应用光学习题课

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文档大全 《物理光学与应用光学》习题及选解

第一章

 习题

1-1. 一个线偏振光在玻璃中传播时，表示为：iE))65.0(10cos(10152tcz，试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。

1-2. 已知单色平面光波的频率为zH1014，在z = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。求fx， fy，

fz 。

1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：

(1))sin(0kztEEx，)cos(0kztEEy;

(2) )cos(0kztEEx，

)4cos(0kztEEy;

(3) )sin(0kztEEx，)sin(0kztEEy。

1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x轴的夹角为，椭圆的长、短轴各为2a1、2a2，Ex、Ey的相位差为。求证：cos22tan220000yxyxEEEE。

1-5.已知冕牌玻璃对0.3988m波长光的折射率为n = 1.52546，11m1026.1/ddn，求光在该玻璃中的相速和群速。

1-6. 试计算下面两种色散规律的群速度（表示式中的v表示是相速度）：

(1)电离层中的电磁波，222bcv，其中c是真空中的光速，是介质中的电磁波波长，b是常数。

(2)充满色散介质（)(，)(）的直波导管中的电磁波，222/accvp，其中c真空中的光速，a是与波导管截面有关的常数。

1-7. 求从折射率n = 1.52的玻璃平板反射和折射的光的偏振度。入射光是自然光，入射角分别为0，20，45，0456，90。

1-8. 若入射光是线偏振的，在全反射的情况下，入射角应为多大方能使在入射面振动和垂直入射面振动的两反射光间的相位差为极大？这个极大值等于多少？

1-9. 电矢量振动方向与入射面成45°的线偏振光，入射到两种透明介质的分界面上，若入射角501，n1 = 1，n2 = 1.5，则反射光的光矢量与入射面成多大的角度？若601时，该角度又为多

专业课，这个是外校生最关心的了，其实浙大光学工程还好啦，只推荐了一本参考书，但是不要真相信只需那本书就搞定了（牛人除外），浙大专业课推荐的书是郁道银和谈恒英的《工程光学》，其实出题人在命题时几何光学并非是参考的这本，他们参考的是浙大出版的李晓彤编的《几何光学，像差，光学设计》，这本书本人觉得难，尤其是像差部分，也许是我们本科没有学太多关于像差的缘故吧，总之这本书的成像系统方面要好好看，尤其是课后题，显微镜，望远镜和放大镜这些原理要弄懂，至于像差方面，能记多少记多少吧，可依据真题看看，哪些是出现频率很高的，哪些是较低的，分清主次，各个击破，另外也是需要一本习题集的，这个很多，我用的是哈工大的光学习题课教程，没用过别的，也不好比较，感觉还行吧！物理光学的话，浙大宝典——梁铨廷的《物理光学理论与习题》是必备的了，很古老的一本书，上面有很多题和浙大真题类似，有些与工程光学那本书的课后题是一样的，这个要好好看！还有考研真经——历年真题了，这个可以去研招办买，好像是4元一年，还有挂号邮寄费！专业课方面激光考察的不多，有时就一个大题10分，有时会再加上几个选择或填空，最多20分吧！这个依据真题看吧，考察哪些看哪些，考纲里要求的都必须看看，好在要求的也不多，这个应该不成问题！大概就是这些资料了，我买的较多，还买了一本物理学大题典——光学卷，还有钟锡华的光学课本，浙大的应用光学课件最好也抽空看看，比较系统，这个在空间共享里有！发现很多人问到专业课复习方法，其实这个是因人而异的，我自己觉得光学这门课很抽象，我本科学的时候就学的不好，所以我从师兄那学的经验是多看书多做题，书本的话我考研时前前后后看了不下4遍，习题做了至少2遍，真题做了3遍！基础不好的起初刚开始看课本做题时会感到看不懂不会做，这个不怕，一定要克服恐惧心理，多看几遍书，同时做些许题帮助理解，慢慢的，就会感到光学题虽然多，但类型却很有限的！其实现在回想起来，感觉光学的东西不算多，物光的话就是干涉、衍射、偏振，几光就是那几个成像系统和主要的像差，还有作图！好了，说的够多了，专业课就这些吧！

应用光学课后习题答案

应用光学课后习题答案

光学是物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。应用光学是将光学原理应用于实际问题的学科，广泛应用于光学仪器、光学通信、光学材料等领域。在学习应用光学的过程中，习题是巩固知识、提高应用能力的重要途径。下面是一些应用光学课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 一束入射光线从空气射向玻璃，入射角为30°，玻璃的折射率为1.5。求折射光线的入射角和折射角。

解答：根据折射定律，入射角和折射角之间满足的关系是：n₁sinθ₁ =

n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别为两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。

已知n₁ = 1（空气的折射率），θ₁ = 30°，n₂ = 1.5（玻璃的折射率），代入折射定律得：1sin30° = 1.5sinθ₂，解得θ₂ ≈ 19.47°。

所以，折射光线的入射角为30°，折射角为19.47°。

2. 一束光线从空气射入水中，入射角为60°，水的折射率为1.33。求折射光线的入射角和折射角。

解答：同样利用折射定律，已知n₁ = 1（空气的折射率），θ₁ = 60°，n₂ =

1.33（水的折射率），代入折射定律得：1sin60° = 1.33sinθ₂，解得θ₂ ≈

45.05°。

所以，折射光线的入射角为60°，折射角为45.05°。

3. 一束光线从玻璃射入空气，入射角为45°，玻璃的折射率为1.5。求折射光线的入射角和折射角。

解答：同样利用折射定律，已知n₁ = 1.5（玻璃的折射率），θ₁ = 45°，n₂ =

1（空气的折射率），代入折射定律得：1.5sin45° = 1sinθ₂，解得θ₂ ≈ 30°。

所以，折射光线的入射角为45°，折射角为30°。

4. 一束光线从玻璃射入水中，入射角为60°，玻璃的折射率为1.5，水的折射率为1.33。求折射光线的入射角和折射角。

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本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性，注意介绍了激光系统和红外系统;第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展。

第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。

绪论

0.1光学的研究内容和方法

0.2光学发展简史

第1章光的干涉

1.1波动的独立性、叠加性和相干性

1.2由单色波叠加所形成的干涉图样

1.3分波面双光束干涉

1.4干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性

1.5菲涅耳公式

1.6分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉 1.7分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉

视窗与链接昆虫翅膀上的彩色

1.8迈克耳孙干涉仪

1.9法布里一珀罗干涉仪多光束干涉

1.10光的干涉应用举例牛顿环

视窗与链接增透膜与高反射膜

附录1.1振动叠加的三种计算方法

附录1.2简谐波的表达式复振幅

附录1.3菲涅耳公式的推导

附录1.4额外光程差

附录1.5有关法布里一珀罗干涉仪的(1-38)式的推导

附录1.6有同一相位差的多光束叠加