赵凯华光学1 (5)
光学赵凯华习题答案
光学赵凯华习题答案是广大光学学习者参考的重要资料之一，用来辅助理解光学相关知识的掌握和技能的训练。
在学习光学时，我们会遇到许多难题和疑惑，因此需要依靠进行实践，以提高自己的光学素养和水平。
关于，我们需要了解以下几个方面：一、的来源最初来源于光学人才培养计划的一部分，主要是为了帮助学生完成光学学科的作业和学习。
现在，随着网络技术的不断发展，许多都可以在互联网上找到，成为光学学习资料的常见形式之一。
二、的特点具有以下主要特点：1.包含大量光学基础知识的精华部分，可以帮助学生快速掌握核心光学概念和理论。
2. 郁密的结构和详实的公式，有助于学习者更好地理解光学知识和技能。
3. 适合不同级别和程度的光学学生，包括光学初学者、光学进阶者和光学专业研究生，可以满足不同阶段的学习需求。
三、使用的注意事项在使用时，我们需要注意以下几点：1.不要直接抄袭答案，应该先自己尝试解决问题，再借鉴答案中的思路和方法，以促进自己的学习和成长。
2.需要保持学习的持续性，并在学习过程中注重思维的训练和提高，才能真正掌握光学知识和技能。
3.可以结合电子书和学习指导，进一步加深对光学知识的理解和掌握，同时积极参加实验和讨论，以更好地理解光学概念和理论。
四、的实践应用在实践应用中，可以有效地帮助光学学习者达到以下几个目的：1.以更高效的方式掌握核心光学概念和理论2.提高光学知识和技能的应用能力3.拓展光学学习者的思维和创新能力在光学学习中，可以成为学习者的重要参考资料之一，帮助我们更好地掌握光学知识和技能。
我们需要注重光学知识的理论和实践，持续不断地提高学习成果，用光学拉近认知与实践的距离，真正做出成绩。
赵凯华光学1079186849178
返
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绪
论
把量子论贯穿到整个辐射和吸收过程中，提出了杰出的光量子（光子）理论，圆满解释了光电效应， 并为后来的许多实验例如康普顿效应所证实。1924年德布罗意（L.V.de Broglie，1892- ）创立了 物质波学说。他大胆地设想每一物质的粒子都和一定的波相联系 ，这一假设在1927年为戴维孙 （C.J.Davisson，1881-1958）和革末（L.H.Germer，1896-1971年）的电子束衍射实验所证实。 2.5现代光学时期 从本世纪六十年代起，特别在激光问世以后，由于光学与许多科学技术领域紧密结合、相互渗 透，一度沉寂的光学又焕发了青春，以空前的规模和速度飞速度飞速发展，它已成为现代物理学和 现代科学技术一块重要的前沿阵地，同时又派生了许多崭新的分支学科。 1958年肖络（A.L.Schawlow）和汤斯（C.H.Townes）等提出把微波量子放大器的原理推广到光 频率段中去，1960年梅曼（T.H.Maiman，1927- ），首先成功地制成了红宝石激光器。自此以后， 激光科学技术的发展突飞猛进，在激光物理、激光技术和激光技术和激光应用等各方面都取得了巨 大的进展。同时全息摄影术已在全息显微术、信息存贮、象差平衡、信息编码、全息干涉量度、声 波全息和红外全息等方面获得了越来越广泛的应用。光学纤维已发展成为一种新型的光学元件，为 光学窥视（传光传象）和光通讯的实现创造了条件，它已成为某些新型光学系统和某些特殊激光器 的组成部分。可以预期光计算机将成为新一代的计算机，想象中的光计算机，由于采取了光信息存 储，并充分吸收了光并行处理的特点，它的运算速度将会成千倍地增加，信息存储能力可望获得极 大的提高，甚至可能代替人脑的部分功能。总之，现代光学与其他科学和技术的结合，已在人们的 生产和生活中发挥着日益重大的作用和影响，正在成为人们认识自然、改造自然以及提高劳动生产 率的越来越强有力的武器。
12-工程光学第一章
光学的发展：经典光学 经典光学：
现代光学
1、几何光学 光的传播、反射、折射、成像等。 2、物理光学 ①波动光学：光的干涉、衍射、偏振等。 ②量子光学：光的吸收、散射、色散、光 的本性等。
现代光学：
①激光光学：激光物理、激光技术、激光应 用等。 ②非线性光学：光学介质与激光相互作用的
新现象和新效应，实现全光处理技术。
它们均以锐角度量，由光线转向法线，顺时针方向 旋转形成的角度为正，反之为负。
反射定律归结为： （ 1 ）反射光线位于由入射光线和法线所决定 的平面内； （ 2 ）反射光线和入射光线位于法线的两侧， 且反射角与入射角的绝对值相等，符号相反，即： (1-2) I " I 折射定律归结为： （1） 折射光线位于由入射光线和法线所决定 的平面内；
课程提纲—几何光学与成像理论
第一章 几何光学基本定律与成像概念
第二章 理想光学系统
第三章 平面与平面系统
第四章 光学系统中的光阑与光束限制
第五章 光路计算与像差理论 第六章 典型光学系统 第七章 光学系统的像质评价和像差公差
教学安排与考核方式
基础知识讲授与习题讲解（40学时）
o
(1-4)
若入射角继续增大，入射角大于临界角的那些 光线不能折射进入第二种介质，而全部反射回的一 种介质，即发生了全反射现象。
全反射的充要条件:
（1）光线从光密介质射向光疏介质； （2）入射角大于临界角。
全反射应用例：
实现高效光信号传输
代替 平面 反射 镜实 现高 效反 射
基本定律的应用：
例1：在水中深度为y处有一发光点Q,作QO垂直于水面，求射出水 面折射光线的延长线与QO交点Q’的深度y’与入射角i的关系。
普物四大力习题推荐
普物四大力习题推荐做题考试不是目的，理解物理内涵才是目的。
但是考试还是得过，所以建议如下。
（以下只推荐国内的书和习题集，本来嘛外文书其实更好，只不过还是汉字让人看着舒服啊）一，普物如果要用陈守洙（胡盘新习题全解）那样的，可以讲市面上一大堆吧，随便挑本都行。
想加点难度就用愈超大学物理题解（还挺适合理科生看的）或阮图南大学物理解题法（题不错，就是让人想起了高中，唉!) 。
再难点就用舒幼生物理学难题集萃增订版（老版有基本题，新版全是难题）不过有时间的话，还是建议普物搞专业点好。
1，力学梁昆淼力学上册（绝对国内最难，他可是老一辈力学教坛宗师啊。
梁书比舒幼生的，郑永令的，杨维宏的都难。
此外，赵凯华力学习题虽简单但小字附录部分确很有价值）周衍柏理论力学（当然是非分析力学部分，题还是蛮经典的）最后加上科大陈稼夫力学大题典上册，应该就完全足够了。
2，热学秦允豪热学（书不一定国内最好，但习题思考题基本是最好的）包科达热物理习题解析上册（包含了赵凯华，李椿两人书上的习题，但基本都是陈题）周子舫科大热学热统大题典（比包科达的题质量要高，建议配合秦的使用。
热学吧，其实国内没多少好题）3，电磁学张之翔电磁学千题解（号称“屠龙宝刀”，他的那本电动题解应该就是“倚天剑”了，哈哈。
果断强推！）科大胡友秋电磁电动大题典（前两章看看，第三章纯扯蛋！根本是给电子专业用的！）有了前两本后，就习题而言，赵凯华的，贾启明的基本可以无视了（当然书本身还是相当精彩的，尤其赵的），我发现赵和贾两本书的陈题至少80%以上完全相同！顺序也是！！4，光学赵凯华光学（他的前几本书题目不行，这本可绝对是刚刚的，尤其是思考题！）科大郭光灿和吴强的光学大题典（就是几何光学题多了，物理光学居然不细分）至于母国光，姚启均的题基本已被前两本覆盖了。
其余的一大堆不知名光学书，不提也罢。
5，原子物理杨福家原子物理（书是绝对的好啊！）科大陈宏芳原子亚原子相对论大题典（原子物理题本来就少而易，比如赭圣粼经典的那本书，而这本算最多的了）以前看到武大刘莲君和张哲华的量子物理和原子物理貌似题目挺多的，不过仔细一翻量子部分全是照抄曾书的。
基础光学
第一章 几何光学
§1.1几何光学的基本定律和费马原理 1.1 基本定律 光源、 点光源、 光线、 光束 1 .光的直线传播定律 2 .光的独立传播定律 3 .光的反射定律 4 .光的折射定律 由上述定律可得出光路可逆性原理。
* 几何光学实验定律成立的条件
1.
被研究对象的几何尺寸D远大于入射光波 波长 D/ >>1 衍射现象不明显，定律适用。 D/ ~ 1 衍射现象明显，定律不适用。
( n1 l1 n2 l 2 ) 0 x ( n1 l1 n2 l 2 ) 0 的路径。 z
将l1、l2的表达式代入上式有
l ACB n1l1 n2 l 2
其中： l1 y ( x x1 ) z
2 1 2
l2
y
2 2
2 2
物和像
物点和像点：实物、虚物 、实象、虚象
物面和像面：物点、像点的集合
光学系统: 单个或多个光学元件组成的系统 物方空间：实际的入射光线所在的空间 像方空间：实际的出射光线所在的空间 对应的有物方折射率和像方折射率
Ⅰ
Ⅱ
S2 S1’
S2’ S3 S3’
Ⅲ
n1
n2
n3
n4
2. 2 理想光学系统 同心光束通过系统后仍能保持为同心光束 理想光学系统成像的性质： 1 . 物象之间的共轭性；
前 言
一、光学的研究对象及学习光学的意义 1. 光学的研究对象 光学是研究光的本性、光的产生与控 制、光的传输与检测、光与物质的相互作 用，以及它的各种应用的学科。 2. 学习光学的意义 光学是物理学中一门重要的基础学科， 也是一门应用性很强的学科。
二、 光学发展简史 光是什么？
基础光学(赵凯华版)Chap1 Introduction
1光学2009.02~2009.06教师简介•董建文–2003年理学学士中山大学物理学系光信息–2000-03年辅修中山大学信科学院计算机系–2003-07 光学博士光电材料与技术国家重点实验室–2007年助理研究员香港科技大学物理系•办公室：南校区激光所403•Phone: (020)84111469,84037563-8403•E-email：dongjwen@ •Homepage: /dong/•Course website: http://202.116.84.117:403/2课程提纲（Syllabus ）1.引言（Introduction）2.几何光学（Geometrical Optics）3.光的干涉（Interference）4.光的衍射（Diffraction）5.光的偏振（Polarization）6.光的吸收、散射、色散（Absorption,Scattering, Dispersion）7.光的量子现象（Quantum of the light）8.激光（Laser）9.现代光学进展（Progresses of Optics）包括：全息（Holography），光子晶体与负折射率材料(Photonic crystals & Negative refraction metamaterials)，量子光学11(Quantum Optics)12参考书（Reference Texts ）•《光学》，赵凯华钟锡华，北京大学出版社•《光学》章志鸣等编著，高等教育出版社•《基础光学》，李良德，中山大学出版社•《普通物理学教程——光学》，易明，高等教育出版社•Principles of Optics 7th edition, Born & Wolf, Cambridge•课程要求成绩考核•课堂笔记•平时作业25%•考试成绩20%(Midterm) + 45%(Final)•严肃纪律(点名) 10%•课程网址：http://202.116.84.117:403/第1章引言§1.1 光学发展史1.中国古代它是一门古老的学科。
赵凯华光学课件及习题答案
其物理意义：
可以通过比较两个振动的光程来考察 两个振动的步调差异。
1.5
在真空中波长为 λ 的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从 P 沿某路径传到 Q，若 P、Q 两 点位相差为 5π，则路径 PQ 的光程为:
(1) 5λ (2) 5nλ (3) 2.5λ (4) 2.5nλ (5) 无法判断
i nsin i n sin i
2.2 全反射定律
◆ 当光线从光密媒质 射向光疏媒质时，折射 角大于入射角；当入射 角增大到某一临界值时， 折射光线消失，光线全 部反射，此现象叫全反 射。
全反射临界角：
ic s in1(n2/n1)
n 2 1 的空气对于 n1 1.5 的玻璃，临界角
ic 42
◆ 棱镜光谱仪中的色散元件色散 棱镜就是利用介质的这种性质， 将含有多种波长的复色光分散开 来。
光的可逆性原理:
当光线的方向反转时，它将逆着同一 路径传播，称为光的可逆性原理。
§3 惠更斯原理
波线
2.1 波的几何描述
波动：扰动在空间的传播 球面波波面 平面波
波面：
波面与波线
（1）在同一振源的波场中
光在均匀媒质里沿直线传播。 例：物体的影子, 针孔成像 例：海市蜃楼(mirage)
海市蜃楼(mirage)是一种折光现象，由于靠 近表面竖直方向上空气密度的剧烈变化，使 得一些远处的物体在一定区域形成图像以代 替其真实位置。这些图像是扭曲的，倒转的 或是摇摆的。
空气密度与气压、温度和水蒸气含量密切相关。
2、爱因斯坦提出了光子假说，成功地解释了 光电效应问题
3、光的某些行为象经典的“波动” 4、另一些行为却象经典的“粒子”
1.1几何光学基本定律(赵凯华版)
1.1 几何光学基本定律
第一章 几何光学
（2）光的反射和折射定律
设媒质透明、均匀和各向同性，
分界面为平面（或曲率不大）。
n1
反射线与折射线都在入射面内 n2
i1 i1' i2
• n1和n2称为媒质的绝对折射率. • 折射率大为光密媒质，折射率小为光疏媒质. • 适用条件：反射和折射面积远大于光波长。作为实
此时有：
带入折射定律：
第一章 几何光学
有：
时，
结论：n越大，最小偏向角越大。波长越短，折射率越大（正常 色散），因此，太阳光通过三棱镜时，透射光将按红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫的顺序依次展开成彩虹状，其中紫光 偏向角最大，红光偏向角最小——棱镜光谱仪原理。
赵凯华版课件
光学
色散
1.1 几何光学基本定律
第一章 几何光学
当光线的方向反转时，它将逆着同一路径传播， 称为光的可逆性原理。
M1 M2
光传播的可逆性
通过简短的 推理，得到 重要的结论
利用光的可逆性原理证明：三棱镜产生最小偏向角 的条件是光线相对于棱镜对称。
赵凯华版课件
MH’即为 所求折射 线。
赵凯华版课件
光学
1.1 几何光学基本定律
证：
（1）正弦定理于△HCM
第一章 几何光学
（2）三角形相似，△HCM和△MCH’
i
赵凯华版课件
光学
1.1 几何光学基本定律
1.2 全反射定律
第一章 几何光学
➢ 当光线从光密媒质射向光疏媒质时，折射 角大于入射角；当入射角增大到某一临界值时， 折射光线消失，光线全部反射，此现象叫全反 射。
验规律几何光学三定律是近似规律。