中北大学物理光学期末考试——计算题
本复习资料专门针对中北大学五院《物理光学与应用光学》石顺祥版教材，共有选择、填空、简答、证明、计算五个部分组成，经验证命中率很高，80分左右，不过要注意，证明题可能变成计算题，填空题变成选择题。
1-1：
8
610)
(2)y t
E i e++?
=-+
方程：y=
y+=
方向向量：一个可以表示直线斜率的向量，这个向量就是方向向量。
Ax+By+C=0：若A、B不全为零，其方向向量：（- B，A）。
8
610)
(2)y t
E i e++?
=-+
)
(
r
k
E
E?-
-
=t i eω)
(
r
k
E
E?-
=t i eω)
(
r
k
E
E?+
-
=t i eω)
(
r
k
E
E?+
=t i eω
1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向
①E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz)
②E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4)
③E x= E0sin(ωt-kz), E y=-E0sin(ωt-kz)
E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz)
相位差π/2，E x=E y，圆。讨论xy平面的偏振情况
t=0时：合成矢量？
t=T/4时：合成矢量？
右圆
E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4)
相位差π/4，椭圆。
t=0时：合成矢量？
t=T/4时：合成矢量？
右椭圆，长半轴方向45o
见p25页。
E x = E 0sin(ωt -kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz ) 相位差0，直线。y =-x 方向向量：（-1，1）
1-4：两光波的振动方向相同，它们的合成光矢量为：
1268+=10[cos cos()]
10102
10[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t π
ωωωωω+-=?+?=?-E E
1-5：+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t π
ωω-+--E =E E ;因此有：
=,4
y x π
???=--
=, =ox oy E A A E , tan 1,α= 得到：
tan 2tan(2)cos ,,4
π
ψα?ψ==
sin 2sin(2)sin ,,8
π
χα?χ==-
222tan()0.4142,2,8b
a b A a
π-=-≈-+= 得到：
2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。
1-8：（2）解：g dv v v k
dk =+，g dv dv d dv v dk d dk d ωωω==，g g
dv dv
v v k v kv dk d ω
=+=+ g g dv v kv v d ω-=，11g v v v dv dv k d v d ωωω
==
--
，v =，3
2()()2r r r r c dv d εμεμ-=- 2
2()
/[1]()()211[1]22r r r r g r r r r r r r r r r r r c d v
v
c v v dv
d d d v v d d d εμεμωωεμεμωωεμεμωωεμωεμω
====+-++
1-11 一左旋圆偏振光，以50o角入射到空气-玻璃分界面上，见下图，试求反射光和透射光的偏振态
入射光：左圆
E p =E 0cos(ωt -kr ), E s = E 0cos(ωt -kr -π/2)； 空气到玻璃：外反射；
入射角=50o < θB =arctan(1.52)=56.66o；
r s <0，r p >0，且不等，反射后：E p =E p cos(ωt -kr ), E s = E s cos(ωt -kr -π/2+π)右椭圆。 t s >0，t p >0，且不等，透射后：E p =E p cos(ωt -kr ), E s = E s cos(ωt -kr -π/2)左椭圆。
1-21：见下图，用棱镜改变光束方向，并使光束垂直棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的波长为m 6328.0μ=λ的激光。要使透射光强最强入射角1?等于多少？由此计算出棱镜底角α的大小（棱镜折射率为1.52）？若入射光是垂直纸面振动的激光，能否满足反射损失小于1%的要求？
（1）()?==????
??==66.561.52arctan arctan 12B 1n n θφ
（2）α=56.66o；
（3）折射角=33.34o，%7.15R =⊥，不能满足要求。 )
(sin )(sin 212
2122θθθθ+-==s
s r R
1-23：薄膜上下表面情况，见p33页。
4-5：解：由题意可知，光轴与通光面平行，与入射面垂直，故有：
i i o o i i e
sin sin sin n n n θθθθ==
，
i i o o i i e e
sin sin sin sin n n n n θθθθ==，求得：
o e e o 27.5131.02 3.51θθδθθ=?
=??=-=?
4-6：解：由题意可知，光轴与通光面为任意方向（不平行也不垂直）。因为，自然光垂直入射，计算可参考下图。
由θ?tan tan 2e
2
o
n n =求得：?=731.46?;由)tan(tan ?θα-=求得：
?-=731.1α,e 光远离光轴传播。
由于光轴与波矢k 成θ度时，与波矢k 相应的两个本征 模式的折射率为：n o =1.5246;
5016.15019
.1`2552
.2cos sin 2222
e
o e
==
+=''θ
θe o n n n n n
ππ
λ
π
?1840102)023.0(10
5.02)(226
=???≈
-=
--d n n e o （看书231页）
4-8：说明对于一个单轴晶体，当其光轴与晶面垂直时，折射光线在入射面内，并证明此时e 折射
光线与界面法线的夹角满足：e
tan θ'=
证明：根据折射定律（对法线k 而言）
：
i i o o
i i e
sin sin sin n n n θθθθ==
，
2222222e e o e e e o sin (sin cos )sin n n n θθθθ=+，222
222e e o e e o tan (tan )sin n n n θθθ=+，
e tan θ=
，
由于光轴垂直晶面，因此入射面是一个主截面，e 光的折射率曲面在主截面内的投影是一个椭圆，过k 和椭圆的交点的切面的法线在主截面内，即e 光的折射光线在入射面内。因此有：
o
e e
tan tan n n θθ'=
， 其中，θ为e 光的法线与光轴的夹角，e θ'为e 光的光线与光轴的夹角。这样就有：
e tan θ'=
，
e tan θ'=
，
e
tan θ'=。
4-9 一束波长为λ的线偏振光垂直通过一块由石英晶体（λ=589.3nm, n o =1.54424，n e =1.55335）制成的厚度为1.618×10-2mm 波片(图中阴影部分)。光轴沿x 1轴方向，如下图所示。对于下述三种情况，确定出射光的偏振状态？
（1）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成45o； （2）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成-45 o； （3）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成30 o。 线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos cos E E t E E t
ωω==
对λ=589.3nm 光：3()2
o e k n n x π
?=-=-
线偏振光在晶片x 3=d 处的表达式： 1020cos()2cos E E t E E t
π
ωω=-=
线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos cos E E t E E t
ωω==-
对λ=589.3nm 光：3()2
o e k n n x π
?=-=-
线偏振光在晶片x 3=d 处的表达式：
)
cos()
2cos(0201t E E t E E ωπ
ω-=-
=
线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos 21
cos 2
E E t E E t
ωω=
= 结果：（1）出射光为右旋圆偏振状态； （2）出射光为左旋圆偏振状态； （3）出射光为右旋椭圆偏振状态；
4-10：看书225页。答：正入射，晶体光学元件工作在最大离散角，那么应使切割面与光轴的夹角β满足:o
e
tan n n β=。
4-13：看书245页。
答：o e 2arcsin[()tan ]n n γθ=-，钠黄光下，o e 1.6584, 1.4864n n ==，故：
2arcsin[(1.6584 1.4864)tan15] 5.28γ=-?=?。
4-15： 光沿着x 2正方向轴传播，如图所示。
与半波片成45o线偏振光： )
cos(2
2)cos(22
0301t E E t E E ωπω=+=
因为光正入射的是半波片，即 πλ
π
??=-=
-d n n )(2e o e o
因此有：2
)(e o λ
=
-d n n
通过距离l 后，o 光的相位延迟为：
l n l k o o o 2λ
π
?==，e 光的相位延迟为：
l n l k e e e 2λ
π
?==。
因此，o 光和e
光的振幅分别为：)
cos(22)cos(22
e 03o 01l k t E E l k t E E -=-+=
ωπω 而l n n l k l k )(2e o e o -=
-λ
π
，当l =0时，线偏振光；当l =d/4时，椭圆偏振光；当l =d/2时，
圆偏振光；当l =3d/4时，椭圆偏振光；当l =d 时，线偏振光。 （参考书248页）
4-19 两块偏振片透光方向的夹角为60o ，在其中插入一块1/4波片，该波片的主截面（光轴与镜面法线构成的面）与第一个偏振片透振方向夹角为30o ，根据上面的表述画出相应的示意图；如果一入射自然光的强度为I 0，求通过第二个偏振片后的光强？
答： （1）图
（2）计算
∵ OA =OF cos30o =
23OF OB =OF cos60o =2
1
OF OC =OA cos30o =2323OF OD =OB cos60o =
2121OF 又∵ OF 2=21I 0 2
π
?π=+
022********
5
161169cos cos 2I OF OF OD OC I I I I I =+=+=++=?θ
4-23 在两个偏振面正交放置的偏振器之间，平行放一厚0.913mm 的石膏片。当λ1=0.583微米时，视场全暗；然后改变光的波长，当λ2=0.554微米时，视场又一次全暗。假设沿快、慢轴方向的折射率在这个波段范围内与波长无关，试求这个折射率差？
解：由于在两个正交偏振器之间，平行置放的厚为0.913mm 的石膏片，这时有：
2
sin 2sin 2
20?
αI I =⊥
当λ1=0.583微米时，视场全暗，因此，此时的相位应为：
πλπ
?2)(21
1=-=
d n n
e o （1）
当λ2=0.554微米时，视场全暗，因此，此时的相位应为：
πλπ
?4)(22
2=-=
d n n
e o （2）
式（2）-式（1）有：
0121986.010029.010913.010322982.0)(1
)(6
312
21121
2=????=-=-=-=?---λλλλλλd d d n n n e o
5-8 今用一钼酸铅（PbMoO 4）声光调制器对He-Ne 激光进行声光调制。已知声功率为P s ＝1W ，声光作用长度L =1.8mm ，压电换能器宽度H =0.8mm ，PbMoO 4的品质因素M 2＝36.3?10-15S 3Kg -1。求这种声光调制器的布拉格衍射效率η=？
答：布拉格衍射效率为：
V π
λ=
η=
i I I 1=sin 2(2V
)=sin 2(2λπ2
M H
L
P S )
282sin 10)sin (57.6)71.3%-===
注意：62
23
s n P M v ρ=声光材料的品质因数，单位为MKS （米-千克-秒）单位；M 2P S 的单位为m 2。 1-1：
8610)
(2)y t E i e
++?=-+
方程：y =
0y +=
方向向量：一个可以表示直线斜率的向量，这个向量就是方向向量。 Ax +By +C =0：若A 、B 不全为零，其方向向量：（- B ，A ）。
8610)
(2)y t E i e ++?=-+
)(0r k E E ?--=t i e ω)(0r k E E ?-=t i e ω)(0r k E E ?+-=t i e ω)(0r k E E ?+=t i e ω
1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向 ④ E x =E 0sin(ωt -kz ), E y = E 0cos(ωt -kz ) ⑤ E x = E 0cos(ωt -kz ), E y = E 0cos(ωt -kz +π/4) ⑥ E x = E 0sin(ωt -kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz )
E x =E 0sin(ωt -kz ), E y = E 0cos(ωt -kz )
相位差π/2，E x =E y ，圆。讨论xy 平面的偏振情况
t =0时：合成矢量？ t =T /4时：合成矢量？ 右圆
E x = E 0cos(ωt -kz ), E y = E 0cos(ωt -kz +π/4) 相位差π/4，椭圆。 t =0时：合成矢量？ t =T /4时：合成矢量？
右椭圆，长半轴方向45o 见p25页。
E x = E 0sin(ωt -
kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz ) 相位差0，直线。y =-x 方向向量：（-1，1）
1-4：两光波的振动方向相同，它们的合成光矢量为：
1268+=10[cos cos()]
10102
10[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t π
ωωωωω+-=?+?=?-E E
1-5：+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t π
ωω-+--E =E E ;因此有：
=,4
y x π
???=--
=, =ox oy E A A E , tan 1,α= 得到：
tan 2tan(2)cos ,,4
π
ψα?ψ==
sin 2sin(2)sin ,,8
π
χα?χ==-
222tan()0.4142,2,8b
a b A a
π-=-≈-+= 得到：
2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。
1-8：（2）解：g dv v v k
dk =+，g dv dv d dv v dk d dk d ωωω==，g g
dv dv
v v k v kv dk d ω
=+=+ g g dv v kv v d ω-=，11g v v v dv dv k d v d ωωω
==
--
，v =，3
2()()2r r r r c dv d εμεμ-=- 2
2()
/[1]()()211[1]22r r r r g r r r r r r r r r r r r c d v
v
c v v dv
d d d v v d d d εμεμωωεμεμωωεμεμωωεμωεμω
====+-++
1-11 一左旋圆偏振光，以50o角入射到空气-玻璃分界面上，见下图，试求反射光和透射光的偏振态
入射光：左圆
E p =E 0cos(ωt -kr ), E s = E 0cos(ωt -kr -π/2)； 空气到玻璃：外反射；
入射角=50o < θB =arctan(1.52)=56.66o；
r s <0，r p >0，且不等，反射后：E p =E p cos(ωt -kr ), E s = E s cos(ωt -kr -π/2+π)右椭圆。 t s >0，t p >0，且不等，透射后：E p =E p cos(ωt -kr ), E s = E s cos(ωt -kr -π/2)左椭圆。
1-21：见下图，用棱镜改变光束方向，并使光束垂直棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的波长为m 6328.0μ=λ的激光。要使透射光强最强入射角1?等于多少？由此计算出棱镜底角α的大小（棱镜折射率为1.52）？若入射光是垂直纸面振动的激光，能否满足反射损失小于1%的要求？
（1）()?==????
??==66.561.52arctan arctan 12B 1n n θφ
（2）α=56.66o；
（3）折射角=33.34o，%7.15R =⊥，不能满足要求。 )
(sin )(sin 2122122θθθθ+-==s
s r R
1-23：薄膜上下表面情况，见p33页。
4-5：解：由题意可知，光轴与通光面平行，与入射面垂直，故有：
i i o o i i e
sin sin sin n n n θθθθ==
，
i i o o i i e e
sin sin sin sin n n n n θθθθ==，求得：
o e e o 27.5131.02 3.51θθδθθ=?
=??=-=?
4-6：解：由题意可知，光轴与通光面为任意方向（不平行也不垂直）。因为，自然光垂直入射，计算可参考下图。
由θ?tan tan 2e
2
o
n n =求得：?=731.46?;由)tan(tan ?θα-=求得：
?-=731.1α,e 光远离光轴传播。
由于光轴与波矢k 成θ度时，与波矢k 相应的两个本征 模式的折射率为：n o =1.5246;
5016.15019
.1`2552
.2cos sin 2222
e
o e
==
+=''θ
θe o n n n n n
ππλ
π
?1840102)023.0(10
5.02)(226
=???≈
-=
--d n n e o （看书231页）
4-8：说明对于一个单轴晶体，当其光轴与晶面垂直时，折射光线在入射面内，并证明此时e 折射
光线与界面法线的夹角满足：e
tan θ'=
证明：根据折射定律（对法线k 而言）
：
i i o o
i i e
sin sin sin n n n θθθθ==
，
2222222e e o e e e o sin (sin cos )sin n n n θθθθ=+，222
222e e o e e o tan (tan )sin n n n θθθ=+，
e tan θ=
，
由于光轴垂直晶面，因此入射面是一个主截面，e 光的折射率曲面在主截面内的投影是一个椭圆，过k 和椭圆的交点的切面的法线在主截面内，即e 光的折射光线在入射面内。因此有：
o
e e
tan tan n n θθ'=
， 其中，θ为e 光的法线与光轴的夹角，e θ'为e 光的光线与光轴的夹角。这样就有：
e tan θ'=
，
e tan θ'=
，
e
tan θ'=。
4-9 一束波长为λ的线偏振光垂直通过一块由石英晶体（λ=589.3nm, n o =1.54424，n e =1.55335）制成的厚度为1.618×10-2mm 波片(图中阴影部分)。光轴沿x 1轴方向，如下图所示。对于下述三种情况，确定出射光的偏振状态？
（1）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成45o； （2）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成-45 o； （3）入射线偏振光的振动方向与x 1轴成30 o。 线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos cos E E t E E t
ωω==
对λ=589.3nm 光：3()2
o e k n n x π
?=-=-
线偏振光在晶片x 3=d 处的表达式： 1020cos()2cos E E t E E t
π
ωω=-=
线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos cos E E t E E t
ωω==-
对λ=589.3nm 光：3()2
o e k n n x π
?=-=-
线偏振光在晶片x 3=d 处的表达式：
)
cos()
2cos(0201t E E t E E ωπ
ω-=-
=
线偏振光在晶片x 3=0处的表达式：
1020cos 1
cos 2
E E t E E t
ωω=
= 结果：（1）出射光为右旋圆偏振状态； （2）出射光为左旋圆偏振状态； （3）出射光为右旋椭圆偏振状态；
4-10：看书225页。答：正入射，晶体光学元件工作在最大离散角，那么应使切割面与
光轴的夹角β满足:o
e
tan n n β=。
4-13：看书245页。
答：o e 2arcsin[()tan ]n n γθ=-，钠黄光下，o e 1.6584, 1.4864n n ==，故：
2arcsin[(1.6584 1.4864)tan15] 5.28γ=-?=?。
4-15： 光沿着x 2正方向轴传播，如图所示。
与半波片成45o线偏振光： )
cos(2
2)cos(22
0301t E E t E E ωπω=+=
因为光正入射的是半波片，即 πλ
π
??=-=
-d n n )(2e o e o ，
因此有：2
)(e o λ
=
-d n n
通过距离l 后，o 光的相位延迟为：
l n l k o o o 2λ
π
?==，e 光的相位延迟为：
l n l k e e e 2λ
π
?==。
因此，o 光和e 光的振幅分别为：)
cos(22)cos(22
e 03o 01l k t E E l k t E E -=-+=
ωπω 而l n n l k l k )(2e o e o -=
-λ
π
，当l =0时，线偏振光；当l =d/4时，椭圆偏振光；当l =d/2时，
圆偏振光；当l =3d/4时，椭圆偏振光；当l =d 时，线偏振光。 （参考书248页）
4-19 两块偏振片透光方向的夹角为60o ，在其中插入一块1/4波片，该波片的主截面（光轴与镜面法线构成的面）与第一个偏振片透振方向夹角为30o ，根据上面的表述画出相应的示意图；如果一入射自然光的强度为I 0，求通过第二个偏振片后的光强？
答： （1）图
（2）计算 ∵ OA =OF cos30o =
23OF OB =OF cos60o =2
1
OF OC =OA cos30o =2323OF OD =OB cos60o =
2121OF 又∵ OF 2=21I 0 2
π
?π=+
022********
5
161169cos cos 2I OF OF OD OC I I I I I =+=+=++=?θ
4-23 在两个偏振面正交放置的偏振器之间，平行放一厚0.913mm 的石膏片。当λ1=0.583微米时，视场全暗；然后改变光的波长，当λ2=0.554微米时，视场又一次全暗。假设沿快、慢轴方向的折射率在这个波段范围内与波长无关，试求这个折射率差？
解：由于在两个正交偏振器之间，平行置放的厚为0.913mm 的石膏片，这时有：
2
sin 2sin 2
20?
αI I =⊥
当λ1=0.583微米时，视场全暗，因此，此时的相位应为：
πλπ
?2)(21
1=-=
d n n
e o （1）
当λ2=0.554微米时，视场全暗，因此，此时的相位应为：
πλπ
?4)(22
2=-=
d n n
e o （2）
式（2）-式（1）有：
0121986.010029.010913.010322982.0)(1
)(6
312
21121
2=????=-=-=-=?---λλλλλλd d d n n n e o
5-8 今用一钼酸铅（PbMoO 4）声光调制器对He-Ne 激光进行声光调制。已知声功率为P s ＝1W ，声光作用长度L =1.8mm ，压电换能器宽度H =0.8mm ，PbMoO 4的品质因素M 2＝36.3?10-15S 3Kg -1。求这种声光调制器的布拉格衍射效率η=？
答：布拉格衍射效率为：
V π
λ=
η=
i I I 1=sin 2(2V
)=sin 2(2
λπ2
M H
L
P S )
282sin 10)sin (57.6)71.3%-===
注意：62
23s n P M v ρ=声光材料的品质因数，单位为MKS （米-千克-秒）单位；M 2P S 的单
位为m 2。
中北大学物理光学期末考试计算题
本复习资料专门针对中北大学五院《物理光学与应用光学》石顺祥版教材，共有选择、填空、简答、证明、计算五个部分组成，经验证命中率很高，80分左右，不过要注意，证明题可能变成计算题，填空题变成选择题。 1-1： 8 610) (2)y t E i e++? =-+ 方程：y= y+= 方向向量：一个可以表示直线斜率的向量，这个向量就是方向向量。 Ax+By+C=0：若A、B不全为零，其方向向量：（- B，A）。 8 610) (2)y t E i e++? =-+ ) ( r k E E?- - =t i eω) ( r k E E?- =t i eω) ( r k E E?+ - =t i eω) ( r k E E?+ =t i eω 1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向 ①E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) ②E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) ③E x= E0sin(ωt-kz), E y=-E0sin(ωt-kz) E x=E0sin(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz) 相位差π/2，E x=E y，圆。讨论xy平面的偏振情况 t=0时：合成矢量？ t=T/4时：合成矢量？ 右圆 E x= E0cos(ωt-kz), E y= E0cos(ωt-kz+π/4) 相位差π/4，椭圆。 t=0时：合成矢量？ t=T/4时：合成矢量？ 右椭圆，长半轴方向45o 见p25页。
E x = E 0sin(ωt -kz ), E y =-E 0sin(ωt -kz ) 相位差0，直线。y =-x 方向向量：（-1，1） 1-4：两光波的振动方向相同，它们的合成光矢量为： 1268+=10[cos cos()] 10102 10[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t π ωωωωω+-=?+?=?-E E 1-5：+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t π ωω-+--E =E E ;因此有： =,4 y x π ???=-- =, =ox oy E A A E , tan 1,α= 得到： tan 2tan(2)cos ,,4 π ψα?ψ== sin 2sin(2)sin ,,8 π χα?χ==- 222tan()0.4142,2,8b a b A a π-=-≈-+= 得到： 2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。 1-8：（2）解：g dv v v k dk =+，g dv dv d dv v dk d dk d ωωω==，g g dv dv v v k v kv dk d ω =+=+ g g dv v kv v d ω-=，11g v v v dv dv k d v d ωωω == -- ，v =，3 2()()2r r r r c dv d εμεμ-=- 2 2() /[1]()()211[1]22r r r r g r r r r r r r r r r r r c d v v c v v dv d d d v v d d d εμεμωωεμεμωωεμεμωωεμωεμω ====+-++ 1-11 一左旋圆偏振光，以50o角入射到空气-玻璃分界面上，见下图，试求反射光和透射光的偏振态
物理光学秋季期末考试题及答案
一、填空题（每小题3分，总共24分） 1.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_________。 2. 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者 的厚度均为e。波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相 干光的相位差为_________。 3. 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉 图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。 4. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上， 因而实际上不出现（即缺级），那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光 部分宽度b的关系为_________。 5. 波长为λ=600nm的单色光垂直入射于光栅常数d=1.8×10-4 cm的平面衍射光 栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为_________。 6.在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光。①沿光轴 传播时，它们的传播速度是_______的；②沿垂直光轴传播时，它们的传播速度 是_______的。 7.对于观察屏轴上P0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带 不通光，则P0点的光强约为光阑不存在时的_________倍。 8. 光栅方程的普遍形式为________________。 二、简答题（每小题6分，总共36分） 1. 何谓复色波的群速度?何谓复色波的相速度?什么介质中复色波的群速度大于其相速度?什么介质中复色波的群速小于其相速度? 2.简述光波的相干条件。
3. 汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为 λ=600nm ，人眼瞳孔直径为D =5mm 。试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？ 4. 一束线偏振光垂直于晶面射入负单轴晶体后，分解成o 光和e 光，传播速度快的是o 光还是e 光？为什么？ 5. 简述法拉第效应及其不可逆性。 6. 用散射理论解释蓝天的形成缘故。 三、透镜表面通常覆盖一层氟化镁（MgF 2）（n =1.38）透明薄膜，为的是利用干涉来降低玻璃（n =1.50）表面的反射，使波长为λ＝632.8nm 的激光毫不反射地透过。试问：覆盖层氟化镁至少需要多厚？（10分） 玻璃 MgF 2 入射光
(完整版)建筑物理简答题、计算题重点摘要
热工 简答、名词解释、计算题 1、室外综合温度意义 也称为室外气候，是指作用在建筑外围护结构上的一切热、湿物理因素的总称，是影响室内热环境的首要因素。 2、最小总热阻的意义中[△t]意义及作用 意义：室内空气与围护结构内表面之间的允许温差。 作用：使用质量要求较高的房间，允许温差较小，相应的围护结构保温性能较高。（温差越小，最小传热阻越大） 3、露点温度：某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100% 时所对应的温度，称为该状态下的空气的露点温度。 4、保温层放在承重层外有何优缺点 优点：1、使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性；2、外保温对结构及房间的热稳定性有利；3、外保温有利于防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结；4、外保温法使热桥处的热损失减少，能防止热桥内部表面局部结露5、对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好。 缺点：构造较复杂，造价高， 5、说明四种遮阳形式适应的朝向 水平式遮阳：能够有效的遮挡太阳高度角较大、从窗口前方投射下来的直射阳光。就我国地域而言它适用于南向附近的窗口;而在北回归线以南的地区，它既可用于南向窗口也可用于北向窗口。 垂直式遮阳：有效的遮挡太阳高度角较小、从窗侧向斜射过来的直射阳光，主要适用于北向、东北向和西北向附近的窗口。 综合室遮阳：有效的遮挡从窗前侧向斜射下来的、中等大小太阳高度角的直射阳光，主要适用于东南向或西南向附近的窗口，且适应范围较大。 挡板式遮阳：有效的遮挡从窗口正前方射来、太阳高度角较小的直射阳光，只要适用于东向、西向附近窗口。 6、气候通过那些途径作用于建筑 太阳辐射气温湿度风降水等 7、传热的几种方式以及各自的机理？ 导热：当物体各部分之间不发生相对位移，或不同的物体直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 对流：指流体各部分之间发生相对运动, 互相掺混而传递热量。 热辐射：凡是温度高于绝对零度的物体，由于物体原子中的电子振动或激动，就会从表面向外界空间辐射出电磁波。（内能电磁波能内能） 8、P138、例1.5-4 9、节能建筑热工设计控制指标有哪些 名词解释 a、太阳常数：是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量。 b、相对湿度：一定大气压下，湿空气的绝对湿度（水蒸气分压力）与同温度下饱和湿空气的绝对湿度（水蒸气分压力）之比。建筑热工设计中常用来评价环境潮湿程度。
大学物理--光学期末试卷答案
1 单选(2分) 在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则得分/总分 ? A. 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱 ? B. 无干涉条纹 ? C. 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强 ? D. 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱 正确答案：A你没选择任何选项 2 单选(2分) 得分/总分 ? A.
? B. ? C. ? D. 正确答案：A你没选择任何选项 3 单选(2分) 用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将： 得分/总分 ? A. 向上平移，且间距改变 ? B. 向上平移，且条纹间距不变 ? C. 不移动，但条纹间距改变 ? D. 向下平移，且条纹间距不变 正确答案：D你没选择任何选项
4 单选(2分) 关于普通光源，下列说法中正确的是： 得分/总分 ? A. 普通光源同一点发出的光是相干光 ? B. 利用普通光源可以获得相干光 ? C. 两个独立的普通光源如果频率相同，也可构成相干光源。 ? D. 两个独立的普通光源发出的光是相干光 正确答案：B你没选择任何选项 5 单选(2分) 得分/总分 ? A.
? B. ? C. ? D. 正确答案：A你没选择任何选项 6 单选(2分) 得分/总分 ? A. ? B. ? C. ? D.
正确答案：C你没选择任何选项 7 单选(2分) 严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将： 得分/总分 ? A. 不变 ? B. 变大 ? C. 消失 ? D. 变小 正确答案：B你没选择任何选项 8 单选(2分) 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。 当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距 得分/总分 ? A. 两劈尖干涉条纹间距相同 ? B. 玻璃劈尖干涉条纹间距较大 ?
建筑物理光学选择题60道
建筑物理光学选择题60道 1.在光亮环境中，辐射功率相等的单色光看起来(D )光最明亮。 A、70Onin 红光 B、OIOnln蓝绿光 C、□80nm 黄光 D、553nm黃绿光 2.关于光源的色表和显色性的说法，(B)是错误的， A、光源的色表和显色性都取决于光辐射的光谱组成 B、光源有相同的色表，尽管光谱组成不同，也会有完全相同显色性 C、光源有相同的色表，光谱组成不同，显色性有很大差异 D、色标有明显区别的两个光源，显色性不可能相等 3.下面关于光的阐述中，(C)是不正确的 A、光是以电磁波形式传播 B、可见光的波长范围为380~780 nm; C、红外线是人眼所能感觉到的 D、紫外线不是人眼所能感觉到的 4.下列(D )是亮度的单位 A、IX B、Cd C、 Inl D、Cd∕m2 5.下列材料中(C )是漫反射材料
A、镜片 B、搪瓷 C、石膏 D、乳白玻璃 6.关于漫反射材料特性叙述中，(D)是不正确的 A、受光照射时，它的发光强度最大值在表面的法线方向 B、受光照射时，从各个角度看，其亮度完全相同 C、受光照射时，看不见光源形象 D、受光照射时，它的发光强度在各方向上相同 7下列材料中，(C)是漫透射材料 A、透明平板玻璃 B、茶色平板玻璃 C、乳白玻璃 D、中空透明玻璃 8.光源显色的优劣，用(C )来定量来评价 A、光源的色温 B、光源的亮度 C、光源的显色性 D、识别时间 9?将一个灯由桌面竖直向上移动，在移动过程中，不发生变化的量是(A) A、灯的光通量 B、灯落在桌面上的光通量
C、受光照射时，看不见光源形象 D、桌子表面亮
哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题
哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题 一、填空题（每小题2分，总共20分） 1、测量不透明电介质折射率的一种方法是，用一束自然光从真空入射电介质表面，当反射光为（）时，测得此时的反射角为600，则电介质的折射率为（）。 2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水，计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为（）。 3、光的相干性分为（）相干性和（）相干性，它们分别用 （）和（）来描述。 4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时，干涉条纹对比度分别是（）、和（）。 5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为（）。 6、在夫朗禾费单缝衍射实验中，以波长为589nm的钠黄光垂直入射，若缝宽为0.1mm，则第一极小出现在（）弧度的方向上。 7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹，则缝宽和缝间距需要满足的条件是（）。 8、一长度为10cm、每厘米有2000线的平面衍射光栅，在第一级光谱中，在波长500nm附近，能分辨出来的两谱线波长差至少应是（）nm。 9、一闪耀光栅刻线数为100条/毫米，用l=600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第2级光谱闪耀，闪耀角应为多大（）。 10、在两个共轴平行放置的透射方向正交的理想偏振片之间，再等分地插入一个理想的偏振片，若入射到该系统的平行自然光强为I0，则该系统的透射光强为（）。 二、简答题（每小题4分，总共40分） 1、写出在yOz平面内沿与y轴成q角的r方向传播的平面波的复振幅。 2、在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同为d的玻璃片后，原来 的中央极大所在点被第5级亮条纹占据。设l=480nm，求玻璃片的厚度d及条纹迁移的方向。 3、已知F-P标准具的空气间隔h=4cm，两镜面的反射率均为89.1%；另一反射光栅的刻线面 积为3′3cm2，光栅常数为1200条/毫米，取其一级光谱，试比较这两个分光元件对 l=632.8nm红光的分辨本领。 4、平行的白光（波长范围为390-700nm）垂直照射到平行的双缝上，双缝相距1mm，用一个 焦距f=1m的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色条纹3mm处开一个小孔，在该处检查透过小孔的光，则将缺少哪些波长？ 5、一块每毫米500条缝的光栅，用钠黄光正入射，观察衍射光谱。钠黄光包含两条谱线， 其波长分别为589.6nm和589.0nm。求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。6、若菲涅耳波带片的前10个奇数半波带被遮住，其余都开放，则求中心轴上相应衍射场点 的光强与自由传播时此处光强的比值。 7、一束汞绿光以600入射到KDP晶体表面，晶体的n o=1.512，n e=1.470。设光轴与晶体表面 平行，并垂直于入射面，求晶体中o光和e光的夹角。 8、画出沃拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向。（设晶体为负单轴晶体）
建筑物理习题及答案2
建筑环境物理试题（1）及答案 建筑热工部分（34分） 一、填空（每题3分，共12分） 1、空气的绝对湿度b反映空气的潮湿程度。（a.能；b.不能） 2、下列各量的单位是：对流换热系数α b ；热阻R a （a.m2K/W；b.W/m2K） 3、太阳赤纬角的变化范围c a.[0°，90°)； b. [0°，90°]； c. [－23°27’，23°27’] 4、人体正常热平衡是指对流换热约占25%～30%；辐射换热约占45%～50%，蒸发 散热约占25%～30% 二、回答问题（每题3分，共15分） 1、说明室外综合温度的意义 答：室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后综合效果的假想温度 2、说明最小总热阻的定义式中[Δt] 的意义和作用 答：[Δt]为室内空气温度和围护结构内表面间的允许温差。其值大小反映了围护结构保温要求的高低，按[Δt]设计的围护结构可保证内表面不结露，θi不会太低而产生冷辐射。 3、说明露点温度的定义 答：露点温度是空气中水蒸气开始出现凝结的温度 4、保温层放在承重层外有何优缺点？ 答：优点：（1）大大降低承重层温度应力的影响 （2）对结构和房间的热稳定性有利 （3）防止保温层产生蒸气凝结 （4）防止产生热桥 （5）有利于旧房改造 缺点：（1）对于大空间和间歇采暖（空调）的建筑不宜 （2）对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 5、说明四种遮阳形式适宜的朝向 答：水平遮阳适宜接近南向的窗口或北回归线以南低纬度地区的北向附近窗口垂直遮阳主要适宜东北、北、西北附近窗口 综合遮阳主要适宜东南、西南附近窗口 挡板遮阳主要适宜东、南向附近窗口 建筑光学部分（33分） 一、术语解释，并按要求回答（每小题2分，共10分） 1、照度：被照面上某微元内光通量的面密度 2、写出光通量的常用单位与符号 光通量的常用单位：流明，lm （1分） 符号：φ（1分） 3、采光系数：室内某一点天空漫射光照度和同一时间的室外无遮挡水平面上天空漫射 光照度之比值 4、光强体：灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示，由矢量终端连接起来的 封闭体 5、混合照明：一般照明与局部照明组成的照明 二、解答题（每小题4分，共16分） 1、写出国际照明委员会的标准晴天空亮度分布规律。 答：（1）晴天空亮度以太阳子午圈为对称（1分） （2）最亮在太阳附近天空（1分） （3）晴天空亮度离太阳愈远愈小，最小点在太阳子午圈上且与太阳成90°（2分） 2、叙述侧面采光（侧窗）的优点和缺点。 答：优点：（1）建造和维护费用低（1分）
建筑物理光学实验报告
建筑物理实验报告 建筑光学实验： 1.采光系数测量 2.教室亮度测量 3.测定材料光反射系数 4.测定材料光透射系数 小组成员：王林 2011301569 范俊文 2011303156 肖求波 2011301549 沈杰 2011301544 指导教师：刘京华 西北工业大学力学与土木建筑学院 2013年11月3日
一 实验目的 室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。 二 实验原理及仪器 1.原理： 室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C ）,即室内某一点的天然光照度(E n ),和同一时间的室外全云天的天然光照度（E w ）的比值。 w n E E C 2.仪器：照度计2台/组 卷尺 两台照度计为同型号，分别用于室内和室外的照度测量。 三 实验时间及，地点及天气状况
时间：2013年11月4日星期一 地点：教学东楼D座 四实验要求 1测量数据记录(不少于5个测点) 2.附加测量项目： （1）．采光系数最低值C min 采光系数最低值取典型剖面和假定工作面交线上各测点中采光系数值中最低的一个，作为该房间的评价值。 （2）. 采光系数平均值C av 采光系数平均值取典型剖面与假定工作面交线上各测点的采光系数算术平均值。 当室内有两条或以上典型剖面时，各条典型剖面上的采光系数应分别计算。取其中最低的一个平均值作为房间的采光系数平均值。（3）．采光均匀度U c 采光系数最低值与平均值之比，即U c=C min/C av 国家规范规定，对于侧窗和顶部采光要求为I-IV级的房间，其工作面上的采光均匀度不应低于0.7。采光均匀度应按各个不同剖面计算，取其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价值。 五实验方法 1.测点布置 室内采光测点的布置反映各工作面上照度值的变化和光的分布情况，因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在剖面与工作面交线布置一组测点。侧面采光的房间有两个代表性的横剖面，一个通过侧窗中心线，一个通过侧墙中心线；剖面图上布置测点的间距2m；测点距墙或柱的距离为0.5~1m，中间测点等距布置。 2.测量条件 我国采光设计标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空，即全云天作为天空亮度分布规律的标准。因此采光系数测量的天空应该选取全云天(云量8~10级)，天空中看不到太阳的位置。不应在晴天和多云天测量，也不宜在雨雪天测量。
物理光学期末考试试卷2答案
《物理光学》期末试卷B 答案一、判断题（每题2分） 1、（×）； 2、（√）； 3、（√）； 4、（×）； 5、（√） 二、选择题（每题3分） 6、D ； 7、A ； 8、B ； 9、B ；10、D 三、填空题（每题3分） 11、否 （1分）；是（2分）。 12、1。 13、0.0327mm 。 14、圆偏振光（1分）；线偏振光（1分）；椭圆偏振光（1分）。 15、相同（1分）；不同（2分） 四、计算题 16、解：该光的频率为：151411 105102 f Hz Hz T ==?=?……3分 介质中波长为：710.65 3.910v T c m f λ-=?=?=?……2分 介质折射率为：1 1.5380.65 c n v ===……3分 17、解：①由布儒斯特定律得：21arctan n i n =……2分 1.50arctan 48.4348261.33 o o '===……2分 ②若Ⅱ、Ⅲ界面的反射光是线偏振光，则必符合布儒斯特定律有： 32 tan n n θ=……1分 根据已知，Ⅱ、Ⅲ界面的入射角12tan cot n i n θ== ……1分 故，Ⅱ、Ⅲ界面不符合布儒斯特定律，反射光不是线偏振光。……2分
18、解：①欲使条纹从中心涌出，应远离2M '。……4分 2d N λ =……2分 600100300002nm =? =……2分 19、解：当5d a =时，第5级明纹刚好和衍射第一极小重合，此时衍射主极大内有9条明纹。 故，衍射主极大内要包含11级明纹，必有 5d a >。 当6d a =时，第6级明纹刚好和衍射第一极小重合，此时衍射主极大内有11条明纹。 若 6d a >，则衍射主极大内包含13条明纹。故6d a ≤。 因此，要满足题目条件必有65d a ≥>。 20、解：自由光谱范围（2分） m 10005.5m 10005.510 42)106328.0(261222 62 μλλλ----?=?=???===?nh m f 分辨本领（3分）7 6100.2981 .01981.0106328.097.004.021297.097.0'?=-?????=-??===?= -ππλλλR R nh mN mN A 角色散（3分） 82/362/310973.3) 106328.0(04.01sin 1?=?====-λλλθλλθnh nh d d 21、解：①sin sin m d m d λθλθ=?=……1分 1.0911cos rad Nd λ θθ?===……2分 A mN mnl λλ ===?……1分 1M
物理光学计算题
1-2 一个线偏振光在玻璃中传播时的表示式为21510cos 100.65z t c π??? ?=??- ?????? ?E i 求该光的频率、波长，玻璃的折射率。 解：由题意知：1510,0.65c ωπυ=?=，则有光的频率 15 141051022Hz ωπνππ ?= ==? 光在真空中的波长 8 614 310/0.6100.6510 cT c m m λνμ-?=== =?=?玻璃的折射率 1.540.65c c n c υ== = 1-9 求从折射率n=1.52的玻璃平板反射和折射的光的偏振度。入射光是自然光，入射角分别为0°，45°，90°。 解：自然光入射，反射光的偏振度 p s r p s = R R P R R －＋，其中 222 2 1212s r p p 221212sin ()tan ()=,= sin ()tan () R r R r θθθθθθθθ--==++ 透射光的偏振度p s p s = t T T P T T －＋其中 22212 2 11122 22122211 1212cos sin 2sin 2cos sin ()cos sin 2sin 2cos sin ()cos () s s p p n T t n n T t n θθθθθθθθθθθθθθ==+= = +- ① 当1 0θ= 时，垂直入射， 0,0.2,0.2 p s p s t t r r =>==- ,s p p s R R T T == ∴ 0r t P P == ②当1 45θ= 时，可计算出具体的 ,,,s p p s R R T T ，最后可得出,r t P P （此处计算过程略去，直接套用公式即可） ③当190θ= 时，掠入射 1, ,s p p s R R T T ==无意义 ∴0,r t P P =不存在 1-11 一左旋圆偏振光以50度角入射到空气---玻璃分界面上，试求反射光和透射光的偏振态 解：入射的左旋圆偏振光可以写为 () cos 2cos s p E a t E a t πωω? ?=- ?? ?= 入射角小于布儒斯特角，① r p >0，r s <0，反射光的电矢量分量为： () 3cos cos 22cos s s s p p E r a t r a t E r a t ππωωω??? ?'=--=- ? ? ????= 相位差：32 π?=- 右旋椭圆偏振光 ② t p >0，t s >0，透射光的电矢量分 别为：() c o s 2c o s s s p p E t a t E t a t πωω?? ''=- ?? ? ''=相位差： 2 π?=- 左旋椭圆偏振光 1-16 若要使光经红宝石（n=1.76）表 面反射后成为完全偏振光，入射角应等于多少？求在此入射角的情况下，折射光的偏振度t P 。 解：若要使表面反射后成为完全偏振光，则入射角应为布儒斯特角 即：021B 1 1.76 arctan arctan()60.41n n θθ??==== ??? ∴ 透射角 21909060.429.6θθ=-=-= （反射光线与透射光线垂直） 22212 2 111222212 2 2111212cos sin 2sin 20.738cos sin ()cos sin 2sin 21cos sin ()cos ()s s p p n T t n n T t n θθθθθθθθθθθθθθ===+===+- ∴透射光的偏振度 p s p s 10.738= = 1510.738 t T T P T T = －－＋+ 1-22如图所示，玻璃块周围介质（水）的折射率为1.33。若光束射向玻璃块的入射角为45°，问玻璃块的折射率至少 应为多大才能使透入光束发生全反射。 解：由折射定律有1sin 45sin n n θ= 又由于发生全 反射有1sin c n n θ≥ 而 90c θθ+= ，则可得出 1.63 n ≥ ∴玻璃的折射率至少为1.63才能 发生全反射。 2-5 在杨氏实验装置中，两小孔的间距为0.5mm ，光屏离小孔的距离为50cm 。当以折射率为1.6的透明薄片贴住小孔S2时，发现屏上的条纹移动了1cm ，试确定改薄片的厚度。 解：小孔未贴上薄片时，由两小孔到屏 上P 0点的光程差为零，当小孔贴上薄片时，零程差点由P 0移动到与P 0相距为1cm 的P 点，显然有下式成立： ()=1yd n t D δ?-= 将n=1.6，y=1cm ，d=0.5mm ，D=50cm 带入上式，即可得出薄片的厚度 21.6710t mm -=? 2-10 试求能产生红光（0.7m λ μ=） 的二级反射干涉条纹的肥皂薄膜厚度。 已知肥皂的折射率为1.33，且平行光与法向成30°角入射。 解：依题意有 22 m λ λ?== ∴ 1 m h - （其中 01,2n m ==） 将 1.33,0.7n m λμ==代入上式， 即可得出肥皂薄膜厚度 0.426h m μ= 2-19 在迈克尔逊干涉仪的一个臂中引 入100.0mm 长、充一个大气压空气 的玻璃管，用0.5850m λ μ=的 光照射。如果将玻璃管内逐渐抽成 真空，发现有100条干涉条纹移动，求空气的折射率。 解：迈克尔逊干涉仪产生的等倾圆条纹 可视为由虚平板M 1M 2′所产生， 光程差变化λ/2时，干涉级移动一个，所以当干涉条纹移动100条时，有()11002 n d λ-=? 代入数据，可得出 1.0002925n = 2-32 有一干涉滤光片间隔层厚度为2 ×10-4 mm ，折射率n=1.5，试求： （1）正入射情况下，滤光片在可见区 内的中心波长 （2）透射带的波长半宽度（设高反射 膜的反射率R=0.9） （3）倾斜入射时，入射角分别为10° 和30°的透射光波长。 解：（1）正入射时，中心波长为2nh m λ= 在可见光范围内，m=1，可得600nm λ= （2）透射带波长半宽度 为 1/2λ?= （3 ）倾斜入射时，透射光波长为 λ 当10θ = 时，596nm λ= 当30θ= 时，565.6nm λ= 3－11 今测得一细丝的夫朗和费零级 衍射条纹的宽度为1cm ，已知入射光波长为0.63um,透镜焦距为50cm ，求细丝的直径。 解：根据巴俾涅原理，细丝可看作一宽度为D 的单缝，由单缝衍射的零级衍射条纹的宽度为2y f D λ=，将 1,0.63,5y c m m f c m λμ===代入上式，可得63D m μ=---即细 丝直径 3－13，在双缝夫朗和费衍射实验中，所用波长λ＝632.8nm ，透镜焦距为分f ＝50cm ，观察到两相邻亮条纹之间的距离e ＝1.5mm ，并且第4级缺级，试求： 1、双缝的缝距和缝宽2、第1、2、3级亮纹的相对强度 解：（1）由双缝夫朗和费衍射可知，相 邻两亮条纹之间的距离满足下列关 系式：e f d λ = 将 1.5,63 2.8,50e mm nm f cm λ===代入上式可得 0.21d mm =――即双缝缝宽 又第四级缺级，则由缺级条件有
物理光学期末试卷题库与解答
物理光学试题库与答案1 (须给出必要的计算过程和绘图） 1．(6分) 若波的相速为，A为常数，求波的群速？ 答： 2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度 为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？ 答：，，L=60cm， 3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时，，若该辐射器的温度增高 到使其黑体辐射本领增加一倍时，将变为多少？ 答：，，，， 4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？ 答：双折射情况如图所示：
5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比? 答：（ 1）用矢量作图法。如图：,自由传播时，，所以。 （ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有，。 6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻璃板上方观察干涉条纹。（1）若测得干涉条纹的间距为 0.1 毫米，求细丝直径 d 的值？（2）当细丝的温度变化时，从玻璃中央的固定点 A 处观察到干涉条纹向背离交棱的方向移动了 5 个条纹，则细丝是膨胀还是收缩了，温度变化后细丝直径的变化量是多少？ 答：
（ 1） （ 2）干涉条纹向背离交棱的方向移动是干涉条纹间距变宽的结果， 由可知，是两块平板间距（夹角）变小了，说明细丝收缩，直径变小了。 细丝直径的变化量是 7．（12）如图所示，一列波长为、在 X-Z 平面沿与 Z 轴夹角为的方向传播的平面波， 与一列源点在轴上、距坐标原点为、波长也为的球面波在傍轴条件下干涉，求在Z=0 的平面上干涉条纹的形状和间距？ 答：
建筑物理学第二篇建筑光学课后习题答案
第二篇建筑光学 第七章建筑光学基本知识 习题 7-1波长为540nm的单色光源，其辐射功率为5W，试求（1）这单色光源发出的光通量；（2）如它向四周均匀发射光通量，求其发光强度；（3）离它2 米处的照度。 解：１）对于波长为５４０ｍｍ的查气光视效率是０．９８ 则有540683 5 0.98 3346.7 lm 3346.7 ２）发光强度I 3346.7 266.3 cd 4 ３）照度E 3346.2766.6 lx A 4 R 2 7-２、一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1260lm 的白炽灯，设灯罩的透光系数为0.60, 求灯罩外表面亮度（不考虑灯罩的内反射）。 1250 解：I 99.5 cd 4 7- ３、一房间平面尺寸为7×15m，净空高为5m。在天棚中布置一亮度为500nt 的均匀扩散光源，其尺寸为5× 13m，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。 A 5 13 解：１）正中A2cos 52131 2.6 r 2 5 2 L Acos0 0.6 99.5 4 ( 0.225)2 2 0.6 3 0 c4d/
cos i 0.517 7 2 15 2 2 (2) (2 ) 5 E L cosi 500 0.359 0.517 92.8 lx 7- ４、有一物件尺寸为 0.22mm ，视距为 750mm ，设它与背景的亮度对比为 0.25 。求达到辨别机率为 95%时所需的照度。如对比下降为 0.2 ，需要增加照度 若干才能达到相同视度？ 解：求视角 3440 d 3440 0.22 1 l 750 由于ｃ＝０．２５ 查图７－２２可得 所需照度 Ｅ＝７０ｌｘ 若对比度下降为 0.２ 则所需照度 Ｅ＝１２５ｌｘ 7- ５、有一白纸的反光系数为 0.8 ，最低照度是多少是我们才能看见它？ 达到刺眼时的照度又是多少？ 10 5 解：最低照度 E 10 1.25 10 5 asb 0.8 达到刺眼的照度 E 16 20 sb 0.8 7- ６、式说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和关系？ 答：光通量是人眼对光的感觉量为基准的单位； 发光强度是光通量的空间密度； 照度是被照面光通量的密度； 亮度是发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。 7- ７、看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为什么？ 答：房间亮点好。 这是因为人眼的感光细胞分为：杆体细胞和椎体细胞。在亮环境下是锥体 细胞起作用，暗环境下是杆体细胞起作用。当房间亮一些时，不会使杆体细胞 和椎体细胞交替起作用，可以减少视觉疲劳。同时，房间亮一点可以避２）四角地面 5 13 (72)2 (125)2 52 0.359 (72)2 (125)2 52
建筑物理实验报告.
建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX
建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 （一）温度、相对湿度 1、实验原理： 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容；初步掌握常用仪器的性能和使用方法；明确各项测量的目的；进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备：TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法：` （1）在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 （2）若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3～4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银面平齐。先读小数，后读整数。 （3）根据干湿球温度计的读数，获得测点空气温度。 （4）根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。
4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器：TESTO 175H1 位置湿度（%）温度（℃） 暖气上方A 24.5 17.5 桌面上方B 25.6 17.0 南边靠墙柜子C 25.5 16.8 室内门口处D 25.1 16.5 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出，室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气，所以温度较高。柜子由于距离暖气较远，温度相对较低，较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好，温度较低，湿度相对较高。
（二）室内风向、风速 1、实验原理：QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备：TESTO 425 3、实验方法： （1）把仪器杆放直，测点朝上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 （2）把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 （3）轻轻拉动滑套，使侧头露出相当长度，让侧头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 （4）风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。
建筑物理光学选择题60道
建筑物理光学选择题60道 1. 在光亮环境中，辐射功率相等的单色光看起来(D )光最明亮。 A、700nm红光 B、510nm蓝绿光 C、580nm黄光 D、555nm黄绿光 2.关于光源的色表和显色性的说法，(B )是错误的, A、光源的色表和显色性都取决于光辐射的光谱组成 B、光源有相同的色表，尽管光谱组成不同，也会有完全相同显色性 C、光源有相同的色表，光谱组成不同，显色性有很大差异 D、色标有明显区别的两个光源，显色性不可能相等 3.下面关于光的阐述中，(C )是不正确的 A、光是以电磁波形式传播 B、可见光的波长范围为380~780 nm; C、红外线是人眼所能感觉到的 D、紫外线不是人眼所能感觉到的 4.下列(D )是亮度的单位 A、Ix B、Cd C 、Im D、Cd/m2 5.下列材料中(C )是漫反射材料 A、镜片
B、搪瓷 C、石膏 D、乳白玻璃 6. 关于漫反射材料特性叙述中，(D )是不正确的 A、受光照射时，它的发光强度最大值在表面的法线方向 B、受光照射时，从各个角度看，其亮度完全相同 C、受光照射时，看不见光源形象 D、受光照射时，它的发光强度在各方向上相同 7下列材料中，(C )是漫透射材料 A、透明平板玻璃 B、茶色平板玻璃 C、乳白玻璃 D、中空透明玻璃 8.光源显色的优劣，用(C )来定量来评价 A、光源的色温 B、光源的亮度 C、光源的显色性 D、识别时间 9.将一个灯由桌面竖直向上移动，在移动过程中，不发生变化的量是(A ) A、灯的光通量 B、灯落在桌面上的光通量 C、受光照射时，看不见光源形象 D、桌子表面亮
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案 一、解释下列名词（每小题2分，总共20分） 1．复色波的相速度：复色波的等相位面的传播速度。 2．复色波的群速度：复色波的等振幅面的传播速度。 3．布儒斯特角：反射光为完全线偏振光时的入射角。 4．临界角角：光密介质到光疏介质出现全反射现象，产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。 5．光的空间相干性：光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。 6．光的时间相干性：光源非单色性对条纹可见度的影响称为光的时间相干性。 7．爱里斑：圆孔衍射中，中央亮斑称为爱里斑（爱里斑占入射在圆孔上能量的83%）。 8．瑞利判据：两个等强度波长的亮条纹只有当它们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时，才能被分 开。 9．晶体的光轴：在晶体中，光沿某方向传播时不发生双折射现象，该方向称为光轴。 10．光的色散：介质中的光速（或折射率）随光波波长变化的现象叫光的色散。 二、简答题（每小题4分，总共40分） 1、如图所示，一平面简谐光波沿x方向传播，波长为l，设x=0点的相位j0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布j(x)；（2）沿y轴光波的相位分布j(y)；（3）沿r方向光波的相位分布j(r)。 解： （1）； （2）； （3） 2、利用布儒斯特定律，可以测定不透明电介质的折射率。令测得釉质的起偏角为580，求它的折射率。 解：根据布儒斯特定律，将，代入，可得不透明电介质的折射率为 。 3、观察尖劈形肥皂液膜所产生的彩色条纹时，为什么膜的上端的光泽变暗彩色消失时预示着肥皂膜即将破裂？
解：尖劈形肥皂膜产生的干涉属于等厚干涉，其光程差。由于重力作用，尖劈下方的膜将变厚，上方的膜将变薄。当膜厚时，，此光程差满足干涉相消，所以膜变为黑暗色；当时，膜就 裂开。这就是肥皂膜破裂前由彩色变为黑暗色的缘故。 4、在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径5m，透镜半径为10mm，在钠光的垂直照射下（l=589纳米），能产生多少个干涉条纹？ 解： 5、在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色缝光源，当装置作如下几种改变时，试简单描述屏上的干涉条纹的位置或间距将会怎样变化？（1）将光源向上或向下平移；（2）将整个装置放入水中。 解：（1）光源平移与条纹评议的关系为。当光源项上移动时，，则，即条纹向下平移；同理，当光源下移时，则条纹向上平移。 （2）由于光源在介质中的波长，装置放入水中后，条纹间距为。因为，所以， 即条纹间距会变小。 6、单色平面光波波长为500nm，正入射如图所示的衍射屏上，mm，mm，轴上观察点离衍射屏2m，计算观察点出的光强与入射光之比。 解：衍射屏分为两部分，的3/4圆孔和的1/4的圆孔。已知，。先求半径为的3/4圆孔包含的“半波带”数： 即恰好为一个“半波带”。令一个“半波带”在观察点的振幅为，则。再求半径为的1/4圆孔包含的“半波带”数： 即恰好为两个“半波带”，故。所以观察点的总振幅为
建筑物理名词解释
建筑光学 1.光气候——光气候就是由太阳直射光、天空漫射光和地面反射光形成的天然光平均状况。 2.流明——光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1sr）内发出的光通量为“1流明”，英文缩写(lm)。 3.光污染——过量的光辐射对人类生活和生产环境造成不良影响的现象。包括可见光、红外线和紫外线造成的污染。 4.显色性——光源的显色性指的是与参考标准光源相比较时，光源显现物体颜色的特性。 5.勒克斯——照度的国际单位。1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯（1lx）。 6.泛光照明——泛光照明是一种使室外的目标或场地比周围环境明亮的照明，是在夜晚投光照射建筑物外部的一种照明方式。 7.发光强度——发光强度就是光源所发出的光通量的空间密度，常用符号Iα来表示，单位为坎德拉（cd）。 8.显色指数—在被测光源和标准光源照明下，在适当考虑色适应状态下，物体的心理物理色符合程度的度量。并用一般显色指数（符号Ra）和特殊显色指数（符）表示。 号R i 9.日照间距系数——根据日照标准确定的房屋间距与遮挡房屋檐高的比值。 10.亮度对比——亮度对比即观看对象和其背景之间的亮度差异，常用亮度对比系数C来表示亮度对比，它等于视野中目标和背景的亮度差与背景（或目标）亮度之比。 11.色温——通常把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品相同时黑体的温度称作为光源的颜色温度，简称为光源的色温，并用符号Tc表示，单位是绝对温度（K）。 12.光源的发光效能——光源发出的光通量除以光源功率所得之商，简称光源的光效，单位为流明每瓦特（lm/W）。 13.照度——对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是常用的照度，符号为E,它表示被照面上的光通量密度，单位为勒克斯（lx）。