激光原理-复习题标准答案(考研可参考)

激光原理复习题

第一章 电磁波

1. 麦克斯韦方程中

0000./.0t t μμερε∂⎧∇⨯=-⎪∂⎪∂⎪∇⨯=+⎨∂⎪∇=⎪⎪∇=⎩B E E

B J E B

麦克斯韦方程最重要的贡献之一是揭示了电磁场的内在矛盾和运动;不仅电荷和电流可以激发电磁场,而且变化的电场和磁场也可以相互激发。在方程组中是如何表示这一结果？

答：（1）麦克斯韦方程组中头两个分别表示电场和磁场的旋度，

后两个分别表示电场和磁场的散度；

(2） 由方程组中的1式可知,这是由于具有旋度的随时间变

化的电场（涡旋电场）,它不是由电荷激发的,而是由随时间变化的磁场激发的;

(3)由方程组中的2式可知,在真空中,，

J ＝0,则有 t E ∂∂=∇ 00B *εμ ；这表明了随时间变化的电场会

导致一个随时间变化的磁场;相反一个空间变化的磁场会导致一个随时间变化的电场。这种交替的不断变换会导致电磁波的产生。

2, 产生电磁波的典型实验是哪个?基于的基本原理是什

么？

答:产生电磁波的典型实验是赫兹实验。基于的基本原理:原子可视为一个偶极子，它由一个正电荷和一个负电荷中心组成,偶极矩在平衡位置以高频做周期振荡就会向周围辐射电磁波。

简单地说就是利用了振荡电偶极子产生电磁波。

3 光波是高频电磁波部分，高频电磁波的产生方法和机理与低频电磁波不同。对于可见光范围的电磁波，它的产生是基于原子辐射方式。那么由此原理产生的光的特点是什么?

答：大量原子辐射产生的光具有方向不同，偏振方向不同,相位随机的光,它们是非相干光。

4激光的产生是基于爱因斯坦关于辐射的一般描述而提出的。请问爱因斯坦提出了几种辐射,其中那个辐射与激光的产生有关,为什么?

答:有三种：自发辐射，受激辐射,受激吸收。其中受激辐射与激光的产生有关，因为受激辐射发出来的光子与外来光子具有相同的频率,相同的发射方向,相同的偏振态和相同的相位，是相干光。

５光与物质相互作用时,会被介质吸收或放大。被吸收时,光强会减弱,放大时说明介质对入射光有增益。请问增益系数是与原子