物理光学总复习复习课程

物理光学总复习

一、选择题

1.E=E0exp(-i(wt-kz))和E=E0(-i(wt+kz))描述的是相反（沿+z或-z方向）传播的光波。

2.牛奶在自然光照时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是米氏散射。

3.早上或晚上看到太阳是红颜色，这种颜色可以用瑞利散射解释。

4.拍摄薄雾景色时，可在照相机物镜前加上红色滤光片，其原因可以用瑞利散射解释。

5.天空呈蓝色，这种现象可以用（瑞利散射）解释。

6.对右旋圆偏振光，

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

-i

1

2

2

逆着光传播的方向看，E顺时针方向旋转）。对

左旋圆偏振光，（

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

i

1

2

2

逆着光传播的方向看，E逆时针方向旋转）。

7.根据光强度的物理意义，光波的强度正比于振幅的平方（E²）。8光波的能流密度S正比于（电场强度E和磁场强度H）。

9琼斯矩阵

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

1

表示的是沿x轴方向振动的线偏振光标准归一化琼斯矢量形式。

10.光在介质中传播时，将分为o光和e光的介质属于单轴晶体。

11.光束经过乌拉斯敦棱镜后，出射光只有一束，入射光应为线偏振光或入射光束锥角大于偏振棱镜的有效孔径。

12.劈尖的干涉属于等厚干涉，对反射光的干涉，若（不）考虑半波损失，其棱线总是处于暗纹（亮纹）位置。

13.如果线偏振光的光矢量与1/4玻片光轴夹角为45°，那么该线偏振光通过1/4玻片后一定是圆偏振光。

14.一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射光等于布儒斯特角θB，则在界面的反射光为线偏振光(完全偏振光)。

15.对于完全非偏振光，其偏振度为P=(IM-Im)/(IM+Im)=0；对于完全偏振光，其偏振度为P=(IM-Im)/(IM+Im)=1。

16.线偏振片通过玻片后，一定是线偏振光，只是振动面的方位较入射光转过了2 。

17.在晶体中至少存在4个（单轴晶体），5个（双轴晶体）方向，当强度E沿这些方向时，E与相应的电位移矢量D的方向相同。

18.四个复数exp[-i(wt-kz)]、exp[+i(wt-kz)]、exp[-i(kz-wt)]、exp[+i(kz-wt)]表示的是同一列光波。

19.对于单轴晶体中的o光而言，以下说法正确的是O光：E//D,k//s；e光：E 与D有夹角α，E不平行D。

20.斯托克斯参量表示法描述的光部分、完全非偏振光。

21.喇曼散射和瑞利散射的主要区别在于散射光和入射光波长不同。

22.菲涅尔衍射和夫琅和费衍射的区别条件是观察屏到衍射屏距离Z1与衍射孔的线度之间的相对大小。当λ=0.633um，孔径线度为2mm时，菲涅尔衍射区域是Z1>>1cm(Z1>>3cm为夫琅和费衍射)。

23.为表征椭圆偏振，必要的三个独立量是（振幅α１、α２和位相差δ，或长短轴ａ、ｂ和表明椭圆取向的ψ角）。

24.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）。

25.喇曼散射的谱线不同于瑞利散射，喇曼散射由（瑞利散射线、喇曼红伴线（斯托克斯线）、喇曼紫伴线（反斯托克斯线））组成。

26.孔脱系统研究了反常色散现象，认为反常色散介质对光的（吸收）有密切联系。

二、填空题

1.对于对于立方晶体，其主折射率(

0321n n n n ===)，对于单轴晶体。其主折射率为（e o n n n n n ===321，)，对于双轴晶体，其主折射率为(321n n n ≠≠)。

2.光学区域包含哪些(红外线，可见光，紫外线），光学频谱的波长范围(1mm 到10nm )，光纤的“窗口”是短波长“窗口”（0.8~0.9μm ）以及（1310nm ）和（1550nm ）。

几种线偏振光的标准的归一化琼斯矢量是（ ）。

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：πϕπϕm 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：πϕπϕ）（122,+<<=m m e E E E E i ox oy x y ，琼斯矢量的表示式为

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡-i 122。

3. 自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式及偏振度计算公式），全反射时s 光和p 光的相位特性（相位差计算公式）。

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 光的相位特性（相位差计算公式）。 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 +-= 相位特性：θθθϕϕϕ12

211sin sin cos arctan 2n ro rs -=-=∆

△φ=φrs-φrp=2arctan{[os θ1√(sin ²θ-n ²)]/sin ²θ},n=n2/n1

4.理解等厚和等倾干涩，如劈尖干涉和牛顿环，理解平行平干涉中，反射光干涉条纹与透射光干涉条纹关系。

5.两束光发生干涉的必要条件时具有相同的（频率，振动方向），同一型号的两只激光器发出的激光具有非常相近的强度、波长和偏振方向，那么这两属激光（不能发生相干）。

6.若光矢量的波矢k 与晶体某一主轴方向平行，则可以断定其光矢量E 和相应的电位移矢量D(平行)，用单轴晶体制作的波片可以改变入射光的偏振态，其光轴方向为(与波片通光面平行）。

7.沿KDP 晶体的光轴正向分别施加强度500V/mm 和200V/mm 的电场，则相应的感应晶体的主轴相对于未加电场时晶体的主轴旋转角度分别为a1和a2.则a1/a2为(1)；KDP 型晶体外加电场平行与光轴的纵向应用的半波电压是