光学各章复习知识点

复习提纲

第一章 光和光的传播

1、 光强的计算；

是电磁波振幅；是真空磁导率，是真空光速，是介质折射率，000

20,2E c n c nE I μμ=

2、

视见函数的计算；辐射通量和光通量的换算； 3、

比较发光强度、亮度和照度的含义和计算；国际单位1cd 的定义； 4、 余弦发光体和定向发光体的定义，余弦发光体的例子；

§1、光和光学

判断选择练习题：

1. 用单色仪获得的每条光谱线只含有唯一一个波长；

2. 每条光谱线都具有一定的谱线宽度；

3. 人眼视觉的白光感觉不仅与光谱成分有关，也与视觉生理因素有关；

4. 汞灯的光谱成分与太阳光相同，因而呈现白光的视觉效果；

§2、光的几何传播定律

判断选择练习题：

1. 光入射到两种不同折射率的透明介质界面时一定产生反射和折射现象；

2. 几何光学三定律只有在空间障碍物以及反射和折射界面的尺寸远大于光的波长时才成立；

3. 几何光学三定律在任何情况下总成立；

§3、惠更斯原理

1. 光是一种波动，因而无法沿直线方向传播，通过障碍物一定要绕到障碍物的几何阴影区；

2. 惠更斯原理也可以解释波动过程中的直线传播现象；

3. 波动的反射和折射无法用惠更斯原理来解释；

§4、费马原理

1）费马定理的含义，在三个几何光学定理证明中的应用。

判断选择练习题：

1.费马原理认为光线总是沿一条光程最短的路径传播；

2.费马原理认为光线总是沿一条时间最短的路径传播；

3.费马原理认为光线总是沿一条时间为极值的路径传播；

4.按照费马原理，光线总是沿一条光程最长的路径传播；

5.费马原理要求光线总是沿一条光程为恒定值的路径传播；

6.光的折射定律是光在两种不同介质中的传播现象，因而不满足费马原理。

§5、光度学基本概念

1）辐射通量与光通量的含义，从辐射通量计算光通量，视见函数的计算。

2）计算一定亮度面光源产生的光通量。

3）发光强度单位坎德拉的定义。

判断选择练习题：

1.人眼存在适亮性和适暗性两种视见函数；

2.明亮环境和黑暗环境的视见函数是一样的；

3.昏暗环境中，视见函数的极大值朝短波（蓝色）方向移动；

4.明亮环境中，视见函数的极大值朝长波（绿色）方向移动；

5.1W的辐射通量在人眼产生1W的光通量；

6.存在辐射通量的物体必定可以引起人眼的视觉；

7.在可见光谱范围内，相同的辐射通量，眼睛对每个波长的亮度感觉都一样；

8.在可见光谱范围内，相同的辐射通量，眼睛对波长为550nm光辐射的亮度感觉最强；

9.理想漫射体的亮度与观察方向无关；

10.不同波长、相同辐射通量的光辐射在人眼引起的亮度感觉可能一样；

填空计算练习题：计算结果要给出单位和正负

1、波长为400nm、410nm、420nm的复合光照射到人眼中，已知这些波长的视见函数

值分别为0.0004、0.0012、0.004，若这些波长的辐射通量分别为1W、2W、3W，则

这些光在人眼中产生的光通量等于-(0.0004*1+0.001*2+0.004*3)*683lm-----------。2、若钠灯是点光源，辐射波长是590nm，该波长的视见函数值为0.757，若单位立体角

内的辐射通量是2W，则该光源的发光强度等于--0.757*2*683cd-----------。

3、若某波长为720nm点光源，该波长的视见函数值为0.00105，若单位立体角内的辐

射通量是2W，则该光源的发光强度等于-0.00105*2*683cd-----------。

4、大街上用高压钠灯作为照明光源，辐射波长是590nm，该波长的视见函数值为0.757，

若在20平方米的照射面积上的辐射通量是50W，则大街上照射区域平均照度等于-50*0.757*683/20 lux------------。

5、一个理想漫射体受到照度为100勒克司的辐射，则它的反射光产生的亮度等于

----100/3.14---------。

6、某个面光源的沿观察方向的投影面积为2cm2，发光强度等于300cd，则该方向上的

亮度是---300/2*10000 cd/m2--------------；

7、某个波长的光在人眼产生的相同亮度感觉需要的辐射能通量是波长555nm的30倍，

则该波长的光的视见函数值是-----1/30-----------；

8、某个波长的光在人眼产生的相同亮度感觉需要的辐射能通量是波长555nm的100

倍，则该波长的光的视见函数值是----1/10------------；

9、余弦发光体指-----------------------------------------；定向发光体-------------------------------；

10、顶角α很小、折射率为1.5的光劈，垂直光劈表面入射的光线产生的偏向角是---(n-1)

α-------;

11、入射角等于π/6的光线从空气经过10层透明介质折射后出射回空气中，最后一次的

折射角等于-----π/6----------------；

12、光导纤维的外套由折射率等于1.52的冕牌玻璃做成，芯线由折射率为1.66的火石玻

璃做成，则垂直端面的数值孔径为---[(1.66) 2--(1.52) 2] 1/2---------------；

13、空气中波长为590.3nm的光的频率是—300000000/590.3*109-hz------------，在折射率

等于1.52的玻璃中波长为----590.3/1.52nm ------------------；

14、用费马定理证明反射定律、折射定律。

作业题：5，6，9，13，15，16，22，25；