电子科技大学物理光学考研选择

考试大纲

1光的电磁理论（各向同性介质）

知识要点：

1）光波的电磁特性（波长或频率范围，光波区别于其它电磁波的产生、传播、探测方式，光波能量密度、能流密度矢量、光强）2）光学介质的电磁特性（折射率，透明、线性、非色散）、

3）光在各向同性介质中和各向同性介质界面上的传播特性波动方程与时谐均匀平面波函数（实数，复数）及其特征量（波

矢、振动矢量、复振幅、时空周期、波速、矢量性、偏振态）

反射定律和折射定律、菲涅耳公式（正入射）、反射率与透射率、半波损失、附加光程差、全反射、布儒特性定律、

4）光波场的频率谱（时间频谱与空间频谱、实际光波与时谐均匀平面波的关联）

5）时谐均匀球面波（波函数，球面波简化为平面波的条件）

选择题：

1. 自然光正入射，其反射光为 D 。

A ．椭圆偏振光

B ．线偏振光

C ．部分偏振光

D ．自然光

2. 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 θ B ．

C θ

C ．3π

D ．2

π

3．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

4.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

5. 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π相位突变

C. 电场有π相位突变，磁场无相位变化

D. 电场无相位变化，磁场有π相位突变

6．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。

7．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

8.同一介质中，圆偏振光的电场为E ，线偏振光的电场振幅为E ，两光的光强之间的关系为B 。

A ． I 圆＝I 线

B ． I 圆＝2I 线

C. I 圆＜I 线

D. I 圆＝I 线

9．自然光以60º入射角照射到某两介质交界面时，反射光为线偏振光，则下列关于折射光的描述正确的是D 。A 完全偏振光且折射角是30º B 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为

3的介质时，折射角是30º

C 部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角

D 部分偏振光且折射角是30º

10．如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介质的交界面上，发生反射和折射，已知反射光是线偏振光，那么折射角θ2的值为 D 。 A )/(arcsin 12n n B

)/(arcsin 212n n -π C )/(arctg 12n n D )/(arctg 212n n -π

简答题：

1． 光波在分界面的反射和透射特性与哪些因素有关？

答：与入射光的偏振状态、入射角和界面两侧介质的折射率比值有关。

2．光在界面的反射和透射过程中，光的偏振特性有什么变化？（入射光分别为各种偏振状态，任意入射角、特殊入射角：正入射、布儒斯特角、全反射角）

3．产生全反射的条件？产生全透射的条件？

答：发生全反射的条件：光从光密介质到光疏，入射角大于或等于全反射临界角（n 1＞n 2，θ1≥θc ，21

sin c n n θ=）。 发生全透射的条件：入射光为光矢量平行于入射面的线偏振光，入射角等于布儒斯特角θB 。（21

tan B n n θ=） 4．由平行平面玻璃片叠在一起所构成的“片堆”产生偏振光的原理？ 答：采用“片堆”可以从自然光获得偏振光。其工作原理是：“片堆”是

由一组平行平面玻璃片叠在一起构成的，当自然光以布儒斯特角(θB )入射并通过“片堆”时，因透过“片堆”的折射光连续不断地以布儒斯特角入射和折射，每通过一次界面，都会从入射光中反射掉一部分振动方向垂直于入射面的分量，最后使通过“片堆”的透射光接近为一个振动方向平行于入射面的线偏振光。

5．在同一种介质中，有电场数值为E 的圆偏振光和电场振幅为E 的线偏振光。给出两束光的强度关系并简要说明其原因。

答: 圆偏振光的强度为线偏振光强度的两倍。

原因：电场为E 的圆偏振光可以分解为两个振动方向互相垂直、电场振幅为E 的线偏振光，因为这两束线偏振光的强度相等，且偏振方向互相垂直，不会发生干涉，故圆偏振光的强度就等于上述为两束线偏振光的强度之和，也就是一束线偏振光强度的两倍。

6．光波从光密介质入射到光疏介质出现透射系数大于1，这是否与能量守恒不相符合？如何解释？

答：透射系数大于1不与能量守恒相矛盾。

反映能量关系的是透射率，由透射率表达式可知：即使透射系数大于1，其透射率也不能大于1。

7.解释“半波损失”和“附加光程差”。

答：半波损失是光在界面反射时，反射光在入射点相对于入射光的相位突变π，对应的光程为半个波长。

附加光程差光在两界面分别反射时，由于两界面的物理性质不同（一界面为光密到光疏，而另一界面为光疏到光密；或相相反的情形）在两反射光中引入的附加相位突变π，对应的附加光程差也为半个波长。

8. 研究时谐均匀平面波的意义。

答：时谐均匀平面波数学描述简单，能反映光波的基本特征。

时谐均匀平面波作为描述光波的基本波型，复杂光波可由不同均匀平面波叠加而成。