯光束。基模高斯光束：波动方程在激光器谐振腔边界下的一种特解，以z 轴为柱对称，其表达式内包含有z ，且大体沿着z 轴的方向传播。基模高斯光束的特性：基模高斯光束在其传播轴线附近可以看做是一种非均匀的球面波，其等相位面是曲率中心不断变化的球面，振幅和强度在横截面内保持高斯分布。
6、什么是消失波及消失波的特点？ 消失波：在发生全反射时，光波场透入到第2个介质很薄的一层波，是一个沿着垂直界面的方向振幅衰减，沿着界面方向传播的一种非均匀波，称为消失波。消失波的特点：①消失波是一种沿x 轴方向传播的行波，相速度1
2sin θνn ②消失波振幅沿着界面的法线方向按指数方式衰减③等相面上沿z 方向各点的振幅不相等，消失波是一种非均匀的平面波。另外，由菲涅耳公式可以证明，消失波电矢量在传播方向的分量E2x 不为0，说明消失波不是一种横波。 ④由光密介质射向光疏介质的能量入口处和返回能量的出口处不在同一点，相隔大约半个波长，在入射面内存在一个横向位移，此位移为古斯-汉欣位移。
7、正常色散的定义及正常色散的曲线特点：折射率随着波长增加而减小的色散，特点：①波长愈短，折射率愈大；②波长愈短，折射率随波长的变化率愈大，即色散率愈大；③波长一定，折射率愈大的材料，其色散率也愈大，不同物质的色散曲线没有简单的相似关系。
8、孔脱定理：反常色散总是与光的吸收有密切联系，任何物质在光谱某一区域内如有反常色散，则在这个区域的光被强烈地吸收，在靠近吸收区处，折射率的变化非常快，而且在波长较长的一边的折射率比在波长较短的一边的折射率大很多,在吸收区内折射率随波长增大而增大。
9、几种线偏振光的标准的归一琼斯矢量是什么？右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光及其琼斯矢量的
表示式？
x 方向振动的线偏振光：??????01 ；y 方向振动的线偏振光：??
????10；
45°方向振动的线偏振光：??????1122
；振动方向与x 轴成θ角的线偏振光：??
????θθsin cos 左旋圆偏振光：π?π?m m e E E E E i ox oy x
y 212,<<-=）（，琼斯矢量的表示式为??????i 122
；右旋圆偏振光：π?π?
）（122,+<<=m m e E E E E i ox oy x y ，琼斯矢量的表示式为??????-i 122。
10、什么是主截面？O 光？e 光？离散角？波片？主截面是光轴与晶面法线所决定的平面 ；o 光：折射率与光的传播方向无关，与之相应的光称为寻常光 e 光：折射率与光的传播方向有关，随θ变化，相应的光称为非常光；离散角：波法线方向k 与光线方向的夹角为离散角；波片：从单轴晶体上按一定方式切割的、有一定厚度的平行平面薄片；波片的切割方式：对于单轴晶体,晶片表面与光轴平行，对于双轴晶体,晶片表面可与任一主轴平面平行） 使用的注意事项（a.光波波长，b.波片的主轴方向）。方位角：线偏振光振动面和入射面夹角。
11、什么是喇曼散射和瑞利散射？喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么？
喇曼散射：光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称喇曼效应。
特点：①.在每一条原始的入射光谱线旁边都伴有散射线，它们各自与原始光的频率差相同；②.这些频率差的数值与入射光波长无关，只与散射介质有关。③.每种散射介质有它自己的一套频率差，它们表征了散射介质的分子振动频率；瑞利散射：亭达尔等最早对微粒线度不大于(1/5~1/10)λ的浑浊介质进行了大量的实验研究，研究规律叫亭达尔效应。这些规律后来被瑞利在理论上说明，所以又叫瑞利散射。
特点：①.散射光强度与入射光波长的四次方成反比，即41)(λ
θ∝I ②.散射光强度随观察方向变化)cos 1()(20θθ+=I I ③.散射光具有偏振性，偏正度与观察角度有关。不同点：瑞利散射散射光频率与入射光相同，而喇曼散射除有与入射光频率o ν相同的频率外，其两侧还伴有频率为210ννν，···，210
ννν'''，···的散射线存在。 12、布儒斯特角、布喇格角，全反射临界角和偏振棱镜的有效孔径角的物理意义是什么？布儒斯特角：当光以某一特定角度θ1=θB 入射时，Rs 和Rp 相差最大，且Rp =0，在反射光中不存在p 分量。此时，根据菲涅耳公式有θ2+θB =90°，即该入射角与相应的折射角互为余角。利用折射定律，可知该特定角度满足12tan n n B =θ，则该角B θ称为布儒斯特角。布喇格角： s
B B d i λλθθθθ2s i n === 通常将这个条件称为布喇格衍射条件，把上式称为布喇格方程，B θ称为布喇格角。全反射临界角：光由光密介质射向光疏介质时，存在一个临界角θc ，当θ1>θc 时，光波发生全反射。偏振棱镜的有效孔径角：入射光束锥角的限制范围2δm, 为偏振棱镜的有效孔径角 (δm 是δ和δ'中较小的一个) 。
13、什么是法拉第旋光效应？有什么特性，主要的应用是什么？
法拉第旋光效应：当线偏振光沿着磁化强度方向传播时，由于左右圆偏振光在铁磁体中的折射率不同，使偏振面发生偏转角度。 特性：法拉第效应的旋光方向取决于外加磁场方向，与光的传播方
向无关，即法拉第效应具有不可逆性。 主要应用：光隔离器
14、光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式？描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组？描述介质色散特性的科希经验公式是什么？
解：麦克思维方程组的微分形式：????
???????=????-=??=??=??t D H t B E B D 00
描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组 :
m eE r dt dr dt r d -=++2022ωγ 描述介质正常色散特性科希公式:42λ
λC B
A n ++=（A 、
B 、
C 是由介质特性决定的常数）
15、从电子论的观点，解释什么是光的折射和散射？电子论的观点: 在入射光的作用下,原子、分子作受迫振动,并辐射次波,这些次波与入射波叠加的合成波就是介质中传播的折射波。不均匀光学介质: 这些次波间的固定相位关系遭到破坏,合成波沿折射方向相长干涉的效果也遭到破坏,在其它方向上也会有光传播，这就是散射。对于光学均匀介质: 这些次波是相干的,其干涉的结果,只有沿折射光方向的合成波才加强,其余方向皆因干涉而抵消，这就是光的折射。
16、复折射率的表达式？描述光的传播特性时其实部与虚部的作用各是什么？ 表达式ηi n n +=；
22222022002)(21211ωγωωωωεχ+--+='+=m Ne n 22222002)(221ωγωωγωεχη+-=''=m Ne 实部n ：表征介质影响光传播相位特性的量，即通常所说的折射率；虚部η ：表征介质影响光传播振幅特性的量，通常称为消光系数
17、什么是斯托克斯参量表示法？什么是琼斯矩阵？与琼斯矩阵比较的特点？
答：斯托克斯参量可以全面描述光束的偏振态（完全偏振光、部分偏振光和完全非偏振光），也可以表征单色光或准单色光，已经成为描述光强度和偏振态的重要工具
单色平面光波的各种偏振态可以用斯托克斯参量(S0，S1，S2，S3)来表示，光的电矢量s 分量振幅Es 和p 分量振幅Ep 及相位差φ与４个斯托克斯参量的关系
对于完全偏振光
对于部分偏振光
对于完全非偏振光
对于任意椭圆偏振光
琼斯矩阵：利用一个列矩阵表示电矢量的x 、y 分量.这个矩阵通常称为琼斯矢量
特点：斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态，因此通过对斯托克斯参量的测量，可完全确定光束的偏振态。
18、什么是光的偏振特性，横波和纵波的区别标志是什么？
解：光振动方向相对于传播方向不对称的性质称为光波的偏振特性。它是横波区别于纵波最明显的标志。
???????==-=+=??sin 2cos 232221220y x y x y x y x E E s E E s E E s E E s 22223210s s s s ++=222203210s s s s <++<02223
21=++s s s 122tan s s =ψ032sin s s =χ????????=??????--y x i y i x y x e E e E E E ??00y x ???=-
19、什么是相速度，什么是群速度，两者的表达式和关系式？
解：等相位面的传播速度简称相速度，等振幅面的传播速度称为群速度。相速度：k dt dz v ω==群速度：)1(λ
λd dn n v v g += 20、声光调制器和电光调制实验的组成，原理？
答：电光调制组成：起偏器，1/4波片，检偏器。
电光调制原理： 声光调制器组成：
21、自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式）；全反射时s 光和p 光的相位差计算公式；单轴晶体的最大离散角计算公式光在晶体界面的反射定律和折射定律 反射系数：)(2122P s ip rp is rs in
rp
rs n R R W W W W W W W R +=+=+= 反射率：s 光：E
E r oim orm
m = p 光：E E t oim otm m = 偏振度：I I I I M
m m
M P +-= 相位差计算公式：θ
θθ???12211sin sin cos arctan 2n ro rs -=-=? 单轴晶体的最大离散角计算公式：n n n n a e
o o e
M
2arctan 22-=光在晶体界面的反射定律和折射定律：θθr r i i n n sin sin = θθt t i i n n s i n s i n =
22、什么是均匀加宽?机理是什么？什么是非均匀加宽？机理是什么？非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别？均匀加宽是指每个单独原子的谱线以及整个体系的谱线作同样的展宽。机理：对此种加宽每个发光原子都以整个线型发射，不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来，或者说每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。非均匀加宽：原子体系中不同原子对谱线的不同频率有贡献。机理：原子体系中，每一个原子只对谱内与它的中心频率相应的部分有贡献，因而可以区分谱线上的某一频率范围是由那一部分原子发射的。主要区别：非均匀加宽工作物质的饱和效应比较弱。非均匀加宽情形中，饱和效应的强弱与线型中频率位置无关，而均匀加宽情形下，饱和效应强弱与线型中频率位置有关，偏离线型函数中心频率越远，饱和效应越弱。非均匀加宽中具有烧孔效应。[自然加宽、碰撞加宽和晶格振动加宽均是均匀加宽。自然加宽：在不受外界影响的情况下，受激原子会自发地向低能态跃迁，因而受激原子在激发态上具有有限寿命，从而造成原子跃迁谱线的自然加宽。碰撞加宽：大量原子之间的无规则“碰撞”，从而造成原子谱线的碰撞加宽。晶格振动加宽：由于晶格振动使激活离子处于随时间周期变化的晶格场中，激活离子的能级所对应的能量在某一范围内变化，而引起谱线加宽。多普勒加宽和晶格缺陷加宽是非均匀加宽。多普勒加宽：由于做热运动的发光原子（分子）所发出的辐射的多普勒频移引起的。晶格缺陷加宽：处于缺陷部位的激活离子的能级发生位移，导致处于晶体不同部位的激活离子的发光中心频率不同，产生非均匀加宽。]
23、什么是尖峰振荡效应？有什么特点，如何获得短脉冲或者超短短脉冲？ 尖峰振荡效应：固体脉冲激光器输出的不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有s μ量级的短脉冲序列。特点：脉宽s μ量级；尖峰能增大，尖峰数增加，但峰值不增高；尖峰形状：衰减型，周期性无规则。[一个尖峰脉冲的形成和消失，可以由激光系统反转粒子数密度的增减变化来解释；调Q 技术—短脉冲，锁模技术—超短脉冲]
24、渥拉斯顿棱镜的工作原理是什么？
渥拉斯顿棱镜又称双像棱镜，由光轴相互垂直的两块直角棱镜沿斜面胶合而成，正入射的平行光束在第一块棱镜内垂直光轴传播，o 光和e 光以不同相速度同向传播。它们进入第二块棱镜时，光轴方向旋转90度，使第一块棱镜中的o 光变成e 光，且由于方解石为负单轴晶体，将远离界面法线；第一块晶体中的e 光变成o 光，靠近法线偏折，这两束光在射出棱镜时，将再偏折一次。])tan -[(arcsin 2e o θn n Φ≈
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
光学简答 1．（09二模）夏天，在海面上方有时会出现“海市蜃楼”现象，请解释这个现象。 2.（10一模）从燃烧的火炉一侧，通过火炉上方的空气看另一侧直立的静止物体，看到的物体在“晃动”。请解释这个现象。 3．（11二模）小明将写着“F”字的白纸，放在装有水的饮料瓶后面，眼睛在饮料瓶的正前方某位置向饮料瓶方向观察，看到了“F”字的像是水平方向颠倒、竖直方向不颠倒且在水平方向比白纸上的“F”字大，如图12所示。请分析说明像的产生原因及观察点的大致位置。 4．（12一模）一块厚玻璃砖和钢笔的位置如图13（甲）所示，玻璃砖与钢笔有一定的距离。眼睛在偏右的位置玻璃砖方向观察，看起来被玻璃砖挡住的这段钢笔出现了“向左偏移”的现象。请解释这个现象。〔注：如果需要，可在俯视图（乙图）上画示意图，以辅助说明〕 5．（12二模）杯壁很薄的圆柱形玻璃杯中装有多半杯水，将一只铅笔斜插入水中，看起来铅笔在水面处“折断”了，如图12（甲）所示，请解释这个现象。〔注：如果需要，可在水面处横断面的俯视图（乙图）上画示意图，以辅助说明。O为圆心〕
6．（13二模）如图13(甲)所示，渔民在平静的海面上叉鱼时，鱼叉要对准所看到的“鱼”的正下方才可能叉到鱼，请分析说明其原因。[注：如果需要，可在图13(乙)上画光路示意图，以辅助说明] 7.（13中考）海上有风时，海面出现波浪，某区域海面呈圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图13所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条“鱼”。看到的“鱼”是鱼的缩小的虚像，请分析说明其原因。 （注：可在图上画光路示意图，以辅助说明）
初中物理光学综合测试卷 一、选择题：（共24分，每小题2分， 1、2题为双选,其余为单选） 1、下列叙述中用到了与图1所示物理规律相同的是( ) A．“海市蜃楼” B.“杯弓蛇影” C.“凿壁偷光” D.“立竿见影” 2、关于以下四种光学仪器的成像情况说法正确的是( ) A.放大镜成正立放大的实像 B.照相机成倒立缩小的实像 C.潜望镜成正立等大的虚像 D.幻灯机成正立放大的实像 3、晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜放在纸上，让 手电筒的光正对着平面镜照射，如图2所示，则从侧面看去：（）图1 A．镜子比较亮，它发生了镜面反射 B．镜子比较暗，它发生了镜面反射 C．白纸比较亮，它发生了镜面反射 D．白纸比较暗，它发生了漫反射 4、夜晚，人经过高挂的路灯下，其影长变化是（） A．变长 B.变短 C.先短后长 D.先长后短图2 5、许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在 胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为 了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应( ) A、变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 6、光从空气斜射向水面发生折射时，图3所示的光路图中正确的是( ) 图3 7、潜水员在水中看见岸上的“景物”实质是( ) A. 景物的虚像，像在景物的上方 B. 景物的实像，像在景物的下方 C. 景物的实像，像在景物的上方 D.景物的虚像，像在最物的下方 8、如图4所示，小明家的小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，此时它所看到的全身像应是图 中的（） 图4 图5 9、如右上图5所示有束光线射入杯底形成光斑，逐渐往杯中加水，光斑将（）
《光学作图专题》 一、光的直线传播作图 1、请在图1、2中作出蜡烛AB在屏上所成的像A’B’（要求标出A’、B’）． 2、（1）如图3所示，画出点光源S照在不透明物体AB上在光屏MN上出现的影子． （2）如图4点A处有一电灯，画出立杆BC在地面上的影子． （3）如图5，路灯下站着小明和小红两人，请根据小明和小红的影长，标出图中路灯灯泡S的位置，要求画出光路图． 3、（1）如图6，用作图的方法，表示人眼所能看到的档板右侧范围大小，并在此范围中打上阴影线． （2）如图7“坐井观天，所见甚小”，请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（井中没有水）（3）如图8甲所示，一束平行太阳光垂直水平地面MN射下，A为小铁球．标出小铁球A在图8甲中位置时，其影子A′在地面MN上的位置（用点表示即可）；若小球在竖直平面内沿图中圆形虚线轨迹运动，请在图8乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹． 图3 图4 图5 图6 图7 图8 图1 图2
二、光的反射作图 4、在图9中，根据反射光线OB画出入射光线AO，并标出入射角． 5、（1）一束光线射到某平面镜上，使其沿水平方向传播，如图10所示．请在答题卡中画出所需平面镜的位 置并标出入射角i和反射角r. （2）如图11所示，小华想利用一块平面镜使此时的太阳光坚直射入井中．请你通过作图标出平面镜的位置，并在图中标出反射角的度数． （3）如图12所示，小聪通过平面镜看到了小猫要偷吃鱼．请你在图中用箭头标出小聪看到小猫偷吃鱼时光的传播方向，并画出平面镜的位置． 6、（1）如图13所示，小张喜欢在家中养花，为了使客厅里花盆中的花能茁壮成长，小张想让室外太阳光照 射到盆中花上的B处．请你在图中把光路补充完整并画出过A点放置的平面镜．（2）如图14所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中利用反射规律标出点光源S和像点S′的位置，并完成反射光路图． 图9 图10 图11图12 图13 图14
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
西安高级中学博爱部2014—2015第一学期初二物理周考3 一、选择题（共30小题，每小题2分） 1、某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的 距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是 A．该凸透镜的焦距是20cm B．当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜l0cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小 2、将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体清晰放大的像，则凸透镜的焦距可能是（） A．5 cm B．10 cm C．15 cm D．20 cm 3、某幻灯机的镜头和幻灯片之间的距离可在10 cm~20 cm之间调节，现因原镜头损坏，则应选用下列哪一个元件做镜头（） A．焦距为5 cm的凸透镜B．焦距为10 cm的凹透镜 C．焦距为10 cm的凸透镜D．焦距为20 cm的凸透镜 4、关于照相机的使用，下列说法正确的是（） A.拍摄远景时，应将镜头向前伸 B.拍摄近景时，应将镜头向前伸 C.晴天拍摄景物时，应开大光圈 D.阴天拍摄景物时，应缩短曝光时间 5、如右图所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像。 若“取”下近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的 条件下，应该将光屏( ) A. 靠近透镜 B. 远离透镜 C. 靠近透镜和远离透镜都可以 D. 保持在原来的位置 6、下列事例中，能看到物体实像的是（） A．在岸边看到水中游动的鱼B．在电影院看到银幕上的画面 C．通过放大镜看报纸上的字D．在水中通过潜望镜看到水面上的景物 7、光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活中有广泛的应用。下列说法正确的是（） A.借助放大镜看地图，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距 B.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这是由于凸透镜对光线有会聚作用 C.照相时，被照相者应站在距镜头一倍焦距和二倍焦距之间 D.人在照镜子时，总是靠近去看，因此时平面镜所成的像变大 8、下面的光路图中正确的是（） 9、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是： A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像，是光的直线传播的应用 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正近视眼，是利用了凹透镜的会聚的作用 C．图丙中，太阳光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
2013年初中物理光学经典题讲解 一．选择题（共29小题） 1．如图所示，平面镜跟水平方向的夹角为α，一束入射光线沿着与水平方向垂直的方向射到平面镜的O 点．现将平面镜绕过O点且垂于纸面的轴转过θ角，反射光线跟入射光线之间的夹角为（） A．2（θ+α）B．2（θ﹣α）C．2（α﹣θ）D．2θ 2．如图所示，两平面镜镜面夹角为α（锐角），点光源S位于两平面镜之间，在S发出的所有光线中（） A．只有一条光线经镜面两次反射后经过S点 B．只有两条光线经镜面两次反射后经过S点 C．有两条以上的光线经镜面两次反射后经过S点 D．以上情况由S所处的位置决定 3．夜间，点亮的电灯照在桌面上，如果我们看到桌面呈绿色，下列分析不正确的是（） A．灯是白色，桌面是绿色B．灯和桌面都是绿色 C．灯是绿色，桌面是白色D．灯是蓝色，桌面是黄色 4．如图所示，在竖直平面xoy内，人眼位于P（0，4）位置处，平面镜MN竖直放置其两端M、N的坐标分别为（3，1）和（3，0），某发光点S在该竖直平面y轴的右半部分某一区域内自由移动时，此人恰好都能通过平面镜看见S的像，则该区域的最大面积为（）（图中长度单位为：米）
A．米2B．米2C．4米2D．米2 5．以相同的入射角射到平面镜上某点的光线可以有（） A．1条B．2条C．无数条D．4条 6．入射光线与镜面的夹角减小20°，则反射光线与入射光线的夹角将（） A．减小20°B．减小40°C．增大20°D．增大40° 7．如图（a）所示，平面镜OM与ON夹角为θ，光线AB经过平面镜的两次反射后出射光线为CD．现将平面镜OM与ON同时绕垂直纸面过0点的轴转过一个较小的角度β，而入射光线不变，如图（b）所示．此时经过平面镜的两次反射后的出射光线将（） A．与原先的出射光线CD平行 B．与原先的出射光线CD重合 C．与原先的出射光线CD之间的夹角为2β D．与原先的出射光线CD之间的夹角为β 8．如图所示，平面镜OM与ON的夹角为θ，一条平行于平面镜ON的光线经过两个平面镜的多次反射后，能够沿着原来的光路返回．则平面镜之间的夹角不可能是（） A．1°B．2°C．3°D．4°
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 ?
初二物理光学试题及答案 一、选择题 （每空？分，共？分） 1、如图的四幅图片中，其中一幅所反映的光学原理与其它三幅不同的是（）A． B． C． D． 2、下列有关光的说确的是（） A．日食主要是因为光的反射形成的 B．光从空气射入水中传播速度不变 C．雨后天空中出现彩虹，属于光的色散现象D．我们看到了黑板上老师写的字是利用了光的镜面反射 3、如图所示的光现象中，属于光的直线传播形成的是（） A．屏幕上的“手影”B．水中筷子变“折” C．茶杯在镜中的“倒影”D．钢笔“错位” 4、下列光现象与其成因对应正确的是（） A．海市蜃楼﹣﹣光的色散B．水中倒影﹣﹣光的折射 C．形影不离﹣﹣光的直线传播D．雨后彩虹﹣﹣光的反射 5、下列属于光的反射现象的是（） A．吸管斜放在水杯中“变粗” B．水中倒影 C．太透过云层射到上 D．白光经过三棱镜形成彩色光带 6、平面镜利用的是（） A．光的反射B．光的折射C．光的直线传播D．光的色散 7、下列光现象与日食的形成原因不同的是（） A． 评卷人得分 .. .专业. .
小孔成像 B． 水中倒影 C． 手影游戏 D． 树下阴影 8、图中现象中属于光的反射的是（） A． 水中倒影B． 铅笔“折断” C． 鸽子的影子 D． 日食形成 9、下列图中所示的现象中，由于光的反射形成的是（） A.墙上的手影 B.杯中“折断的筷子” C.水中的塔影 D.露珠下被放大的草叶 10、下列图中属于光的反射现象的是（） A．
放大镜的游戏 B． 小猫叉鱼游戏 C． 手影游戏D． 隔墙看猫游戏 11、下列四种现象中属于光的反射的是（） A．一束光穿透玻璃B．用凹透镜矫正近视眼 C．黑板反光D．小孔成像 12、下列有关光现象的说确的是（） A．人靠近平面镜时镜中人的像变大 B．在光的反射中，入射光线靠近法线时反射光线将远离法线 C．雨后天空中的彩虹是光的色散形成的 D．验钞机利用红外线辨别钞票的真伪 13、关于下列光学现象的描述正确的是（） A．白光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光B．人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼C．小孔所成的像是倒立的虚像 D．漫反射不遵循光的反射定律 14、在如图所示的四种现象中，由光的直线传播形成的是（） A．筷子在水中弯折B．山在水中的倒影 C．手的影子D．天空中出现的彩虹15、如图所示的现象中，由于光的反射形成的是（） A． 游戏中的“手影” B． 钢勺在水面处“折断” .. .专业. .
八上物理光学测试（二） 一、单项选择题： 1?中华民族有着悠久的文化历史，流传着许多朗朗上口的诗句，在我们鉴赏这些忧美诗句的同时，常常能体会出其中 蕴含的物理知识，对下列几种现象的解释不正确的是（） A ?湖光映彩霞”一―的反射现象 B ?潭清疑水浅”一一的折射现象 C.风吹草低现牛羊”一―的直线传播D ?天在清溪底”一―的折射现象 2?下列叙述中的影”由于光的折射形成的是（） A ?立竿见影” B.毕业合影” C.湖光倒影” D.形影”不离 3?小明同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置做小孔成像实验，如果易拉罐底部有一个很小的三角形 小孔，则他在半透明纸上看到的像是（） A. 蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像 C.三角形光斑 D.圆形光斑 9?如图所示的四幅图，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断 正确的是（） A ?图①能够说明远视眼的成像原理，图③给出了远视眼的矫正方法 B ?图②能够说明远视眼的成像原理，图④给出了远视眼的矫正方法 C. 图①能够说明近视眼的成像原理，图③给出了近视眼的矫正方法 D ?图②能够说明近视眼的成像原理，图④给出了近视眼的矫正方法10?用不透光的纸遮住透镜的上半部分，则在光屏上出现的像与不用纸遮住透镜形成的像区别是（） A、像的上半部分消失 B、像的下半部分消失 C、像全部消失 D、仍有原来大小的像，但亮度变暗 二、多项选择题：（每个小题有两个或两个以上的正确答案） 1 ?下列光的应用属于紫外线应用的是（） ① 4?如图所示，对下列光学现象的描述或解释错误的是（ (b) A. 图（a）中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律 B. 图（b）中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点 C?图（c）所示炎热夏天公路上的海市蜃楼景象，是由光的反射现象造成的 D?图（d）所示是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况 5?—架飞机在离湖面2000米的空中飞行，湖水深20米，那么水中飞机的像离湖面的距离为（ A. 2000米 B. 2020米 C.1980米 D.湖水太浅成不了像 6?把下图甲所示的一只点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以 外的地方，在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的 像。这个像是下图乙中的（） 7?下列叙述中，正确的是（） A. 在光的折射现象中，折射角一定小于入射角 B. 凸透镜对光起会聚作用，因而物体经凸透镜所成的像总是缩小的 C. 无论物体离平面镜远或近，它在平面镜中所成像的大小始终不变 D. 凹面镜对光起发散作用，凸面镜对光起会聚作用 8?下图画出了光线射到空气与水界面处发生折射和反射的四幅光路图，其中正确的光路图是（ (d) )
2020中考物理----光学专题 【2-1】 （2019?包头）与“立竿见影”现象原理相同的是( ) A．平静湖边，倒影可见B．山间小溪，清澈见底 C．林荫树下，光斑点点D．雨过天晴，彩虹出现 【2-2】 （2018 秋?蚌埠期末）如图，一束光与镜面成30角入射，以垂直纸面的直线为轴绕O 点转动平面镜，使反射光线跟入射光线恰好垂直，则镜面应( ) A．顺时针转动30B．逆时针转动30 C．顺时针转动15D．逆时针转动15 【2-3】 （2019?阜新一模）高度为 160 厘米的人站在离平面镜 150 厘米处，他要在竖直墙上的平面镜中看到自己站立时的全身像，平面镜的长度至少应该是( ) A．160 厘米B．150 厘米C．80 厘米D．任意长度
【2-4】 （2019 春?靖江市月考）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，把蜡烛和光屏固定在光具上，当移动透镜分别距光屏6cm 和34cm 均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是( ) A.透镜距光屏34cm 时成缩小的实像 B.蜡烛和光屏的距离为 40cm C.透镜的焦距范围为3cm f 6cm D.如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜仍可在上述两位置成像，且像的性质不 变
答案解析 【2-1】 （2019?包头）与“立竿见影”现象原理相同的是( ) A．平静湖边，倒影可见B．山间小溪，清澈见底 C．林荫树下，光斑点点D．雨过天晴，彩虹出现 【解答】解：“立竿见影”是由于光的直线传播形成的。 A 、平静的湖面相当于平面镜，倒影属于平面镜成像，是利用光的反射，故A 不符合题意； B 、小溪底部反射的光线从水中斜射出后，发生了折射，然后进入人的眼睛，人看到的小溪的底部是变浅的，故B 不符合题意。 C 、林荫树下，光斑点点，是由于光的直线传播形成的，与“小孔成像”形成原因相同。故C 符合题意。 D 、雨过天晴，天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象，即光的折 射，故D 不符合题意；故选：C 。
哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题 一、填空题（每小题2分，总共20分） 1、测量不透明电介质折射率的一种方法是，用一束自然光从真空入射电介质表面，当反射光为（）时，测得此时的反射角为600，则电介质的折射率为（）。 2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水，计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为（）。 3、光的相干性分为（）相干性和（）相干性，它们分别用 （）和（）来描述。 4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时，干涉条纹对比度分别是（）、和（）。 5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为（）。 6、在夫朗禾费单缝衍射实验中，以波长为589nm的钠黄光垂直入射，若缝宽为0.1mm，则第一极小出现在（）弧度的方向上。 7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹，则缝宽和缝间距需要满足的条件是（）。 8、一长度为10cm、每厘米有2000线的平面衍射光栅，在第一级光谱中，在波长500nm附近，能分辨出来的两谱线波长差至少应是（）nm。 9、一闪耀光栅刻线数为100条/毫米，用l=600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第2级光谱闪耀，闪耀角应为多大（）。 10、在两个共轴平行放置的透射方向正交的理想偏振片之间，再等分地插入一个理想的偏振片，若入射到该系统的平行自然光强为I0，则该系统的透射光强为（）。 二、简答题（每小题4分，总共40分） 1、写出在yOz平面内沿与y轴成q角的r方向传播的平面波的复振幅。 2、在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同为d的玻璃片后，原来 的中央极大所在点被第5级亮条纹占据。设l=480nm，求玻璃片的厚度d及条纹迁移的方向。 3、已知F-P标准具的空气间隔h=4cm，两镜面的反射率均为89.1%；另一反射光栅的刻线面 积为3′3cm2，光栅常数为1200条/毫米，取其一级光谱，试比较这两个分光元件对 l=632.8nm红光的分辨本领。 4、平行的白光（波长范围为390-700nm）垂直照射到平行的双缝上，双缝相距1mm，用一个 焦距f=1m的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色条纹3mm处开一个小孔，在该处检查透过小孔的光，则将缺少哪些波长？ 5、一块每毫米500条缝的光栅，用钠黄光正入射，观察衍射光谱。钠黄光包含两条谱线， 其波长分别为589.6nm和589.0nm。求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。6、若菲涅耳波带片的前10个奇数半波带被遮住，其余都开放，则求中心轴上相应衍射场点 的光强与自由传播时此处光强的比值。 7、一束汞绿光以600入射到KDP晶体表面，晶体的n o=1.512，n e=1.470。设光轴与晶体表面 平行，并垂直于入射面，求晶体中o光和e光的夹角。 8、画出沃拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向。（设晶体为负单轴晶体）
初级中学物理光学简 答题
初中物理光现象简答题 1.雨后的晚上，天刚放晴，地面上虽已干，但仍有不少积水，为了不踩到地上的积水，你该怎么办？ 答：地面上积水处，平静的水面相当于一个平面镜，月光在积水处发生镜面反射，迎着月光走时，人刚好处在镜面反射的反射光线的传播方向上，积水反射光强，看上去比较亮，地面较暗应该走暗处。背着月光走，人不在镜面反射的反射光的传播方向上，看上去积水处是暗的，应该走明处。 2.晚上，在桌上铺一张白纸，把一小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去，白纸被照亮，而平面镜却比较暗，试解释为什么？ 答：手电筒发出的光照射到平面镜上发生镜面反射，反射光线几乎与入射光线平行，集中的向 上射出，人在旁边观察时，镜面反射的光几乎不能射入人的眼睛，因此人看到镜面是暗的。而手电 筒发出的光照射到白纸上发生漫反射，反射光线散乱的射向各个方向，人在旁边观察时，漫反射的 光能够射入人的眼睛，因此人看到白纸被照亮了。 3.简述日食的形成原因（可画图帮助说明） 答：太阳、地球和月球运动到一条直线上，且月球在中间。由于光在同种均匀介质中沿直线传播。太阳发出的光有一部分会被月球挡住，在月球的后面形成了长长的影子。当地球处在月球的影中时，地面上的人就会看不到太阳，从而形成日食现象。 4.什么白天看大楼有时感到关闭的窗户明亮刺眼，而通过打开的窗户看房间里却是黑洞洞？ 答：当光射到关着的窗户上，光在玻璃表面发生镜面反射，而此时观察者正处于反射光的方位，感觉刺眼，若窗户打开，光射到室内，室内物体表面凹凸不平对光发生漫反射，反射光射向四面八方，进入人眼的光很弱，因此看上去黑洞洞。 5.为什么夜间行车驾驶室里一般不开灯？ 答：夜间行车驾驶室里如果开灯，车内光线比车外强，这时汽车前挡风玻璃相当于平面镜，会因光的反射使车内物体在车前成像，干扰司机视线，容易造成交通事故。 6.在枝繁叶茂的大树下，由于阳光照射，常会看到树荫下的地面上有很多圆形的光斑，这些光斑是怎么形成的？为什么这些光斑的形状是不规则的？ 答：树荫下的地面上有很多圆形的光斑，是太阳光通过枝叶间的小孔在地面上形成的太阳的实像。因为枝叶间的小孔数量太多，造成太阳的实像也太多，这些相互重叠，所以形状不规则。 7.自行车的尾灯有一种是利用互成直角的一些小平面镜组合而成的。说明这种结构的作用。 当后面汽车的灯光以任何方向射到尾灯时，它都能把光线“反向射回” 这一问题是利用了“两个相互垂直的平面镜构成的反射器，其入射光线始终与反射光线互相平行”这一结论(证明略)。这样互相构成直角的小平面镜组合而成的尾灯能对光发生连续反射，能把任何方向射来的光“反向射回”。 8.阴雨天打雷时，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是为什么？ 因为光在空气中的传播速度比声在空气中的传播速度大得多，通过相同的距离光用的时间很短，因此打雷时总是先看到闪电后听到雷声 9.小型汽车的挡风玻璃都是倾斜的，而大型汽车就不需要太倾斜？ 答：小型汽车的挡风玻璃位置较低，当车内光线比车外光线强时，由于光的反射，车内物体在 挡风玻璃后所形成的像会干扰司机判断路况，若玻璃倾斜，根据平面镜成像规律，车内物体的像会 成在司机的前上方，便于司机区分车内物体和车外物体。大型汽车挡风玻璃位置较高，即使挡风玻 璃是竖直的，车内物体成的像也会比地面上的物体高很多，司机不会把车内物体的像和地面物体混 淆在一起，因此也就不会发生交通事故。 10.明汽车驾驶室旁的观后镜为什么用凸面镜而不用平面镜？ 因为凸面镜成正立缩小的虚像，而平面镜成等大的虚像。当 人距离镜子的距离相等时，通过同样口径的凸面镜观察到的范围 比通过平面镜观察的范围大，如右图所示。所以汽车驾驶室旁的 观后镜用凸面镜而不用平面镜。 11.观察夜景时，常常会看到对岸上的路灯在江中的像不是一 盏灯，而是一条光柱，为什么？ 由于水面总是水波起伏，可以把水面看成是由许多法线方向 不同的小平面镜组成的，岸上的灯通过每个小平面镜产生位置高 低各不相同的许多虚像,这些像组合起来，看上去就像一条光柱.
初中物理-光学习题精选 一、选择题 1.图1所示的四种现象中，通用光的反射规律解释的是 2.将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前某个位置，在凸透镜另一侧的光屏上得到了清晰放大的像，那么蜡烛位于此凸透镜的 A．焦距以内 B．焦距和二倍焦距之间 C．二倍焦距处 D．二倍焦距以外 3.小明同学做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像．保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则 A．光屏上有倒立、缩小的实像B．光屏上有倒立、放大的实像 C．光屏上有正立等大的虚像D．光屏上没有像 4．下列现象中属于光的直线传播的是 A.盛了水的碗，看上去好像变浅了 B.人在河边看见“白云”在水中飘动 C.“海市蜃楼”奇观 D.太阳光穿过茂密的树叶，在地面上留下光斑 5.如右图所示，一束光线斜射人容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程中，光斑将 A.向左移动后静止 B.先向左移动再向右移动 C.向右移动后静止 D.仍在原来位置 6.下列有关光的现象中，正确的说法是 A.阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射 B.光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30° C.人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时像会变大 D.老年人通过放大镜看书，看到的字的实像 7.在下面所示的四个情景中，属于光的折射现象的是（） 8.下列现象中，属于光得折射现象得是 A．小孔成像B．用放大镜看地图 C．天鹅在水中形成倒影D．在潜望镜中观察倒景物 9.汶川地震发生后，我们经常在电视上看到从高空飞机上拍摄到的画面，若用一镜头焦距为60mm的相机在高空拍照，此时胶片到镜头的距离 A．大于120mm B．恰为60mm C．小于60mm D．略大于60mm 10.下列现象中，属于光的反射的是 A．立竿见影B．在河岸上能看到水中游动的鱼 C．树木在水中形成倒影D．阳光照射浓密的树叶时，在地面上出现光斑
光学专题总复习 一、知识结构：
物距u 像距v 像的性质 应用 u ＞2f u=2f v=2f 等大倒立实像 ———————— f ＜u ＜2f u ＜f ———————— 照相机利用物距 ，成 、 的 像的原理制成的。 幻灯机利用物距 ，成 、 的 像的原理制成的。 放大镜利用物距 ，成 、 的 像的原理制成的。 二、典型例题： 考点1:光源和光速 例1、太阳到地球之间的距离是1.5×10 8 km ，则太阳发出的光射到地球上需要的时间为 s 。 例2、 以下物体是光源的有（ ） ①太阳 ②月亮 ③燃烧着的蜡烛 ④镜子 A 、①② B 、①③ C 、③④ D 、① 考点2：光的直线传播 例3、下列现象中，是由于光沿直线传播形成的是（ ） A. 浓密的树荫下的太阳光斑 B. 教室屏幕上的投影 C. 你看到自己镜中之影 D. 树在水中的倒影 考点3：光的反射 例4、如图2-11所示，一束光线射到平面镜上，那么这束光线的入射角和反射角的大小分别是（ ） A.40° 40° B. 40°50° C. 50°40° D. 50°50° 例5、太阳光与水平方向成60。 角射到一深井口，现用一块平面镜反射使太阳光竖直向下射入深井中，则平面镜与水平方向所成的夹角 （ ） A 75° B 60°。 C 15°。 D 45°。 例6、一条光线垂直射到平面镜上，若不改变入射光线的方向，而使平面镜绕入射点转动45。 ，则反射光线改变的角度是 （ ） A 45°。 B 90°。 C 60°。 D 30°。 考点4： 镜面反射和漫反射 例7、雨后晴朗的夜晚，为了不踩到地上的积水，迎着月亮走,地上 处是水，背着月亮走， 地上 处是水。（填“亮”或 “暗 ”） 例8、关于光的反射，下列叙述中错误的是 （ ） Ａ 发生镜面反射时，每一条反射光线都遵守光的反射定律 眼睛和眼镜1、眼睛的作用相当于 透镜，眼球好像一架 ，来自物体的光会聚在视网膜上，形成 、 的 像。 2、近视眼矫正前将光会聚在视网膜 （前或后），矫正时需要在眼睛前面放一个 透镜。 3、远视眼矫正前将光会聚在视网膜 （前或后），矫正时需要在眼睛前面放一个 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
XUYIJIA:初中科学--光学知识点归纳 1、光源：能够发光的物体叫光源 2、光在均匀介质中是沿直线传播的 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 3、光速 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快， 光在真空中的传播速度：C = 3×108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C 4、光直线传播的应用 可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 6、光的反射 光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射 7、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等” 理解： （1）由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头 （2）发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 （3）反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度 8、两种反射现象 （1）镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线 （2）漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线 注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面镜对光的作用 （1）成像（2）改变光的传播方向 11、平面镜成像的特点 （1）成的像是正立的虚像（2）像和物的大小（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等 理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形 12、实像与虚像的区别 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面镜的应用 （1）水中的倒影（2）平面镜成像（3）潜望镜 六、光的折射 1、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。 注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射 2、光的折射规律 光从空气斜射入水或其他介抽中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。 理解：折射规律分三点：（1）三线一面（2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。 分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄 5、主光轴，光心、焦点、焦距 主光轴：通过两个球心的直线 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 6、透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用（如图） 凹透镜：对光起发散作用（如图）