物理光学知识点

第一章

波的基本性质

一. 填空题

1 某介质的介电常数为ε，相对介电常数为r ε，磁导率为μ，相对磁导率为r μ，则光波在该介质中的传播速度v =

）；该介质的折射率n =。

2 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生（反射和

折射）现象；反射角r θ、透射角t θ和入射角i θ的关系为（r

i θθ=，12sin sin i t n n θθ=）；设12,υυ分别为光波在

介质1、介质2中的时间频率，则12υυ和的关系为（12υυ=）；设12,λλ分别为光波在介质1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为（11

22n n λλ=）。

3 若一束光波的电场为152cos 210π⎡⎤⎛⎫=⨯- ⎪⎢⎥⎝

⎭⎣

⎦

r

r

z

E j t c

,则，光波的偏振状态是振动方向沿（y 轴）的（线）偏振光；

光波的传播方向是（z 轴）方向；振幅是（2）v m ；频率是（1510）Hz ；空间周期是（7310-⨯）m ；光速是（8310⨯）m/s 。

4 已知为波长632.8nm 的He-Ne 激光在真空中的传播速度为3.0x108m/s ，其频率为4.74x1014Hz ；在折射为1.5的透明

介质中传播速度v 为2.0x108m/s ，频率为4.74x1014Hz ，波长为421.9nm ；

5 一平面单色光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为

)cos(0r k t E E ⋅-=ω，用

复数表示为)(exp 0t r k i E E ω-⋅=；若单色球面(发散)光波的圆频率为ω、波矢为，其在真空中的光场E 用三角函数表示为

)cos()(1r k t E E ⋅-=ω，用复数表示为)(ex p 1t r k i r E E ω-⋅=；

6 一光波的波长为500nm ，其传播方向与x 轴的夹角为300，与y 轴的夹角为600，则其与z 轴的夹角为900，其空间

频率分别为1.732x106m -1、1x106m -1、0；

7 玻璃的折射率为n ＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为________；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为

________。

8 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上，发生现象；

(),()()r t θθθi 反射角透射角和入射角的关系为；设12,υυ分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则12

υυ和的关系为；设12,λλ分别为光波在介质1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为。

二. 选择题

1

[]0exp ()E E i t kz ω=--与[]0exp ()E E i t kz ω=-+描述的是（C ）传播的光波。

A.沿正

z 方向；B.沿负z 方向；

C.分别沿正z 和负z 方向；

D.分别沿负z 和正z 方向。

2 光波的能流密度S r

正比于（B ）。

A ．E 或H

B ．2E 或2H

C ．2E ，与H 无关

D ．2H ，与

E 无关

3 在麦克斯韦方程组中，描述法拉第电磁感应定律的方程是：（C ）。

A.D ρ∇⋅=；

B.0B ∇⋅=；

C.B E t ∂∇⨯=-

∂；D.D

H j t

∂∇⨯=+∂ 4

若某波长的光在某介质的相对介电常数为r ε，相对磁导率为r μ，则该光在该介质中的折射率为（B ）。

A.

n =

；B.n =

C.n =

D.n =

5 某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是（D ）。

A.小于45°；

B.30°

C.45°；

D.大于45°

6 在麦克斯韦方程组中，说明磁场是无源场的方程是：（B ）。

A.D ρ∇⋅=；

B.0B ∇⋅=；

C.B E t ∂∇⨯=-

∂；D.D

H j t

∂∇⨯=+∂ 7

若某波长的光在某介质的介电常数为ε，磁导率为μ，则该光在该介质中的传播速度为（A ）。

A.v

=

B.v =

C.v =

D.v

8 在介质1和2的分界面上（法线表示为n r ），若无面电荷和面电流，下列关系正确的是（B ）。

A.12()0n B B ⨯-=r r

r

；B.12()0n D D ⋅-=r r

r

；C.12()0n E E ⋅-=r r

r

；D.12()0n H H ⋅-=r r

r

9 全反射时，在折射率小的介质中的电场()。B 。

A ．等于零

B ．随离界面距离的增加按指数规律衰减

C ．等于常数

D ．随离界面距离的增加按指数规律增加

10 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为()。D

A ．

B θB ．

C θC ．

3πD ．2

π

11 当光波在两种不同介质中的振幅相等时，D 。

A.其强度相等

B.其强度不相等

C.不确定

D.其强度比等于两种介质的折射率之比

12 光从折射率小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的C 。

A ．电场和磁场都无相位变化B.电场和磁场都有相位突变

C.电场有相位突变，磁场无相位变化

D.电场无相位变化，磁场有相位突变

13 在相同时间内，同一单色光在空气和在玻璃中C 。

A.传播的路程相等，走过的光程相等。

B.传播的路程相等，走过的光程不相等。

C.传播的路程不相等，走过的光程相等。

D.传播的路程不相等，走过的光程不相等。

14 光在界面发生反射和透射，对于入射光、反射光和透射光，不变的量是D 。

A ．波长

B ．波矢

C ．强度

D ．频率

15 6.光波的能流密度S ϖ

正比于B 。

A ．E 或H

B ．2

E 或2

H C ．2E ，与H 无关D ．2

H ，与E 无关