2010年物理光学期末考试总结

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。

牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验上如何区分这两种干涉图样？ (5分) 解：⑴相同处：(2分) ⅰ干涉条纹都是同心圆环 ⅱ等倾干涉：条纹间距 )

1(20

ελ

+-=N h n n f

e N N

e N 1∝

即

越

向

边

缘

环

的

半

径

越

大

，

条

纹

越

密

等厚干涉：（牛顿环）m

R e m λ

21=,m 增加 m e 减少 ,即 越向外条纹越密

⑵

不

同

点

：

(1

分

)

ⅰ等倾干涉：2

cos 2λ

θ+=∆nh 对于h 固定时，θ=0是中央条纹，即

2

2λ

+=∆nh 光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应θ增大Δ减小，

m 减

小

ⅱ

等

厚

干

涉：2

2λ

+

=∆nh （若小角度入射时

）

中

央

条

纹

的

光

程

差

最

小即

2

λ

=

∆ 干涉极次最小即 λm =∆ 2

1

=

m

当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。

⑶实验上区别的方法，可以改变h 值的方法（用手压h 减小，反之h 增大）(2分) ⅰ等倾干涉：λθm nh ==∆cos 2，每个圆条纹均有自己的干涉极次m ，对于m 亮环来说，当h 变小时cos θ必然要增大，以保持λm 不变,因此这第m 极环所对应的半张角θ0 就跟着减小，也就是环的半径不断减小，环向中心收缩而且每减少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。 ⅱ等厚干涉：2

2λ

+

=∆nh ，对于h =0时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一

条纹是对应膜上厚度相同的点，当h 减小Δ减小，对应干涉极次m 减小，所以对于原来同一位置即同一半径r 处当h 减小时，干涉极次由m 减小到m -1，即牛顿环在h 变化时向外扩张。

写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I (t)的最大，最小值分别是多少？(5分)

解：⑴光强分布： 2

2

)0()(sin 11

δ

F I I t +=

（1分)

⑵各项含义：)

1(42

R R F -=

R –反射率 )0(I –入射光光强 )

(t I –透射光相干后在干涉仪处的光强 (1分)， δ–相邻两透射光位相差(1分)

⑶)0()0()(max 011I I I t =+=

当02

sin =δ

有最大值(1分)