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2012年最新量子光学课件及试题(中科院研究生院)

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《量子光学》课件

《量子光学》课件

压缩态：量子光 学中的特殊状态， 其量子态密度小 于真空态密度
特点：压缩态具 有较高的相干性 和较低的噪声， 可以提高量子通 信和量子计算的 效率
应用：压缩态在 量子通信、量子 计算、量子精密 测量等领域具有 广泛的应用前景
研究进展：近年 来，压缩态的研 究取得了重要进 展，如压缩态的 制备、测量和操 控等。
量子光学在量子通信、量子 计算等领域有广泛应用
量子光学的研究内容
量子光学的基本 原理
量子光学的实验 方法
量子光学的应用 领域
量子光学的发展 趋势
量子光学的发展历程
量子力学的诞生：1900年，普朗克提出量子概念，量子力学开始萌芽 量子光学的兴起：1927年，海森堡提出不确定性原理，量子光学开始发展 量子光学的成熟：1948年，玻尔提出量子光学理论，量子光学逐渐成熟 量子光学的应用：20世纪60年代，量子光学在通信、计算等领域得到广泛应用
量子光场的相干态描述
相干态：量子光场的一种特殊状态，具有确定的相位关系
相干态的性质：相干态具有确定的相位关系，可以描述为相干态的叠加
相干态的表示：相干态可以用相干态的叠加来表示，其中每个相干态的相位关系是确定的
相干态的应用：相干态在量子光学、量子信息等领域有广泛的应用，如量子通信、量子计算 等
单光子计数是一 种常用的量子光 场测量方法，可 以测量单个光子 的存在和数量。
光子关联测量是 一种测量量子光 场中光子之间的 关联性的方法， 可以测量光子之 间的纠缠、相干
等性质。
量子态层析是一 种测量量子光场 中光子状态的方 法，可以测量光 子的波长、偏振、
相位等信息。
量子光场的测量 实验
实验目的：测量量子光场的性质和 特性

量子光学基础课件

量子光学基础课件

01
02
03
光场量子化概念
光场是由光子组成的，光 子的能量是量子化的，光 场也需用量子化的方式描 述。
电磁场哈密顿量
通过对电磁场进行量子化 处理，可以得到光场的哈 密顿量，进一步推导出光 场算符等基本概念。
光子数态与相干态
介绍光子数态与相干态等 光场常用量子态，以及这 些量子态的性质和应用。
将量子光学器件（如量子光源、光子探测器 、量子门等）集成到单一芯片上，实现高性 能、小型化的量子光子器件。
片上光源与探测器
发展片上量子光源和高效光子探测器，实现 与集成器件的无缝对接，降低系统复杂度和 成本。
基于量子光学的量子模拟与量子计算新架构
1 2 3
光量子计算
利用光子作为量子信息的载体，设计并实现光量 子计算新架构，具有高速、低损耗、易于扩展等 优势。
量子光学历史和现状
历史
量子光学的起源可以追溯到20世纪初，普朗克提出量子假说解释黑体辐射现象。 随后爱因斯坦提出光子的概念，揭示了光的粒子性。20世纪后半叶，随着激光技 术和非线性光学的兴起，量子光学得到了快速发展。
现状
近年来，随着单光子源、量子纠缠光源等关键技术的突破，以及量子计算、量子 通信等领域的蓬勃发展，量子光学研究进入了新的高峰期。目前，量子光学已经 在基础科学研究和技术应用方面取得了众多重要成果。
类比量子模拟
基于量子光学原理设计类比计算机，模拟解决物 理、化学等领域的复杂问题，加速科学研究进程 。
数字量子模拟
结合经典计算和量子光学技术，实现对复杂量子 系统的数字模拟，为量子算法和量子计算提供验 证平台。
感谢您的观看
THANKS
光与物质相互作用的量子理论
偶极近似与旋波近似

2012春基础综合光学讲义0311

2012春基础综合光学讲义0311
函数对任意 k 值是均匀收敛的。图 5.3.7 给 出了夫琅和费圆孔衍射的光强分布，由此图 可知，衍射中央极大值的位置是： 0 0 ； 次 级 大 的 位 置 分 别 为 ： 1 0.819

r
；
图 5.3.7 夫琅和费圆孔衍射的光强分布
2 1.333

r
；…。主极大与次级大的相对
1 J 2 ( 2k ) 1 k2 1 k3 I P I 0 1 k 2 ( ) 2 ( ) 2 I 0 1 2 3 2! 4 3! k 2
（5.3.15）
式中 k
r sin ，r 为衍射圆孔半径，
为衍射角，J 1 (2k ) 为贝赛尔函数，贝赛尔

2

d sin
因入射波面被多缝分割，每条狭缝成为一子 图 5.3.5 多缝衍射图样的光强分布 波源， P 点的光振幅应为多条狭缝在 P 点振幅的 叠加，设每条狭缝对 P 点的贡献均相同，记为 C，但各狭缝在 P 点产生的振动依次有位相 差 ，N 个有位相差 的小矢量 a 相加，可得 P 点的合振幅为：


Nd cos k
（5.3.12）
能分辨的最小角度差为： m d cos k
（5.3.13）
图 5.3.6 谱线的角半宽
仪器能分辨最小波长差 的能力，决定了仪器的分辨率， 这种分辨率称之为色分辨率。 光谱仪器的色分辨率定义为：
R

m 0， 1， 2，
因为光强度随电场的平方而变化，所以透过检偏器的光强就可由下式得出：
（5.3.17）
I Io cos2
的情况：如果φ等于零，检偏器与起偏器光轴平行， cos

《量子光学》PPT课件

《量子光学》PPT课件

上述一系列新的物理现象使人们认识到，原子是由更小的粒子
组成。原子的内部肯定存在着新的物理规律。揭示了原子的内部存 在着更复杂的结构在十九世纪末物理学家面临的新课题。由此，揭 开了物理学发展史上的新的一页。
返回
第十五章 量子光学
在高中物理中已经提到物理光学中关于光的性 质的两种观点：
光:
波动性 是电磁波 。干射，衍射，偏振等特性 粒子性 光子 。 在与物质相互作用时表现出来
nh
类比
2h
h
0
nnh
n 0 ,1 ,2 ,3 ,
Step Energy
普朗克公式
在一定温度下，从物体单位表面积上，单位时间内，分布在
波长附近单位波长间隔内辐射能为
e,T 2 hc2 5
1
hc
f,T
普朗克理论与实验结果的比较
ekT1
eT,
实验结果
普朗克理论
0
普朗克（德）
1858—1947
提出能量量子化 的假设，解释了 电磁辐射的实验 规律获得1918年 诺贝尔奖。
普 朗 克 与 爱 因 斯 坦
例 15—1 一谐振子m04kg k40N m 1A00m 1
求 1 能量 E?，频率 0?
2 能量子 ? ，能量对应的量子数 n?
3 振子发射一个能量子，能量的相对变化率？
解 1
E1 2 3 1 3J 0 4 E 61029n最大量子数
求解光电效应题目公式：
1 2m2V hA
eU 0h A
12mV2eUa
而红限为 0
A h
Albert Einstein (German)
He was awarded the 1921 Nobel Prize for the discovery of the law the photoelectric effect and contributions to mathematical physics.

第二章习题答案量子光学（中科院研究生院）

第二章习题答案量子光学（中科院研究生院）

(∆X1)n
=
n m=0
: (∆X1)m :
n!
1
m!(
n−m 2
)!
8
n−m 2
.
由于对于相干态，如果 m = 0，则 : ∆X1m : = 0，所以上式右边在相干态下不为零的 展开项仅为首项
(∆X1)n
=
n!
(
n 2
)!8n/2
=
1·2·3····n
1
·
2
·
3
·
·
·
·
n 2
·
8n/2
=
1·2·3····n
ν π
1/2
exp
−ν
q2 − 2qq0 cos νt + q02 cos2 νt
ν π
1/2
exp
− ν (q − q0 cos νt)2
.
习题 2.4.
习题 2.5.
Y1
=
1 2
Y2
=
1 2i
e−i
θ 2
a
+
ei
θ 2
a†
e−i
θ 2
a
−
ei
θ 2
a†
(∆Y1)2 = Y12 − Y1 2 由此可得
a cosh r − a†eiθ sinh r
a cosh r − a†eiθ sinh r
e−iθ a† cosh r − ae−iθ sinh r a† cosh r − ae−iθ sinh r
a† cosh r − ae−iθ sinh r a cosh r − a†eiθ sinh r
a cosh r − a†eiθ sinh r a† cosh r − ae−iθ sinh r |0

中国科学院研究生院光学

中国科学院研究生院光学

精品文档，欢迎下载！B 精品文档，欢迎下载！中国科学院研究生院2012年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：光学考生须知：1.本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。

2.所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。

3.可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器1.填空（共12分，每小题2分）(1)发生全反射的条件是和。

(2)正常人眼的远点在，一个近视眼学生，其远点距离为-0.5m，需配的眼镜为度。

(3)焦距为50mm放大镜的放大倍率大约是。

(4)假定人眼在白天的瞳孔直径为2mm，在夜晚的瞳孔直径为4mm，则人眼在白天的极限分辨角是，在夜晚的极限分辨角是。

(5)一架显微镜的放大倍率为200倍，数值孔径为0.8，则其出瞳孔径为。

(6)光学系统的单色象差有五种，色差有两种。

2.作图（12分，每小题4分）(1)用作图法绘出图中垂轴物体AB的像A'B'。

(2)用作图法绘出下图薄透镜的焦点F，F'的位置（标在图上）。

BA'B'科目名称：光学第1页共3页科目名称：光学第2页共3页A A'H H'(3)用作图法绘出下图薄透镜的焦点F ，F'的位置（标在图上）。

3.有一正薄透镜，对某一物成实像时，像高为物高的一半；若将物体向透镜移近100mm 时，则所得的实像与物大小相同，试求球透镜的焦距。

(8分)4.一个厚度为20mm 的平凸透镜放在报纸上，眼睛通过透镜观看报纸上的文字。

当平面朝上时，报纸文字的虚像在平凸透镜平面的下方13.3mm 处；当凸面朝上时，报纸文字的虚像在凸面下方14.6mm 处。

求透镜的折射率和平凸透镜的凸面半径。

(6分)5.一望远镜的入瞳位于物镜框上，理想分辨率为4''，视角分辨率为6''（假定人眼的视角分辨率为60''）。

已知望远镜的透过率为0.5，人眼瞳孔直径d 为5mm ，求人眼用该架望远镜观察星星时的主观亮度与裸眼观测时的比值。

十年高考试题分类解析-物理专题27量子论.docx

十年高考试题分类解析-物理专题27量子论.docx

高中物理学习材料桑水制作（二十二）量子论一．2012年高考题1. （2012·江苏物理）如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是 _____________.1.【答案】C【解析】谱线从左向右的波长依次增大，正确的是C。

【考点定位】此题考查能级、玻尔理论、光谱及其相关知识。

2．（2012·上海物理）在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）（A）频率（B）强度（C）照射时间（D）光子数目【答案】：A【解析】：在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，根据光电效应方程，光电子的最大初动能取决于入射光的频率，选项A 正确。

【考点定位】此题考查光电效应。

3．（2012·四川理综）如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=1能级比n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【答案】：A4．（2012·上海物理）根据爱因斯坦的“光子说”可知（A）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”（B）光的波长越大，光子的能量越小（C）一束单色光的能量可以连续变化（D）只有光子数很多时，光才具有粒子性【答案】：B【解析】：根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小，选项B正确。

【考点定位】此题考查光子说。

5.（2012·北京理综）一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少5.【答案】：B【解析】氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子放出光子，能量减少，选项B 正确。

2012中国科学院量子力学真题解答

2012中国科学院量子力学真题解答


a
当 m n时 2 a m x 2 xmn x s i n ( )dx a 0 a a 2
二 、 解 ： Pn 0 其 中 n0
1 n H ' 0 e i n 0 t d t 2 0 ( E n E 0 ) / n
2
n H ' 0 qE exp( x n = x 0 =
3
1/ 2
0
（ 3） ( ) N (1 H ') 0 , ( ) 0 N (1 H ')
( ) ( ) 1 N
2

1 1 2 H ' 0
2
H ' 0
2

1
2
1 H '2 0
E ( ) ( ) H ( ) ( ) H 0 H ' ( ) = 0 N (1 H ')( H 0 H ') N (1 H ') 0 N 2[E0 H '
0
0
+ 2 E 0 H '2
0
]
E0 由 E ( ) 0

2
2
2
[ H ', [ H 0 , H ']] H ' 0
2
1

2 H '2
2 2
0 0
[ H ', [ H 0 , H ']]

2a02 1 2 e E0
E ( ) E 0 2e a0
四、解： 1） [ J x , J y ] i J z ; [ J y , J z ] i J x ; [ J z , J x ] i J y ; J J iJ 2) m J x n 1 m Jy Jz JzJy n i 1 [ m Jy Jz n m Jz Jy n ] i 1 [n m J y n m m J y n ] i nm m Jy n i 1 m Jz Jx JxJz n i m n = m Jx n i nm m Jy n i nm m n . m Jx n i i (n m )2 m J x n 1 (n m )2 =0 m n 1 所 以 当 且 仅 当 m n 1时 ， m J x n 不 为 0 . 3） 在 （ J 2 , J z ) 表 象 中 ， J = 1 , m = - J , - J 1 , . . . . , J 1, J .所 以 m 0 , 1 . J z =， 相 应 的 1 本 征 态 为 1 0 ； J z =0， 0 0 1 1 1 2 ； J x =0， 2 ' 0 ； 2 1 1 0 1 ； J z =-， 0 J x =-， 0 1 0 1 1 1 3' 2 2 1

【学习课件】第21章量子光学基础

【学习课件】第21章量子光学基础

③任何一种物质不仅能发射热辐射，同时还能吸收热 辐射，两者同时进行。
④吸收本领强的物质发射p本pt课领件 也强。
4
红外照相机拍摄的人的头部的热图
热的地方显白色，冷的地方显黑色
ppt课件
5
2. 黑体： 能完全吸收各种波长电磁波而无反射的物体，
黑体是理想化模型，
即使是煤黑、黑珐琅对太阳光的吸收 也小于 99%。
•1904年诺贝尔物 理学奖获得者 —瑞
M／(10-9W/(m2. HZ)
实验曲线
6
5
4 3
瑞利--金斯公式
2
利 •英国人1842-
该公式1在91低9 频段与实 验曲线符合得很好。
但在高频段不符。
1 0
时M ， ，
1 2 3 10-14Hz ppt课件
“紫外灾难”！ 9
M／(10-9W/(m2. HZ)
迈克尔逊干涉仪实验 黑体辐射实验
相对论诞生 量子理论诞生
量子概念是 1900 年普朗克首先提出的，距今已 有一百多年的历史.其间，经过爱因斯坦、玻尔、德 布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理 大师的创新努力，到 20 世纪 30 年代，就建立了一 套完整的量子力学理论.
ppt课件
3
§21-2. 普朗克的能量子假说
1.实验装置 产生的电子称为“光电子”。 光电子在电场作用下形成光电流。
A V
2.实验规律
红限频率（截止） 0
仅当 >0 时才发生光电效应，截止频率与材料有
关与光强无关 .
几种纯
金属的截 止频率
金属 铯 钠 截止频率
0 /1014Hz 4.54pp5t课件 5.50
锌 铱铂

中科院量子力学历年详解

中科院量子力学历年详解

1.10 2006 乙 A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.11 2006 乙 B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.12 2005 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.13 2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.14 2001 理论型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 详解 i 19
4 曾谨言《量子力学》卷 I 练习详解 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
量子力学的诞生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 波函数与 Schrödinger 方程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 一维定态问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 力学量用算符表达 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 力学量随时间的演化与对称性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 中心力场 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 粒子在电磁场中的运动 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 表象变换与量子力学的矩阵形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 自旋 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 ii 目录 返回

量子光学讲稿(2012.4)

量子光学讲稿(2012.4)
《量子光学》讲稿
姓名： 学院：
王成志 物理与电子科学学院
长
沙
理
工
大
学
目
录
前言 第 1电 章磁 场 的量子化 § 1.1 真空中的经典电磁场 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1.2 电磁场的量子化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1.3 算符代数的某些定理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 第 2几 章种 重 要的光场态 § 2.1 光场的粒子数态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2.2 光场的相干态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2.3 光场的压缩态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 第 3光 章场 与 原子的相互作 用 § 3.1 光场与原子的相互作用哈密顿量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3.2 量子化光场与原子的相互作用哈密顿量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3.3 J–C模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

《量子光学》PPT课件_OK

《量子光学》PPT课件_OK
13
一般辐射的复杂性
14
黑体
15
*绝对黑体：能100%吸收投射在它上面的外来辐射。
为什么引入绝对黑体模型？
O
*基尔霍夫定律
实验表明：经过一段时间后容器内
ab cd
物体达到相同温度,即处于热平衡态. 这表明:容器内的每一个物体单位时
a,b,c,d 是四个 温度不同的物体 封闭在真空容器 中它们只能通过 热辐射交换能量
贝尔物理学奖.
普朗克在处理绝对黑体的热辐射问题上，其方法是十分
成功的。但是还存在着一个需要解决的矛盾，
思考：是什么矛盾？
35
辐射体与辐变化.
爱因斯坦看到了这种不协调，于1905年提出电磁场 能量量子化假设，从而揭露了光的波粒二象性。
当人们面对普朗克提出“能量子”这个史无前例的全新 概念还无法接受之时，爱因斯坦却应用并推广了普朗克 的量子概念，进一步提出了辐射场能量量子化的设想， 即电磁波是由“光量子”构成的（普朗克的“能量子” 和爱 因斯坦的“光量子”后来被统一命名为“光子”）。 根据“光量子”的假设，很成功地解释了光电效应的实 验规律。
•生物物理
•有机体遗传程序的研究（须运用量子 力学、统计物理、X射线、电子能谱 和核磁共振技术等）。 •非平衡热力学及统计物理
原子是构成物质的基本单元； 能量是连续变化的。
4、从经典物理学到近代物理学过渡的三个重大问题
•1887年的迈克耳孙—莫雷实验否定了绝对参考系的存在；
•1900年瑞利和金斯用经典的能量均分定理说明黑体辐射问题，出现了所谓
新努力，到 20 世纪 30 年代，就建立了一套完整的量 子力学理论.
量子力学
微观世界的理论
起源于对波粒二相性的认识

矿产

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

《中科院量子力学考研真题及答案详解(1990—2010共40套真题)》

《中科院量子力学考研真题及答案详解(1990—2010共40套真题)》

ˆ和J ˆ 间夹角的可能值，并画出 L ˆ和S ˆ, S ˆ 的矢量模型图。 (3) 确定（2）中 L 五、求在一维常虚势场 iV (V E ) 中运动粒子的波函数，计算几率流密度，并证明虚 势代表粒子的吸收，求吸收系数（用 V 表示） 。
试题名称：1990 量子力学（实验型） 第1页 共1页
试题名称：1992 量子力学（理论型）
第1页
共1页
6
中国科学院－中国科技大学 1992 年招收攻读硕士学位研究生入学试卷
试题名称： 量子力学（实验型）
说明：共五道大题，无选择题，计分在题尾标出，满分 100 分。
一、简单回答下列问题： (1) 举出一个实验事实说明微观粒子具有波粒二象性。 (2) 量子力学的波函数与经典的波场有何本质的区别？ (3) 如图所示，一个光子入射到半透半反镜面 M , P 1和P 2 为光电 探测器，试分别按照经典与量子的观点说明 P 1和P 是否能同时 接收到光信号（ l1 l2 ） 。
E
n

n
E0 n x 0
2
常数
ˆ2 ˆ p 这里 En 是哈密顿量 H V ( x) 的本征能量，相应的本征态为 n 。求出该常数。 2m 三、设一质量为 的粒子在球对称势 V (r ) kr (k 0) 中运动。利用测不准关系估算其 基态的能量。 四、电子偶素（ e e 束缚态）类似于氢原子，只是用一个正电子代替质子作为核，在非 相对论极限下，其能量和波函数与氢原子类似。今设在电子偶素的基态里，存在一 ˆ 和M ˆ 8 M ˆ M ˆ 其中 M ˆ 是电子和正电子的自旋磁矩 种接触型自旋交换作用 H e p e p 3 ˆ , q e) 。利用一级微扰论，计算此基态中自旋单态与三重态之间的能 ˆ q S (M mc 量差，决定哪一个能量更低。对普通的氢原子，基态波函数： 1 r a e2 1 2 100 e , a , 3 2 me a c 137

中国科学院研究生院物理光学)

中国科学院研究生院物理光学)

..........................................中国科学院研究生院2012年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：物理光学考生须知：1.本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。

2.所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。

3.可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。

一、简答题（60分）1、简述何谓瑞利散射定律？并分析为什么汽车雾灯一般选用黄灯而不选用红灯？（8分）2、在维纳光驻波实验中，假设入射光波长为500纳米，实验中观察到涂有感光乳胶膜的透明玻璃和平面镜的夹角为1度，则在感光乳胶膜上形成的黑纹的距离为，第一黑纹离透明玻璃和平面镜交点的距离为。

（8分）3、试证明光波的波长宽度Δλ和频率宽度Δυ有如下关系：=；对波长为325纳米的He-Cd激光，其相干长度为10厘米，试求出其波长宽度和频率宽度。

（16分）4、大型天文望远镜的通光孔有时可做成环状孔，若环孔外径和内径分别为1米和0.5米，则当假定入射光波长为500纳米时，环孔衍射图样第一个零点的角半径为，其分辨本领比半径为1米的圆孔相比提高了倍。

（10分）5、假定某人的眼瞳直径为4毫米，则对波长为550纳米的光波，其可分辨的最小角度为；若望远镜物镜的直径为2米，则该望远镜可分辨最小角距离为的两颗星；为了充分利用该望远镜的分辨本领，则望远镜的放大率最小应为倍。

（12分）6、试举出可用那些方法产生线偏振光？（6分）.....................二、计算题（90分）1.一台显微镜的数值孔径N.A.=0.9，λ=600nm。

（1）试求它的最小分辨距离；（5分）（2）如果利用油浸物镜使数值孔径增大到1.4，油的折射率的应该取多大？（5分）(3)利用紫色滤光片使波长减小为400nm，问它的分辨率在油浸状态下提高多少?（5分）2.两个主截面相互垂直的尼克耳棱镜前后放置。

光强为I0的自然光通过两个尼克耳棱镜传播，计算两个尼克耳棱镜之间分别放入以下元件后，透射光强与入射光强的比：（1）一个偏振片，透光轴方向与第一个尼克耳棱镜的主截面夹角45°放置；（6分）（2）一个半波片，光轴方向与第一个尼克耳棱镜的主截面夹角45°放置；（6分）（3）一个1/4波片，光轴方向与第一个尼克耳棱镜的主截面夹角45°放置。

量子光学基础优秀课件

量子光学基础优秀课件
量子光学基础
本章主要讲解五个方面问题： 1）黑体辐射的实验规律 2）普朗克能量子假设 3）光电效应与爱因斯坦光子理论 4）康普顿效应 5）光的波粒二象性
黑体辐射的实验规律
1、热辐射
在任何温度下，一切宏观物体都以电磁波的形式 向外辐射能量。对于给定的物体而言，在单位时间内 辐射能量的多少以及辐射能量按波长的分布等都取决
普朗克于1858年4月23日出生于德国基尔 。从小就在音乐、文学及数学等方面显露了 才华，但最终选择了科学。 1877年在柏林 大学获得博士学位，先后在多座大学任教。 1889年接替导师基尔霍夫继任柏林大学科学 讲座教授，直到1926年退休。
1900年12月14日他在德国物理学会上，宣读了以 《关于正常光谱中能量分布定律的理论》为题的论文， 提出了能量的量子化假设，并导出黑体辐射能量的分 布公式。劳厄称这一天是“量子论的诞生日”。
1由维恩位,移 得公 T式 bm24.89901810093 5.9103 K
2MTT4 5.6 71 08(5.91 03)4 6.91 07Wm2
本章主要讲解五个方面问题： 1）黑体辐射的实验规律 2）普朗克能量子假设 3）光电效应与爱因斯坦光子理论 4）康普顿效应 5）光的波粒二象性
普朗克能量子假设
与实验符合
维恩公式 (1896年)
短波范围与实验符合，而 在长波范围内不符合
试验,起初是半经验的,即利用内插法将适用于短 波的维恩公式和适用于长波的瑞利—金斯公式衔接起来,在得 到了公式后,普朗克才设法从理论上去论证它。
MB
MB(T)15 eh 2πckhT 2c1
维恩位移定律在现代科学技术上具有极广泛的应 用，是测量高温、遥感、红外追踪等技术的物理基础 。
T m bb 2 .8 9 1 3 m 8 0 K
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。