习题集--《工程光学-物理光学》_测控专业

《工程光学-物理光学》

习题集_测控专业

【教程章节】

第十一章光的电磁理论基础

第十二章光的干涉和干涉系统

第十三章光的衍射

第十五章光的偏振和晶体光学

【核心教材】

郁道银，谈恒英，《工程光学》， 2011年出版了国家“十一五”规划教材（第3版）。

【参考教材】

1.蔡怀宇，《工程光学复习指导与习题解答》，机械工业出版社。

2.梁铨廷，《物理光学》，电子工业出版社（第3版）。

配套教材《物理光学·学习指导与题解》，

3.石顺祥等编著，《物理光学与应用光学》，（第2版）。

4.韩军等著，《物理光学学习指导》，西北工业大学出版社。

5.赵建林（西北工业），《高等光学》，国防工业出版社，2002年

第一版，

6.波恩，沃尔夫，《光学原理》(中英文版)，电子工业出版社。

7.Eugene Hecht, Cunlin Zhang,《Optics》, Higher education

press.

8.工程光学网站：202. 113. 13. 85。

9.中国期刊网，万方网，维普期刊全文数据库等。

10.中国光学学会网 /;

11.SPIE:

【课程题型类别】

传统型作业、模拟题、思考题、阅读题

第十一章光的电磁理论基础

【阅读理解题】【思考与讨论题】【计算题】

【一、阅读理解题】

==《工程光学复习指导与习题解答》P.99-101

例题7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5

【三、计算题】

==《工程光学》书本，P.337--339

第1，2, 3----23，30题，任选10-15题

【思考与讨论题】

== 写出无源、无传导电流静场的麦克斯韦方程组（积分形式或者微分形式）

== 无色散情况下的物质方程和其物理意义，

== 波动方程一般形式，及光波沿z轴正向传播的波动方程表示式。== 沿z轴正向传播的平面波简谐波解的表达式，以及主要参量之间的关系。

== 总结驻波的特点。

== 理解相速度和群速度。

==什么是光和光学？研究内容的分类？

==理解：“几何光学” 和“物理光学” 各自的理论体系，研究方法，了解之间的区别和之间的关系。（此问题回答贯串各章节学习内容。）

==静电场和稳恒电流磁场与非稳定电磁场，用麦克斯韦方程组的积分表示式不同之处？物理模型有何区别？

==倏逝波存在的条件，什么是倏逝波？倏逝波的特性？

==光学拍，条件之一是要频率接近。则，如果频率相差大，会有什么

现象以及会有什么用途？-查阅清华大学精仪系张书连教授的研究。==什么是拉曼散射？什么是瑞利散射？这两种散射有什么样的关系呢？

【补充计算题】

== 两束振动方向相互垂直的线偏振光在某点的场表示为，

是在一个振动周期内选定8等分的8个不同的时刻，求出各点的合成矢量，并确定端点运动的轨迹。(0,T/8, 2T/8, 3T/8, 4T/8…T）

第十二章光的干涉和干涉系统

【复习与思考题】

== 讨论“11-5 节光波的叠加”与“12-1 光波的干涉条件”，在处理方法有什么不同？

==书P.354—357，斐索干涉仪和迈克耳逊干涉仪（自学）

==分别从以下几个方面比较：等倾干涉条纹与等厚干涉条纹

1.光程差公式，干涉条件；

2.中心干涉条纹的级次；

3.中心条纹的明暗性；

4.条纹形状，疏密性，

5.条纹的间距，

·····

【阅读理解题】

==《工程光学复习指导与习题解答》P.114--118

例题：8-1, 8-2, 8-3，8-4, 8-5, 8-6,8--8

==《工程光学复习指导与习题解答》P.121，（选做）

四、自测练习

== P.111，5.典型的双光束干涉系统及应用。

==P.112，6.平行平板的多光束干涉及应用。

==P.121，四、自测练习，23 选择填空

《工程光学》，习题 P.374---377， 第 1--21，任选5-10题；第22, 23, 24 题

==（习题册 ，P .125）在杨氏双缝干涉实验中，双缝间隔为0.5mm, 接收屏距离双缝1m,点光源距离双缝300mm,发射出500nm 的单色光，试求：

（1）屏上干涉条纹的间隔； （2）若点光源由光轴向下移动2mm,

（3）若电源发射出的光波为500±2.5nm 范围的 准单色光，求屏上能看到的干涉极大的最高 级次；

（4 它的临界宽度是多少？

==一双缝实验，如图所示，波长λ的单色光垂直入射到缝宽为d 的双缝上，在远处的屏幕上观察到干涉条纹。将一块厚度为t ，折射率n 的玻璃片放在S 1和屏幕之间， （1）讨论P 0点的光强特性

（2）如果将一个缝的宽度增加到2d ，而另一个缝的宽度保持不变，P 0点的光强发生怎样变化？（假设薄片不吸收光） 解：

==已知汞绿线的超精细结构为546.0753nm, 546.0745nm, 546.0734nm, 546.0728nm,它们分别是汞的同位素Hg 198, Hg 200, Hg 202, Hg 204。问用法布里-珀罗干涉仪，简称：F-P 标准具，分析者一结构如何选择标准具的间

距？标准具板面反射率R=0.9。

==请设计利用干涉法测量气体折射率的光学装置，并简要说明原理。方法：（设计+思考+阅读题）

1. 杨氏干涉法

2. 迈克耳逊干涉法

3. 泰曼干涉法

==激光器的谐振腔可以看做是一个法布里--珀罗标准具。

(1) 导出激光器输出的激光光波的频率间隔表示式；

(2) 导出输出谱线宽度的表示式；

(3)若氦氖激光腔长h=0.5 m,两个反射镜的反射率R=0.99，输出激光光波的频率间隔和谱线宽度是多少？（设气体折射率n=1,输出谱线的中心波长nm

8.

632

=

λ）。

==理解与推导平行平板多光束等倾干涉条纹间距

2.07

s

2

s

π

ε=

=

解得

其中