物理光学与应用光学第二版课件及课后习题答案

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应用光学第二版胡玉禧课件第二章

−l
β =
y' y
y' nl ' = β = y n ' l （2.15） -------垂轴放大率仅取决于共轭面的位置。
l'
第二章
高斯光学
四、近轴光学公式的实际意义 1、作为衡量光学系统成像质量的标准； 2、近似确定光学系统的成像尺寸。例1.(习题1）一根长500mm， n =1.5的玻璃棒，两端面为凸球面，半径分别为50mm和100mm，高1mm的物体位于左端球面顶点之前200mm处，
图2.11 过节点的光线
第二章
高斯光学
B A′ A F H H′ F′ B′
§2-5 由基面、基点求理想像
一、作图法求像 1、典型光线及性质 2、用作图法求光学系统的理想像 1) 轴外点B或一垂轴线段AB 的像（图2.14-5）
B′ B A′ F A N H M M ′ N′ H′ F′
M 2 ' A2 ' // N 2 ' F2 '
图（d）：为（a）、（b）、（c）的总结果图。
B′ A2 F2 H2 H F1′ 2′ A2′ F2′ A1′ A1 F1 M1′
M1 H1 F2
M2
M2′ A2′ F ′ 2
H1′ H2 F1′ 2′ H
图 (c)
图 (d )
第二章
二、解析法求像
高斯光学
3、作图注意几点(P.37）
图2. 16
作图法求轴上点的像
第二章
高斯光学
图（b）：同2）中法一；
轴上点经两个光组的像图（a）：作A1M1 ；
M1
A F1 F2 H1 H1′H2 F ′H2′ 1 F2′ A1

物理光学与应用光学2

对于一定的光波长和干涉装置，光源宽度b较大，且满足：
b 或b d
时，通过S1和S2两点的光将不发生干涉，因而这两点的光场没有空间相干性。
R
称：
为光源的临界宽度，式中，β =d/R是干涉装置中的两小孔S1 和S2对S的张角。当光源宽度不超过临界宽度的1/4时，经计算可求出这时的可见度V≥0.9。此光源宽度称为许可宽度，并
2.6 光的相干性
——空间相干性和时间相干性
1. 光源大小对干涉条纹可见度的影响 ——光的空间相干性
在图2-3所示的杨氏干涉实验中，如果采用点光源，则通过干涉系统将产生清晰的干涉条纹，V=1。如果采用扩展光源，其干涉条纹可见度将下降。
这是因为，在扩展光源中包含有许多点光源，对于每个
点光源都将通过干涉系统在干涉场中产生各自的一组干涉条
2
时，V=0，完全不相干。能够发生干涉的最大光程差叫相干长度，用Δ C表示。显然，光源的光谱宽度愈宽，Δ λ 愈大，相干长度Δ C愈小。在实际应用中，除了利用相干长度考察复色性的影响外，还经常采用另外一个参量——相干时间τ
C来度
量。τ
C定义为:
C
C c
式中，c是光的速度。相干时间τ
C反映了同一光源在不 C内不同时刻发
I

k 0 k / 2
k 0 k / 2
2 I 0 (1 cosk )dk
sin k 2 cos(k ) 2 I 0 k 1 0 k 2
上式中的第一项是常数，表示干涉场的平均光强度；第
2 dI 2 I 0dx1 cos '
式中，Δ ′是由C处元光源发出的、经S1和S2到达P点的两支相干光的光程差。由图中几何关系可以得到如下近似结果：

物理光学与应用光学第二版课件第六章PPT课件

由此，朗伯定律可表示为
K 4
(6.2-3)
4 l
I I0e
(6.2-4)
各种介质的吸收系数差别很大，对于可见光，金属的 K≈106cm-1 ，玻璃的
K≈10-2cm-1，而一个大气压下空气的K≈10-5cm-1。这就表明，非常薄的金属片就
吸收元素
O O H Na Na He Fe
符号
E1 F G G
H K
波长/nm 吸收元素
518.362
Mg
486.133
H
430.791
Fe
430.774
Ca
466.273
Ca
396.849
Ca
393.368
Ca
第26页/共82页
6.3 光的色散
介质中的光速(或折射率)随光波波长变化的现象叫光的色散现象。在理论上，光的色散可以通过介质折射率的频率特性描述。
n~，则n有 i
n~2 (n i)2 (n2 2 ) i2n
将(6.1-13)式与(6.1-12)式进行比较，可得
(6.1-13)
n2
2n
2 1 Ne2 0m
Ne2
0m (02
02 2 (02 2 )2
2 )2 2 2
2
2
(6.1-14)
第6页/共82页
第27页/共82页
的分光作用，使得通过P1的每一条谱线都向下移动。若两个棱镜的材料相同，它们对于任一给定的波长谱线产生相同的偏向。因棱镜分光作用对长波长光的偏向较小，使红光一端a1下移最小，紫光一端b1下移最大，结果整个光谱a1b1仍为一直线，但已与ab成倾斜角。如果两个棱镜的材料不同，则连续光谱a1b1将构成一条弯曲的彩色光带。

光学教程第二版习题答案(一至七章)

∴ d1
=
h1 − h2 tan u1′
= 1.5 −1 0.015
= 33.33mm
tan u2 ′ = tan u2
+
h2 f 2′
= 0.015 +
1 = 0.011
− 250
∴d2
=
h2 − h3 tan u2 ′
1 − 0.9 =
0.011
= 9.091mm
2－13 一球形透镜，直径为 40mm，折射率为 1.5，求其焦距和主点位置。
= −200mm
lH
= dϕ2 ϕ
= 50 × 5 = −100mm − 2.5
2－11
有三个透镜，
f1′
= 100mm，
f2′
= 50mm，
f
′
3
=
−50mm，其间隔 d1
= 10mm，
d 2 = 10mm ，设该系统处于空气中，求组合系统的像方焦距。
解：设 h1 = 100mm， u1 = 0 ，则：
tan u3′
= tan u3 +
h3 f3′
= 2.8 +
62 − 50
= 1.56
∴组合系统的像方焦距为：
f
′=
h1 tan u3′
100 =
1.56
= 64.1mm
2－12
一个三片型望远镜系统，已知
f
′
1
= 100mm，
f
′
2
=
−250mm ，
f
′
3
= 800mm，入
射平行光在三个透镜上的高度分别为： h1 = 1.5mm， h2 = 1mm ， h3 = 0.9mm ，试求合成

物理光学与应用光学第二版课件第二章

1) 干涉条纹可见度(对比度)
干涉条纹可见度定义为
V def IM Im IM Im
(2.1-11)
当干涉光强的极小值Im=0时，V=1，二光束完全相干，条纹最清
晰；当 IM=Im 时， V=0 ，二光束完全不相干，无干涉条纹；当
IM≠Im≠0时，0＜V＜1，二光束部分相干，条纹清晰度介于上面
第2章光的干涉图 2-4 菲涅耳双棱镜干涉装置
第2章光的干涉图 2-5 菲涅耳双面镜干涉装置
第2章光的干涉图 2-6 洛埃镜干涉装置
第2章光的干涉
这些实验的共同点是：
① 在两束光的叠加区内，到处都可以观察到干涉条纹，只是不同地方条纹的间距、形状不同而已。这种在整个光波叠加区内，随处可见干涉条纹的干涉，称为非定域干涉。与非定域干涉相对应的是定域干涉，有关干涉的定域问题，将在2.5节中讨论。
(2.1-13)
第2章光的干涉
①如果S1、S2到S的距离相等，ΔR=0，则对应=2mπ(m=0,
±1, ±2, …)的空间点，即
y m D
d
(2.1-14)
处为光强极大，呈现干涉亮条纹；对应φ=(2m+1)π的空间点，即
y m 1 D
2 d
处为光强极小，呈现干涉暗条纹。
AB BC h
cos2 AN AC sin1 2h tan2 sin1
再利用折射定律
n sin2 n0 sin1
可得到光程差为
2nh cos2 2h n2 n02 sin2 1
② 在这些干涉装置中，都有限制光束的狭缝或小孔，因而干涉条纹的强度很弱，以致于在实际中难以应用。

物理光学与应用光学2

补偿。但对于白光光源，因为玻璃有色散，不同波长的光有
不同的折射率，通过玻璃板时所增加的光程不同，无法用空
气中的行程补偿，因而观察白光条纹时，补偿板不可缺少。
白光条纹只有在楔形虚平板极薄(M1与M2′的距离仅为几个波长)时才能观察到，这时的条纹是带彩色的。如果M1 和M2′相交错，交线上的条纹对应于虚平板涉仪，与迈克尔逊
干涉仪相比，在光通量的利用率上，大约要高出一倍。这是因为在迈克尔逊干涉仪中，有一半光通量将返回到光源方
向，而马赫-泽德干涉仪却没有这种返回光源的光。
马赫-泽德干涉仪的结构如图2-36所示。G1、G2是两块分
别具有半反射面A1、A2的平行平面玻璃板，M1、M2是两块平
2.4 两个典型双光束干涉仪
1. 迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪的结构简图如图2-32所示，G1和G2是两块折射率和厚度都相同的平行平面玻璃板，分别称为分光板和补偿板，G1背面有镀银或镀铝的半反射面A，G1和G2互相平行。M1和M2是两块平面反射镜，它们与G1和G2成45°设置。从扩展光源S来的光，在G1的半反射面A上反射和透射，并被分为强度相等的两束光Ⅰ和Ⅱ，光束Ⅰ射向M1，经M1反射后折回，并透过A进入观察系统L(人眼或其它观察仪器)；光束Ⅱ通过G2并经M2反射后折回到A，在A反射后也进入观察系统L。这两束光由于来自同一光束，因而是相干光束，可以产生干涉。
面反射镜，四个反射面通常安排成近乎平行，其中心分别位于一个平行四边形的四个角上，平行四边形长边的典型尺寸是1～2m，光源S置于透镜L1的焦点上。S发出的光束经L1准直后在A1上分成两束，它们分别由M1、A2反射和由M2反射、A2 透射，进入透镜L2，出射的两光相遇，产生干涉。
图 2 36 马赫泽德干涉仪 -

物理光学与应用光学第二版课件第四章

因为
所以
E⊥=E cosα
(4.2 - 22)
E c E 1 o 0 s n 2 D co 0 s ( n c 1o )2D s co 0 s ( n c 1o )2D s
(4.2 - 23)
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性图 4-3 E⊥和D⊥的定义
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性
可表示为
最后应指出，张量与矩阵是有区别的，张量代表一种物理量，因此在坐标变换时，改变的只是表示方式，其物理量本身并不变化，而矩阵则只有数学意义。因此，有时把张量写在方括号内，把矩阵写在圆括号内，以示区别。
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性
4.1.2
由电磁场理论已知，介电常数ε是表征介质电学特性的参量。在各向同性介质中，电位移矢量D与电场矢量E满足如下关系：
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性图 4-1 平面光波的电磁结构
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性
w m 1 2 B H 2 n cH (E k ) 2 n c(E k )k(4.2-14)
于是，总电磁能量密度为
n wwewmc|S|sk
对于各向同性介质，因s与k同方向，所以有
样一种光波，在进行公式运算时，可以以-iω
/t ，以
(iωn/c) k代换算符。经过运算，(4.2-1)～(4.2-4)式变为
第 4 章光在各向异性介质中的传播特性
H k c D n
E k 0c H n
k D 0 k H 0
(4.2 - 8)
(4.2 - 9) (4.2 - 10) (4.2 - 11)
角与E和D之间的夹角相同(图 4-1)。
由此，我们可以得到一个重要结论：在晶体中，光的能量

物理光学与应用光学第二版课程设计

物理光学与应用光学第二版课程设计一、引言物理光学是光学的重要分支之一，它主要研究的是光的本质、光与物质的相互作用以及光的传输特性等问题。

与此相关的应用光学则是对物理光学研究成果的应用，它广泛应用于激光技术、光通信、医疗设备、光学传感器等领域。

本课程设计的目标是帮助学生深入了解物理光学与应用光学的理论和实践，并实现对光学现象的定量描述和分析。

本文将具体阐述该课程设计的主要内容。

二、课程设计内容2.1 实验环节本课程设计将涵盖一系列的物理光学实验，旨在通过实验来帮助学生深入了解物理光学的理论和实践。

具体实验内容如下：2.1.1 双缝干涉实验本实验通过展示双缝干涉，向学生介绍了干涉的基本原理和定义，以及如何使用Michelson干涉仪进行干涉测量、间接测量折射率。

2.1.2 线性偏振实验本实验通过展示光的偏振来介绍光的偏振原理，向学生介绍光的偏振状态和光的偏振干涉。

2.1.3 光栅光谱实验本实验将介绍光栅光谱，为学生介绍如何使用光栅、光栅的性能和分辨率等内容，并演示如何使用光谱仪进行光谱测量。

2.1.4 红外吸收实验本实验将介绍红外吸收光谱，为学生介绍如何使用红外吸收光谱仪，如何测量样品吸收光谱，以及如何用此数据测定样品化学构成。

2.2 课堂教学环节除了实验环节外，本课程设计还将包含丰富的理论讲解环节。

这些讲解将使学生更加深入地了解物理光学与应用光学的理论基础。

具体课堂教学环节如下：2.2.1 光的波动理论本环节将介绍光的波动理论，向学生介绍Maxwell方程组、波长、频率等概念，讲解光的相干性、衍射、干涉、偏振等光学现象。

为学生提供基础理论知识，奠定理论基础。

2.2.2 光的量子理论本环节将介绍光的量子理论，向学生介绍波粒二象性、光的能量、量子力学等概念，帮助学生理解光子的性质和行为。

2.2.3 光束传输理论本环节将介绍光束的传输理论，向学生介绍光线追迹、非线性光学、自聚焦等内容，以及光纤通信、激光器等应用。

《物理光用与应用光学》第二版习题解答

进行坐标变换：
ïìEx = Ex 'cosa - E y 'sina ïîíE y = Ex 'sina + E y 'cosa
代入上面的椭圆方程：
(Ex
'2
cos 2
a
+
E
y
'2
sin
2
a
-
2Ex
'
E
y
'sina
cos a
)E
2
y0
+
(Ex
'2
sin 2
a
+
Ey
'2
cos 2
a
+
2Ex
'
Ey
' sin a
解：（1）∵ k = w / v
d (kv)
dv
∴vg =
dk
=v+k dk
∵ k = 2p / l
∴ dk = -(2p / l2 )dl
∴ vg
=
v-l
dv dl
=v-l
b2l c2 + b2l2
= c2 + b2l2 - b2l2
=
c2
c2 =
c 2 + b2l2
c 2 + b2l2 v
（2）∵
2 cosq1 sinq 2
Ei0 p sin(q1 + q 2 ) cos(q1 - q2 )
①、②依据题意，介质平板处在同一种介质中，由 Fresnel's Fomula 的前两项，可以看
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物理光学与应用光学第二版课件第七章

a
6
第 7 章几何光学基础
在各向同性介质中，能流密度矢量和波矢量方向相同,光线方向即代表了能量的流动方向，也表示光波传播的波矢量方向。光源发出的光场在空间任一点的光线和相应的波面垂直，光波波面法线就是几何光学中的光线。
同一波面的光线束称为光束。如果光束中光线能够直接相交一点或各光线的反向延长线能够相交于一点，这样的光束称为同心光束。球面波对应于会聚或发散的同心光束，平面波对应于平行光束，有时和同一波面对应的光束沿两个相互垂直的方向分别会聚成位于不同位置的两条线段，称为像散光束，如图7-2所示。
第 7 章几何光学基础
第 7 章几何光学基础
7.1 几何光学的基本定律
7.2 单个折射球面的光路计算
7.3 单个折射球面的近轴区成像
7.4 球面反射镜成像
7.5 共轴球面光学系统
7.6 薄透镜成像
7.7 平面的折射成像
7.8 平面镜和棱镜系统
例题
a
1
第 7 章几何光学基础
7.1 几何光学的基本定律
7.1.1 波面、发射光能的物体称为光源。实际光源都有一定的大小，
光源的大小影响着光源辐射光场的分布。如果光源的大小与其辐射光能的作用距离相比可略去不计时，该光源称为点光源。点光源是为了简化光波传播问题的研究而引入的一Biblioteka 物理模型，它被抽象为一个几何点。
a
2
第 7 章几何光学基础
光源发出的光波是一种电磁波，可以采用描述电磁波的基本参数描述光波，譬如频率、波长和相位等。实际光源发射的光波包含多种频率的成分，称为复色光。通常为了简化光波传播问题的研究，主要研究单一频率的光波，即单色光(或简谐电磁波)。对于由同一光源发出的单色波，在同一时刻由相位相同的各点所形成的曲面称为该光波的波面。波面可以是平面、球面或其它曲面，单色点光源的波面为球面。光波沿波面的法线方向前进，将该方向定义为光波的方向，通常用波矢量描述，它与波面垂直。

应用光学第二版胡玉禧课件第3章

第三章平面零件成像
解：平面镜成β=1的像，且分别在镜子两侧，物像虚实相反。设透镜的物距和像距分别为l 和l′，则
l '−l = 600 − 150 = 450
β =− =
1 2 l' l
150 600 150
解此二式得 l′＝150mm 和 l＝-300mm
1 1 1 − = l' l f '
直角棱镜屋脊棱镜两个互相垂直的反射面称为屋脊面第三章平面零件成像直角棱镜与屋脊棱镜比较直角棱镜反射与屋脊棱镜反射比较屋脊棱镜反射x1o1a1z1zyxooyo1c1d1b1y1z2o2zyxof2a2oyo2c2e2d2b2x2y2直角棱镜反射第三章平面零件成像分光棱镜第三章平面零件成像分色棱镜第三章平面零件成像转像棱镜第三章平面零件成像yyxxzzxxzzyy别汉棱镜别汉棱镜第三章平面零件成像双像棱镜4545454545454545aaaaaa第三章平面零件成像35平面镜棱镜系统成像方向的判断一棱镜系统的成像方向判断的原则1ox出射坐标轴方向
D2 10 5l2 ' = + 2 2 100 10 ×16.2 D2 = 10 + = 11.62 100
20
15 11.62 F＇ 10
50
16.2
第三章平面零件成像
屋脊棱镜的平面表示方法
第三章平面零件成像
r = ∞
l ' = −l
即像与物相对于平面镜来说是对称的。(性质1）
第三章平面零件成像
②放大率公式：
即物像大小一致，且成正像。但左右相反。（性质2）
第三章平面零件成像
3、镜像与一致像 1）所谓镜像是指物体经平面反射镜成像时，像和物大小相等形状不同，若物为右手坐标，像为左手坐标，这种像称为镜像。见图3.10 特点：像与物上、下同向，但左右却颠倒，它可通过奇数次反射得到。 2）一致像：物为右手坐标， y′

物理光学与应用光学习题和解答

《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：i E ))65.0(10cos(10152t cz-⨯⨯=π，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z H 1014=ν，在z = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。

求f x ， f y ， f z 。

1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态： (1))sin(0kz t E E x -=ω，)cos(0kz t E E y -=ω; (2) )cos(0kz t E E x -=ω，)4cos(0πω+-=kz t E E y ;(3) )sin(0kz t E E x -=ω，)sin(0kz t E E y --=ω。

1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x 轴的夹角为α，椭圆的长、短轴各为2a 1、2a 2，E x 、E y 的相位差为ϕ。

求证：ϕαcos 22tan 220000y x y x E E E E -=。

1-5.已知冕牌玻璃对0.3988μm 波长光的折射率为n = 1.52546，11m 1026.1/--⨯-=μλd dn ，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，222λb c v +=，其中c 是真空中的光速，λ是介质中的电磁波波长，b 是常数。

(2)充满色散介质（)(ωεε=，)(ωμμ=）的直波导管中的电磁波，222/a c c v p -=εμωω，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内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︒=501θ，n 1 = 1，n 2 = 1.5，则反射光的光矢量与入射面成多大的角度？若︒=601θ时，该角度又为多1-2题用图大？1-10. 若要使光经红宝石（n = 1.76）表面反射后成为完全偏振光，入射角应等于多少？求在此入射角的情况下，折射光的偏振度P t 。

物理光学与应用光学第二版课件及课后习题答案

公式(1-6)表示电位移矢量是由正电荷所在点向外发散或向负电荷所在处汇聚. 公式(1-7)表示磁场是无源场. D H J （1-8） t 公式(1-8)说明环形磁场可由传导电流产生,也可由位移电流产生.
3.物质方程
麦克斯韦方程组中涉及的函数有E，D，B，H，和J, 等除以上等式外，它们之间还有一些与电磁场所在媒质的性质有关的联系，称为物质方程
很强时，光与介质的相互作用过程会表现出非线性光学特性。
麦克斯韦（J.C.Maxwell)简介 (1831--1879)
一、生平
在法拉第发现电磁感应定律那一年，即1831年，麦克斯韦在英国的爱丁堡出生了。他从小聪明好问。父亲是个机械设计师，很赏识自己儿子的才华，常带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。十岁时送他到爱丁堡中学。在中学阶段，他就显示出了在数学和物理方面的才能，十五岁那年就写了一篇关于卵形线作图法的论文，被刊登在《爱丁堡皇家学会学报》上。1847年，十六岁的麦克斯韦考入爱丁堡大学。 1850年又转入剑桥大学。
。
旋度：
E
是“矢量积”
一个矢量场在某点的旋度描述了场在该点周围的旋转情况。旋度的计算： i j k Ez E y Ex Ez E y Ex E y z i z x j x y k x y z Ex E y Ez
D H j t
符号的意义：
哈密顿算符：
i j k x y z
具有矢量和求导的双重功能 Dx Dy Dz 散度： D D
x y z
是“标量积”
一个矢量在某点的散度表征了该点“产生”或 “吸收”这种场的能力(即矢量从该点发散或会聚与该点的性质)若一个点的散度为零则该点不是场的起止点． E 称为E 的散度,空间某点的散度描述了 E矢量从该点发散或会聚与该点的性质.

物理光学与应用光学2

进一步，由于平板两侧的折射率与平板折射率不同，
无论是n0＞n，还是n0＜n，从平板两表面反射的两支光中总有一支发生“半波损失”。所以，上面得到的光程差还
应加上附加光程差λ /2，故
2nh cos 2

2
如果平板两侧的介质折射率不同，并且平板折射率的大小介于两种介质折射率之间，则两支反射光间无“半波损失”贡献。此时，光程差仍采用公式：
4. 牛顿环干涉——一种特殊的尖劈干涉
如图2-15所示，在一块平面玻璃上放置一曲率半径R很大的平凸透镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚度由零逐渐增大的空气薄层。当以单色光垂直照射时，在空气层上会形成一组以接触点O为中心的中央疏、边缘密的圆环条纹，称为牛顿环。它的形状与等倾圆条纹相同，但牛顿环内圈的干涉级次小，外圈的干涉级次大，恰与等倾圆条纹相反。若由中心向外数第N个暗环的半径为r，则由图2-15可知
2nh cos 2 2h n n sin 1
2 2 0 2
（2）等倾干涉的光强分布公式
在透镜焦平面上，等倾干涉的光强分布为：
I I 01 I 02 2 I 01I 02 cos(k)
式中，I01和I02分别为两支反射光的强度。显然，形成亮暗干涉条纹的位置，由下述条件决定：即相应于光程差

m=0,1, 2 …
显然，棱线总处于暗条纹的位置。如果考虑到光在上表面 (或下表面)上会发生“半波损失”，在棱线处上、下表面的反射光总是抵消，则在棱线位置上总为光强极小值就是很自然的了。
若劈尖上表面共有N个条纹，则对应的总厚度差为：
d N

2n
式中，N可以是整数，亦可以是小数。相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离，即条纹间距为：

物理光学与应用光学石顺祥课后答案

《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：，试求该光的i E ))65.0(10cos(10152t cz-⨯⨯=π频率、波长，玻璃的折射率。

1-2. 已知单色平面光波的频率为，在z H 1014=νz = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。

求f x ，f y ， f z 。

1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：(1)，;)sin(0kz t E E x -=ω)cos(0kz t E E y -=ω(2) ，)cos(0kz t E E x -=ω;)4cos(0πω+-=kz t E E y (3) ，。

)sin(0kz t E E x -=ω)sin(0kz t E E y --=ω1-4. 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2a 1、2a 2，E x 、E y 的相位差为。

求证：。

αϕϕαcos 22tan 22000y x y x E E E E -=1-5.已知冕牌玻璃对0.3988μm 波长光的折射率为n = 1.52546，，11m 1026.1/--⨯-=μλd dn 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，，其中c 是真空中的光速，是介质中的电磁波波长，222λb c v +=λb 是常数。

(2)充满色散介质（，）的直波导管中的电磁波，)(ωεε=)(ωμμ=，其中c 真空中的光速，a 是与波导管截面有关的常数。

222/a c c v p -=εμωω1-7. 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︒450456'︒︒901-8. 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内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，n 1 = 1，n 2 = 1.5，则反射光的光矢量与入射面成多大的角度？若时，该角度又︒=501θ︒=601θ1-2题用图为多大？1-10. 若要使光经红宝石（n = 1.76）表面反射后成为完全偏振光，入射角应等于多少？求在此入射角的情况下，折射光的偏振度P t 。

应用光学第二版胡玉禧课件第4章

第四章
2、光学量
光阑和光能计算
1）接收器的光谱响应光谱光视效率即视见函数V（λ）：指人眼对不同波长电磁辐射的反应程度。对λ＝555nm ，V（λ）=1 ；对其它光波：V（λ）<1。 2）光通量Φ：表示可见光对人眼的视觉刺激程度的量。单位：流明（lm）
Φ = ∫ V (λ )Φ (λ )dλ
第四章
光阑和光能计算
解： 1）先求物点的位置。设一物位于放大镜的左侧，经放大镜成像后位于瞳孔左侧25cm（明视距离）处。将f＇＝ 5cm，l＇= (-25+6) = -19cm ，代入高斯公式得
l= l ' f ' (−19) × 5 = = −3.95 ≈ 4(cm) ——物点位于放大镜的左侧约4cm处； f '−l ' 5 − (−19)
tgu 2 = 1 = 0.04 30 − 4
比较u1和u2可知，瞳孔为孔径光阑。
3）求入瞳。因为孔径光阑经前面的光学系统所成的像为入瞳。所以L2＇为入瞳，位于放大镜的左侧30cm处，口径为2cm。
第四章
光阑和光能计算
4）求出瞳。因为孔径光阑即瞳孔后无光学系统，故瞳孔又为出瞳。 5）求视场光阑。由于L2＇对入瞳中心即自身中心的张角为90°，放大镜对入瞳中心的张角
0 ∞
Φ = 683∫ V (λ )Φ(λ )dλ
400
760
3）发光效率η
η=
Φ = Φe C ∫ V (λ )Φ (λ )dλ
0 ∞
∫
∞
单位：流明 / 瓦（lm / w）
ds dω = 2 r源自第四章这是一双透镜L1,L2 构成的系统，现在两透镜之间放入一个小孔 Q1QQ2，