光电工程学院物理光学基础试题
一. 填空题
1. 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12υυ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 。
2. 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 。
3． 两束光E 1和E 2干涉，只有满足 、 、 条件，才能获得稳定的干涉
条纹；当位相差等于 时，干涉强度取极大值；当位相差等于 时，干涉强度取极小值。
4． 使用线偏振器可以检验入射光波的偏振态，使线偏振器绕光束传播方向旋转一周，如果观测到两个强度极大值位置和两次消光的位置，则可判定入射光波是 ；若观测到的出射光强不变，则可判定入射光波可能是 或 ；若观测到的出射光强有两个强度极大值位置和两个强度极小位置，但无消光的位置，则可判定入射光波可能是 或 。
二. 简答题
1. 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？
2. 图2是观察单缝夫琅和费衍射的装置，用波长为λ的单色平面波照明，缝宽为a ，透镜的焦距为f 。
（1）当光波正入射时，画图并说明单缝夫琅和费衍射图形的分布特点（包括图形的空间形状和特征尺寸）。
（2）分别描述单缝宽度变化、单缝平移和单缝旋转时，夫琅和费衍射图形有何变化？
（3）分别描述点光源0S 沿0x 方向（垂至于狭缝）和0y 方向（平行于狭缝）移动时，夫琅和费衍射图形有何变化？
图1
图2
3. 写出任意椭圆偏振光的Jones 矩阵。说明将一束自然光转变为椭圆偏振光必须经历哪两个步骤？每一个步骤的作用是什么？采用什么方法来实现？
三. 计算题 (30分)
1. 一台天文望远镜物镜的入射光瞳是边长为a 的正方形，透过光波长0.5m λμ=。
（1）应用瑞利判据，导出这种具有正方形光瞳的望远镜的衍射受限分辨本领表达式。
（2）如果希望用这台望远镜分辨一对角距离30.2510β-=?毫弧度的等亮度的双子星，求望远镜入射光瞳的边长a 不能小于多少？
2．一束振动方向沿x 轴的单位强度线偏振光D1，顺序通过两个线偏振器P1和P2，画图并分析如何放置P1和P2的主方向，才能使出射的线偏振光D2相对于入射线偏振光D1的振动面旋转90°,并且使D2的强度最大？此最大值与入射光强度的比值是多少？
线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。 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) 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)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) 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。 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） 晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。 晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。 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) 寻常光：E o∥D o，l so∥l ko (1分)；即折射率与l k方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2分)，故称为“寻常光” 非寻常光：一般情况下E e不平行于D e(1分)，l ke不平行于l se(1分)，折射率随l k的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分) 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) 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)。 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 圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分)：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一个圆；(1分)或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一个圆，这种电磁波在光学上称为圆偏振光。(1分) 线偏振光：电矢量E的方向永远保持不变(1分)，即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一直线(1分)；或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一直线，这种电磁波在光学上称为线偏振光。(1分) 光轴：当光在晶体中沿某方向传播时不发生双折射，晶体内这种特殊方向称之为光轴。 补偿器：改变偏振态的器件叫补偿器。
物理光学期末考试总结 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑
线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。 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> 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>b5E2RGbCAP 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>p1EanqFDPw 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。 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）DXDiTa9E3d 晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。
晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。 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>RTCrpUDGiT 寻常光：Eo∥Do ，lso∥lko (1分>；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2分>，故称为“寻常 光”5PCzVD7HxA 非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De(1分>，lke不平行于lse(1分>，折射率随lk的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分>jLBHrnAILg 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>xHAQX74J0X 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>。LDAYtRyKfE 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 圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分>：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投
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
EDA试卷 一、单项选择题 1、2. 基于EDA软件的FPGA/CPLD设计流程为：原理图/HDL文本输入→________→综合→适配→__________→编程下载→硬件测试。 A. 功能仿真 B. 时序仿真 C. 逻辑综合 D. 配置 3. IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但不涉及实现该功能块的具体电路的IP核为__________。 A. 软IP B. 固IP C. 硬IP D. 全对 4. 综合是EDA设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中，_________是错误的。 A. 综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程。 B. 综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA / CPLD的基本结构相映射的网表文件。 C. 为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束。 D. 综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是唯一的（即综合结果是唯一的）。 5. 大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，其中CPLD通过_______实现其逻辑功能。 A. 可编程乘积项逻辑 B. 查找表（LUT） C. 输入缓冲 D. 输出缓冲 6. VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述___________。 A. 器件外部特性 B. 器件的内部功能 C. 器件外部特性与内部功能 D. 器件的综合约束 7. 电子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行速度（即速度优化）；下列方法中________不属于面积优化。 A. 流水线设计 B. 资源共享 C. 逻辑优化 D. 串行化 8. 进程中的信号赋值语句，其信号更新是_________。 A. 立即完成 B. 在进程的最后完成 C. 按顺序完成 D. 都不对 9. 不完整的IF语句，其综合结果可实现________。 A. 时序逻辑电路 B. 组合逻辑电路
1.波动方程，光程、光程差、相位差 2.杨氏干涉、薄膜干涉(等倾、等厚) （重点） 3.单缝衍射、圆孔衍射（半波带、分辨本领）、光栅 4.马吕斯定律、布儒斯特定律、偏振光之间转换 1．)](ex p[0kz t i E E --=ω与)](ex p[0kz t i E E +-=ω描述的是 传播的光波。 A ．沿正方向 B ．沿负方向 C ．分别沿正和负方向 D ．分别沿负和 正方向 2．牛奶在自然光照射时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是 A ．瑞利散射 B ．分子散射 C ．Mie 散射 D ．拉曼散射 3．在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是 A ．由外到里 B ．由里到外 C ．不变 D ．随机变化 5． F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围λ? A ．恒定不变 B ．增加 C ．下降 D ．=0 6．光波的能流密度正比于 A ． E 或H B ．2E 或2H C ．2E ，与H 无关 D ． 2H ，与 E 无关 7．光在介质中传播时，将分为o 光和e 光的介质属 A ．单轴晶体 B ．双轴晶体 C ．各向同性晶体 D ．均匀媒质 8.两相干光的光强度分别为I 1和I 2，当他们的光强都增加一倍时，干涉条纹的可见度 A .增加一倍 B . 减小一半 C .不变 D . 增加1/2 倍 9.线偏振光可以看成是振动方向互相垂直的两个偏振光的叠加，这两个偏振光是 A .振幅相等，没有固定相位关系 B .振幅相等，有固定相位关系 C .振幅可以不相等，但相位差等于0度或180度 D .振幅可以不相等，但相位差等于90度或270度 10．等倾干涉图样中心圆环 。（区分迈克尔孙和牛顿环） 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 11．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为λ4=a 的单 缝上，对应于衍射角为30o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 14．闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成角，目的是使
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
目录 前言 0 一班青春纪念册 (1) 物理1001班生活委员工作总结 (8) 物1002团支部委员会记录（1） (10) 物1002团建说明会 (16) 物理三班放马金鞍 (19) 1003班生活委 (21) 物1004活动总结 (22) 物1004生活委员工作总结 (23) 物理1005 (25) 物1005生活委员工作总结 (30) 物科1001班活动总结 (32) 物科工作总结 (37) 物理与光电工程学院2010级队2010～2011学年工作总结 (38) 物理与光电工程学院2010上半学年级队长工作总结 (53) 物理与光电工程学院2010级队2010-2011学年上学期团支书工作总结 (56) 物理与光电工程学院2010级队学习委员2010——2011上学期工作总结 (59) 物理与光电工程2010级队 2010~2011学年生活委工作总结 (61) 物理与光电工程学院2010级队宣传委员工作总结 (64) 物理与光电工程学院2010~2011学年级队心理工作总结 (66) 物理与光电工程学院2010级队文艺委员工作汇报 (69) 物理与光电工程学院2010级队2010-2011学年体委总结汇编 (72) 物理与光电工程2010级队 2010~2011学年组织工作汇报 (74) 物理与光电工程学院2010级队组织委员例会纪要物理与光电工程2010级队77 第8周级队委例会纪要 (77) 物理与光电工程学院2010级队宣传委员工作总结 (79) 聆听前辈教诲，追寻奋斗足迹 (81)
第一个来到大学的学期是快乐的也是忙碌的，在这半年中，我们的学习取得了可喜的成绩，同时，工作也有声有色的进行，期间我们对嘉年华的全程支持获得了全院甚至全校的好评，元旦游园会更是收到了极大的关注。各班的班级建设取得了丰硕成果，各班形成了自己独特的班风。 在此制作级队工作汇编，展示级队工作成果、班级风貌。总结经验，为下学期工作提供借鉴，并期望大家可以从中回顾自己参加的活动，对这学期所得所失有所回顾，下学期争取能更上一层楼。 资料由各班班委及级队委提供，各级队委精心总结，由级队团支部汇编整理成册（部分进行删改）并得到庞老师和佟老师的支持和指导，由策划到付诸实践经历8周时间。其中收录了级队精彩的图片资料，各班上学期整体工作及级队委工作成果。值得一提的是有些班委进行了上学期工作的总结，说出自己对上学期工作的感受。 因是第一次尝试，制作比较粗糙，也存在一些纰漏作，由于网络等问题导致资料的不完整性，以及印刷对资料的要求，还望同学随时对内容进行增补，电子版还有待同学进一步完善。 在此感谢各班同学、各级队委班委的全程大力支持。感谢庞老师佟老师的指导。 郝熙格于2010年2月9日
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 光注入与电注入下LED发光特性研究 学生：吴飞 学号：20073401 指导教师：文静 专业：光电信息工程 重庆大学光电工程学院 二O一一年六月
Graduation Design(Thesis) of Chongqing University The studies on characteristics of luminescence under optical and electronic injection Undergraduate: Wufei Supervisor: Prof. Wenjing Major: Optoelectronic Information Engineering College of Opto-Electronic Engineering of Chongqing University June 2011
摘要 发光二极管（LED）的非接触测量手段就是光激励LED，那么非接触测量手段能否实现关键是光激励能否取代电激励。国内外的研究表明，在分别往AlInGaP 红色LED里注入相同强度的电流和光强激励LED时，PL和EL有着极为相似的光谱，但是光谱随着注入强度的变化，存在着波峰红移情况，造成两种光谱图有差异。 随着研究的深入，发现影响这种差异的不是注入方式的影响，而是注入方式的不同给LED的p-n结温带来的不同影响，也就是说如果能控制p-n结的结温，相同注入强度下的PL和EL光谱会完全相同，研究表明光注入完全可以取代电注入，即：非接触测量手段是完全可能实现的。 本课题通过研究了LED的发光机理，以及影响LED发光的因素，通过比较光注入与电注入下LED发光特性的区别，得出了以下结论：光致发光和电致发光有着完全相同的发光原理，影响发光光谱的因素也完全相同，但是PL光谱和EL光谱存在着差异，这种差异不是注入方式的影响，而是源于注入方式的不同给LED 结温带来的不同影响。 关键词：发光二极管（LED），p-n结结温，光致发光（PL），电致发光（EL），注入方式
English Homework for Chapter 1 ancient times the rectilinear propagation of light was used to measure the height of objects by comparing the length of their shadows with the length of the shadow of an object of known length. A staff 2m long when held erect casts a shadow long, while a building’s shadow is 170m long. How tall is the building? Solution. According to the law of rectilinear propagation, we get, x=100 (m) So the building is 100m tall. from a water medium with n= is incident upon a water-glass interface at an angle of 45o. The glass index is . What angle does the light make with the normal in the glass? Solution. According to the law of refraction, We get, So the light make 3. A goldfish swims 10cm from the side of a spherical bowl of water of radius 20cm. Where does the fish appear to be? Does it appear larger or smaller? Solution. According to the equation. and n ’ =1 , n=, r=-20 we can get So the fish appears larger. A
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）
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，光线全部返回光密介质中的现象。 2折射定律：①折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。 ②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。 sin I _ n sin I n 3瑞利判据：①两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。 ②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（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。 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（辐射强度矢量）：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42的光源而言，能够发生干涉的最大光程差。 13发光强度（I ）：辐射强度矢量的时间平均值 7T 14全偏振现象：当入射光为自然光且入射角满足Pp=0,即反射光中只有s波，没有P波, 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，记为色，tan^=—o q 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〃而变化，即Z = Z0cos2^ 17双折射：一束光射入各项异性介质中分成两束的现象。
物理光学复习要点 第一章 光的电磁理论 一、电磁理论 1.光是电磁波，具有波动和粒子的两重性质，称为波粒二象性。 2.物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。 3.Maxwell 方程组：积分形式、微分形式 4.物质方程： 5.波动方程 6. 介质的折射率：c n υ==≈7.边值关系：21212121 ()0()0()0()0n E E n H H n D D n B B ??-=??-=???-=???-=? 8.波（阵）面：将某一时刻振动相位相同的点连接起来，组成的曲面叫波阵面 9.波长：简谐波具有空间周期性，波形变化一个周期时波在空间传播的距离称为波的空间周期，一维简谐波的空间周期为波的波长；即为λ，具有长度的量纲L 。 10.空间频率：空间周期即波长的倒数称为空间频率；f=1/λ 11.空间角频率：k =±2πf ，在数值上等于空间频率的2π倍，所以也称为传播数，k 的符号表示一维波的传播方向，当k >0时，表示波沿着+z 的方向传播；当k <0时，表示波沿着-z 的方向传播。 12.时间参量与空间参量的关系为：k ωυ= 13. 坡印廷矢量 t B E ??-=?? ρ=??D 0=??B t D J H ??+=?? ??????-=?A C s d t B l d E ?????=?V A dv s d D ρ 0=???A s d B ??????+=?A C ds t D J l d H )( B H μ1= E D ε=E J σ=222t E E ??=? με222t B B ??=? με22221E E t υ??=? 22221H H t υ??=? μευ1=21E EB uv S μεμ===B E S ?=μ1
南开大学物理科学学院 光电信息科学与工程 （光信息科学与技术）专业介绍 光电信息科学与工程专业原为物理科学学院的“光信息科学与技术”专业，创建于1998年，是天津市重点专业。该专业的前身是南开大学“光学”专业，是国家“211工程”和“985振兴计划”重点支持和建设的学科专业；也是国务院首批硕士学位、博士学位授权专业。根据2012年教育部新颁布的高校本科专业目录更名为“光电信息科学与工程”专业。 本专业以南开大学的“‘光学’国家重点学科”、“物理学国家理科人才培养基地”和“国家级实验教学示范中心”为支撑；以《弱光非线性光子学教育部重点实验室》和《天津市信息光子材料与技术重点实验室》等省部级重点实验室为依托；集中物理科学学院光学学科的优势教学和科研资源；坚持基础教学和前沿科学研究拓展相结合、基础理论与专业实践并重的教育原则；旨在培养德、智、体全面发展的，具备扎实的数理基础，掌握现代光学及光信息科学与技术领域的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学研究的初步训练，具有一定的创新意识和创新能力，能够在应用光学、光子学、激光与光电子学、光信息处理、光通信和光传感等领域从事科学研究、教学、技术开发和管理等工作的应用型专门人才。 本专业属于光子学和光电子学在信息领域的科学研究和技术应用的前沿学科，是以物理学中的“光学”为主要基础的交叉综合学科。本专业学生除了学习物理学基础课程以外，将进一步学习现代应用光学、激光原理、信息光电子学、光学信息处理、光通信原理与光网络、光电图像技术、光子学与技术、非线性光物理学、现代电子技术导论以及现代光学实验等光信息科学与技术相关专业课程。 南开大学物理科学学院的光学学科创建于1954年，是国家重点学科，师资力量雄厚。物理科学学院设有物理学一级学科博士点和博士后科研工作流动站，为学生的深造发展奠定了基础。
《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
物理光学期末复习总结
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，光线全部返回光密介质中的现象。 2 折射定律： ①折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。 ②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。''sin sin I n I n 3 瑞利判据：①两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。 ②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（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。 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（辐射强度矢量）：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λ?的光源而言，能够发生干涉的最大光程差。 13 发光强度（Ⅰ）：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 122πθθ+=，0P ρ=，即反射光中只有S 波， 没有P 波，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 θ，2 1tan B n n θ=。 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θ而 变化，即20cos I I θ= 17 双折射：一束光射入各项异性介质中分成两束的现象。
物理光学试题库与答案1 (须给出必要的计算过程和绘图） 1．(6分) 若波的相速为，A为常数，求波的群速？ 答： 2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度 为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？ 答：，，L=60cm， 3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时，，若该辐射器的温度增高 到使其黑体辐射本领增加一倍时，将变为多少？ 答：，，，， 4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？ 答：双折射情况如图所示：
5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比? 答：（ 1）用矢量作图法。如图：,自由传播时，，所以。 （ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有，。 6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻璃板上方观察干涉条纹。（1）若测得干涉条纹的间距为 0.1 毫米，求细丝直径 d 的值？（2）当细丝的温度变化时，从玻璃中央的固定点 A 处观察到干涉条纹向背离交棱的方向移动了 5 个条纹，则细丝是膨胀还是收缩了，温度变化后细丝直径的变化量是多少？ 答：
（ 1） （ 2）干涉条纹向背离交棱的方向移动是干涉条纹间距变宽的结果， 由可知，是两块平板间距（夹角）变小了，说明细丝收缩，直径变小了。 细丝直径的变化量是 7．（12）如图所示，一列波长为、在 X-Z 平面沿与 Z 轴夹角为的方向传播的平面波， 与一列源点在轴上、距坐标原点为、波长也为的球面波在傍轴条件下干涉，求在Z=0 的平面上干涉条纹的形状和间距？ 答：
实验一 #include
实验二 #include
()“物理光学”期中考试试题(答案)
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
3 / 5 学院 班级 姓名 学号 …………………密……………封……………线……………密……………封……………线………………… 嘉应学院物理与光信息科技学院2012-2013学年第2学期期中考试试卷 《物理光学》试题 （考试形式：闭卷，考试时间：100分钟） 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 复核人 得分 评卷人 一、 填空题（每题3分，共21分） 1．已知为波长600nm 的单色光波在真空中的传播速度为 3.0x108m/s ，其频率ν为5x 1014Hz ；在折射为 1.5的透明介质中传播速度v 为 2.0x108m/s ，频率为5x 1014Hz ，波长为 400nm ； 2.一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(t r k E E ω-?=0，用复数表示为)(exp t r k i E E ω-?=0；若单色汇聚球面光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为)cos()(t r k r E E ω-?-=1，用复数表示为)(exp t r k i r E E ω-?-=1； 3.一光波的波长为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 ； 4．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 ； 5．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 ； 6.光在介质中的传播速度 小于 真空中的速度，且随 介质的折射率 而变化，这称为光的色散现象。正常色散特点 随光波长的的增大，折射率减小 ，反常色散特点随光 波长的的增大，折射率增大 7．光源影响干涉条纹对比度的因素有 光源的单色性 、 光源的线度 和 振幅比 ； 二、 简述题（每题5分，共25分） 1. 自然界因何而五彩缤纷？试用所学的光学知识解释之。 原因：(1)太阳光本身具有不同波长(颜色)成分； (2)物体对不同波长光波的选择性吸收。 ……3分 颜色：(1)透明物体颜色是太阳光经物体选择性吸收后，透射光的颜色； (2)不透明物体颜色是太阳光经物体选择性吸收后，反射光的颜色。..….2分 2.“晴朗的天空呈浅蓝色，早、晚的太阳呈红色，正午的太阳呈白色。”试用所学的光学知识解释之。 1)晴朗的天空呈浅蓝色这主要是大气层对太阳光散射的结果。由瑞利散射定律可知，在由大气散射的太阳光中，短波长占优势，所以，太阳散射光在大气层内层，蓝色的成分比红色多，故天空呈浅蓝色。………………2分 (2)早、晚的太阳呈红色，正午的太阳白色大气层对太阳光的散射结果。早、晚太阳斜射，穿过大气层的厚度比正午时厚得多，被大气散射掉的短波成分也多得多，仅剩下长波成分透过大气到达观察者，所以旭日和夕阳呈红色。正午时太阳光衩大气散射较少，故太阳光呈白色。………………3分 3、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π相位差，或称损失半个波长的光程差。…3分 条件：（1）光由光疏媒质射向光密媒质；（2）正射或掠射 …………2分 4．用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，在光波的叠加区域内有无干涉条纹？为什么？ 无。…………1分 白光经纯红色的滤光片后透射光为红光，经纯蓝色的滤光片后为蓝光，红、蓝光频率 不同，(……2分) 叠加时不满足干涉条件，故无干涉条纹。(……2分)