四 光学和近代物理

四 光学和近代物理
四 光学和近代物理

光学和近代物理

第1大题: 选择题(69分)

1.1 (3分)

自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则知折射光为 ( ) (A)完全偏振光且折射角是30° (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30° (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30°

1.2 (3分)

在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中,S 为单缝,L 为透镜,C 为放在L 的焦面处的屏幕.当把单缝S 垂直于透镜光轴稍微向上平移时,屏幕上的衍射图样 ( )

(A)向上平移 (B)向下平移 (C)不动 (D)条纹间距变大

1.3 (3分)

若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹 ( )

(A) 中心暗斑变成亮斑 (B) 变疏 (C) 变密 (D) 间距不变

1.4 (3分)

用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.如图,当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹 ( )

(A)向右平移 (B)向中心收缩 (C)向外扩张

(D)静止不动 (E)向左平移

S

1.5 (3分)

狭义相对性原理指的是( )

(A )一切惯性系中物理规律都有相同的表达形式 (B )一切参照系中物理规律都是等价的

(C )物理规律是相对的 (D )物理规律是绝对的

(E )以上均是

1.6 (3分)

光速不变原理指的是( )

(A )在任何媒质中光速都相同 (B )任何物体的速度不能超过光速

(C )任何参照系中光速不变 (D )一切惯性系中,真空中光速为一相同定值

1.7 (3分)

伽利略相对性原理说的是( )

(A )一切参照系中力学规律等价 (B )一切惯性系中牛顿力学规律都具有相同的形式

(C )一切非惯性系力学规律不等价 (D )任何参照系中物理规律等价

1.8 (3分)

频率为ν的单色光在媒质中的波速为v ,光在此媒质中传播距离l 后,位相改变量为( ) (A)

v l νπ2 (B) 2l v νπ (C) 2νlv π (D) v l π2ν

19 (3分)

普朗克常数可以用下列单位中的哪一个表示?( )

(A )s W ? (B )Hz J ? (C )s J ? (D )1s

erg -?

1.10 (3分)

(1)两种效应都属于光子和电子的弹性碰撞过程。

(2)光电效应是由于金属电子吸收光子而形成光电子,康普顿效应是由于光子和自由电子弹性碰撞而形成

散射光子和反冲电子

(3)两种效应都遵循动量守恒和能量守恒定律

(4)康普顿效应同时遵从动量守恒和能量守恒定律,而光电效应只遵从能量守恒定律

光电效应和康普顿效应都包含电子与光子的相互作用,仅就光子和电子相互作用而言,以上说法正确

的是( )

(A) (1)(2) (B) (3)(4) (C) (1)(3) (D) (2)(4)

空气

单色光

1.11 (3分)

康普顿效应显示 ( )

(A) 电子可以穿过原子核 (B)

x 射线可以穿过原子核 (C)

x -射线具有粒子特性 (D) 氢离子是一个质子 (E) 质子具有自旋

1.12 (3分)

两条狭缝相距2mm ,离屏300cm ,用600nm 的光照射时,干涉条纹的相邻明纹间距为(以毫米为单

位)( )

(A )4.5 (B )0.9 (C )3.12 (D )4.15 (E )5.18

1.13 (3分)

波长为λ的单色光在折射率为n 的媒质中,由a 点传到b 点位相改变了π,则由a 到b 的光程和几何路

程分别为 ( ) (1) n 2λ (2) 2n λ (3) 2λ (4) λ (5) λn

(A) (5)(1) (B) (4)(2) (C) (2)(3) (D) (3)(2) (E) (3)(1)

1.14 (3分)

测不准关系指的是 ( )

(A) 任何物理量都测不准

(B) 任何物理量之间都不能同时测准

(C) 某些物理量不能同时测准,这取于这些物理量之间的关系

(D) 只有动量与位置、时间与能量之间不能同时测准

1.15 (3分)

我们不能用经典力学中的位置方式来描述微观粒子,是因为( )

(1) 微观粒子的波粒二象性 (2) 微观粒子位置不确定

(3) 微观粒子动量不确定 (4) 微观粒子动量和位置不能同时确定

(A) (1)(3) (B) (2)(3) (C) (1)(4) (D) (2)(4)

1.16 (3分)

光电效应中光电子的初动能与入射光的关系是( )

(A )与入射光的频率成正比 (B ) 与入射光的强度成正比

(C )与入射光的频率成线性关系 (D ) 与入射光的强度成线性关系

1.17 (3分)

普郎克常数的单位是( )

(A)

s W ? (B)W/s (C)s J ? (D)J/s (E) 无量纲的常数

1.18 (3分)

普朗克提出光量子假说之后,第一个肯定了光的粒子性并成功地解释了的另一著名实验是?( )

(A ) 玻尔解释氢原子分离光谱 (B )爱因斯坦解释光电效应

(C ) 卢瑟福解释原子行星式模型 (D )伦琴解释其X 射线的产生

1.19 (3分)

在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 ( )

(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

1.20 (3分)

按照玻尔理论,电子绕核作圆周运动时,电子的动量矩L 的可能值为 ( )

(A)任意值 (B)nh ,

n =1,2,3,··· (C)nh π2,

n =1,2,3,

··· (D)π2/nh , n =1,2,3,··· 1.21 (3分)

在杨氏双缝实验装置中,若在其中一缝后面放一薄红玻璃片,另一缝后面放一薄绿玻璃片,以白光照射时,

屏上能否看到干涉条纹?( )

(A) 能够 (B) 不能够

1.22 (3分)

以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上的自然光,反射光是 ( )

(A)在入射面内振动的完全偏振光

(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光

(C)垂直于入射面振动的完全偏振光

(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光

1.23 (3分)

自然光以60°的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则知 ( ) (A)折射光为线偏振光,折射角为30°

(B)折射光为部分偏振光,折射角为30°

(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定

(D)折射光为部分偏振光,折射角不能确定

第2大题: 填空题(42分)

2.1 (3分) 1P ,2P 与3P 三个偏振片堆叠在一起,1P 与3P 的偏振化方向相互垂直,2P

与1P 的偏振化方向间的夹角为30°.强度为0I 的自然光垂直入射于偏振片1P ,并依次透过偏振片1P 、2P 与3P ,则通过三个偏振片

后的光强为 __________________。

一束光强为0I 的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强I 为 ________________________。

2.3 (3分)

在双缝干涉实验中,两缝间距离为mm 2,双缝与屏幕相距cm 300,波长λ=600.0 nm 的平行单色光垂直照射到双缝上.幕上相邻明纹之间的距离为 _________________。

2.4 (3分)

一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ________________。

2.5 (3分)

一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是 ______________。(填红光或紫光)

2.6 (3分)

在真空中一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB上,装置如图,在屏幕D上形成衍射图样,如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则 BC 的长度为___________________。

2.7 (3分) 把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为)(d D D >>,所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 _________________。

2.8 (3分)

在双缝干涉实验中,两缝间距为d ,双缝与屏幕的距离为D (d D

>>),单色光波长为λ,屏幕上相

邻明条纹之间的距离为__________________。

在单缝夫琅和费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成 3个半波带,则缝宽度a等于____________。

2.10 (3分)

在X 射线散射实验中,若散射光波长是入射光波长的1.2倍,则入射光光子能量0ε与散射光光子能量ε之比εε/0为 __________。

2.11 (3分)

用频率为v 的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为K E ;若改用频率为v 2的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为___________________。

2.12 (3分)

如果电子被限制在边界x 与x x ?+之间,nm 050.x

=?,则电子动量x 方向分量的不确定量近似地为__________________-1s m kg ??。(普朗克常量341063.6-?=h

J ·s )

2.13 (3分) 狭义相对论认为,时间和空间的测量值都是 ,它们与观察者的 密切相关。

2.14 (3分)

狭义相对论的两个基本原理是:

(1)_____________________________; (2)___________________________

2.15 (3分)

一质量为40g 的子弹以 1.0×103m.s -1的速率飞行,则该子弹的德布罗意波长为__________________________m 。

近年高考光学近代物理试题

近年高考(及模拟)光学、近代物理试题选 1.下面说法正确的是 A.光子射到金属表面时,可能有电子发出 B.光子射到金属表面时,一定有电子发出 C.电子轰击金属表面时,可能有光子发出 D.电子轰击金属表面时,一定没有光子发出 2.处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时, 只发射波长为1λ、2λ、3λ的三种单色光,且 1λ>2λ>3λ,则照射光的波长为 A .1λ B .1λ+2λ+3λ C .3232λλλλ+ D .2121λλλλ+ 3.K -介子衰变的方程为:K -→π-+π0,其中K -介子和π-介子带负的基元电荷,π 0介子不带电。一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中, 其轨迹为圆弧AP ,衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ,两轨 迹在P 点相切,它们的半径R K -与R π-之比为2︰1。π0介子的轨 迹未画出。由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为 A 1︰1 B 1︰2 C 1︰3 D 1︰6 4.如图,当电键K 断开时,用光子能量为2.5eV 的一束光照 射阴极P ,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑线变阻器, 发现当电压表读数小于0.60V 时,电流表读数仍不为零;当电压 表读数大于或等于0.60V 时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的 逸出功为 A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV 5.下列说法中正确的是 A 质子与中子的质量不等,但质量数相等 B 两个质子间,不管距离如何,核力总是大于库仑力 C 同一种元素的原子核有相同的质量数,但中子数可以不同 D 除万有引力外,两个中子之间不存在其它相互作用力 6.用某种单色光照射某种金属表面,发生光电效应,现将该单色光的光强减弱,则 A 光电子的最大初动能不变 B 光电子的最大初动能减少 C 单位时间内产生的光电子数减少 D 可能不发生光电效应 7.铀裂变的产物之一氪90(9036Kr )是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆 90(90 40Zr ),这些衰变是 A 1次α衰变,6次β衰变 B 4 次β衰变 C 2次α衰变 D 2次α衰变,2次β衰变 8.如图,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气 射向柱体的O 点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2,已 知玻璃折射率为3,入射解为45°(相应的折射角为24°),现保 持入射光不变,将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过 15°,如图中虚线所示,则 A 光束1转过15° B 光束1转过30°

四 光学和近代物理

光学和近代物理 第1大题: 选择题(69分) 1.1 (3分) 自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则知折射光为 ( ) (A)完全偏振光且折射角是30° (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30° (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30° 1.2 (3分) 在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中,S 为单缝,L 为透镜,C 为放在L 的焦面处的屏幕.当把单缝S 垂直于透镜光轴稍微向上平移时,屏幕上的衍射图样 ( ) (A)向上平移 (B)向下平移 (C)不动 (D)条纹间距变大 1.3 (3分) 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹 ( ) (A) 中心暗斑变成亮斑 (B) 变疏 (C) 变密 (D) 间距不变 1.4 (3分) 用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.如图,当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹 ( ) (A)向右平移 (B)向中心收缩 (C)向外扩张 (D)静止不动 (E)向左平移 S

1.5 (3分) 狭义相对性原理指的是( ) (A )一切惯性系中物理规律都有相同的表达形式 (B )一切参照系中物理规律都是等价的 (C )物理规律是相对的 (D )物理规律是绝对的 (E )以上均是 1.6 (3分) 光速不变原理指的是( ) (A )在任何媒质中光速都相同 (B )任何物体的速度不能超过光速 (C )任何参照系中光速不变 (D )一切惯性系中,真空中光速为一相同定值 1.7 (3分) 伽利略相对性原理说的是( ) (A )一切参照系中力学规律等价 (B )一切惯性系中牛顿力学规律都具有相同的形式 (C )一切非惯性系力学规律不等价 (D )任何参照系中物理规律等价 1.8 (3分) 频率为ν的单色光在媒质中的波速为v ,光在此媒质中传播距离l 后,位相改变量为( ) (A) v l νπ2 (B) 2l v νπ (C) 2νlv π (D) v l π2ν 19 (3分) 普朗克常数可以用下列单位中的哪一个表示?( ) (A )s W ? (B )Hz J ? (C )s J ? (D )1s erg -? 1.10 (3分) (1)两种效应都属于光子和电子的弹性碰撞过程。 (2)光电效应是由于金属电子吸收光子而形成光电子,康普顿效应是由于光子和自由电子弹性碰撞而形成 散射光子和反冲电子 (3)两种效应都遵循动量守恒和能量守恒定律 (4)康普顿效应同时遵从动量守恒和能量守恒定律,而光电效应只遵从能量守恒定律 光电效应和康普顿效应都包含电子与光子的相互作用,仅就光子和电子相互作用而言,以上说法正确 的是( ) (A) (1)(2) (B) (3)(4) (C) (1)(3) (D) (2)(4) 空气 单色光

近代物理主要知识点及思考题答案

一、光学全息照相 1.全息照相原理:全息照相是以物理光学理论为基础的,借助参考光与物光的相互作用,在感光板上以干涉条纹的形式记录下物体的振幅和位相的全部信息。 2.全息照相的过程分两步: (1)造像,设法把物体光波的全部信息记录在感光材料上; (2)建像,照明已被记录下的全部信息的感光材料,使其再现原物的光波。 3.全息照相的主要特点: ①立体感强②具有可分割性③同一张全息片上可重叠拍摄多个全息图④全息照片再现时,像可放大缩小⑤全息照片再现时,像的亮度可变化。 4.拍摄系统的技术要求: ①对光源的要求:拍摄全息图必须用具有高度空间和时间相干性的光源; ②对系统稳定性的要求:需要一个刚性和防震性都良好的工作台; ③对光路的要求:参考光和物光两者的光程差要尽量小;两者之间的夹角应小于45°; ④对全息干板的要求:需要制作优良的全息图,一定要有合适的记录介质。 二.光电效应法测普朗克常数 1.截止电压:光电流随加速电压的增加而增加,加速电压增加到一定值后,当光电流达到饱和值I M,I M,与入射光强成正比。当U变成负值时,光电流迅速减小,当U<=U0时,光电流为0,这个相对于阴极是负值的阳极电压U0被称为截止电压。(对于不同频率的光,其截止电压不同) 2.为了获得准确的截止电位,实验所用光电管需要满足的条件: ①对所有可见光谱都比较灵敏; ②阳极包围阴极,当阳极为负电压时,大部分光子仍能射到阳极; ③阳极没有光电效应,不会产生反向电流; ④暗电流很小。 3. 红限:所谓红限是指极限频率。以为光从红到紫频率逐渐升高。发生光电效应的条件是:光的频率大于等于某一极限频率。也就是比这个频率高的光(比这种光更靠近紫色那一端)能发生光电效应。而频率比它更低(也就是更靠近红色那一端)的光不能发生光电效应。所以就把这个极限频率叫做靠近红端的极限。简称红限! 4.反向电流:入射光照射阳极或从阴极反射到阳极之后都会造成阳极光电子发射。加速电压U为负值时,阳极发射的电子向阴极迁移形成阳极反向电流。 5.暗电流:在无光照射时,外加反向电压下光电管流过的微弱电流。 6.为了准确测定截止电位,常用方法:(1)交点法(2)拐点法。 7.光电效应法测普朗克常量的关键是:获得单色光、确定截止电压、测出光电管的伏安特性曲线 8.光电效应:当光照射金属时,光的能量仅部分的以热的形式被物体吸收,而另一部分则转化为金属中某些电子的能量,会使电子逸出金属表面,这种现象称为光电效应。 9. 光电效应的基本实验事实有哪些? 答:①光电流随加速电压的增加而增加,加速电压增加到一定值后,当光电流达到饱和值 I M,I M,与入射光强成正比。 ②光电子的初动能与入射光频率成线性关系,而与入射光的强度无关 ③光电效应有阈频率存在,该频率称为红限 10.爱因斯坦光电效应方程推导求出h

近代物理与普通物理的关系

目录 摘要: (1) 0 前言 (1) 1 普通物理学时期 (2) 1.1 经典力学 (2) 1.2 热学 (2) 1.3 电磁学 (2) 1.4 光学 (3) 2 近代物理学时期 (3) 2.1 近代物理的发展 (4) 2.2 量子力学 (4) 2.3 相对论 (5) 3 从普通物理到近代物理 (6) 4 普通物理与近代物理的区别 (6) 5 物理学发展的意义 (7) 6 结论 (8) 参考文献 (8)

近代物理与普通物理的关系 (河南大学民生学院,河南开封,475004) 摘要: 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。纵观物理发展史,物理学被分为两类。一类是经典物理学,另一类则是近代物理学。经典物理学解释了力与运动之间的关系。然而牛顿力学存在这一定的局限性,这种局限性就是只能够适用于那些低速宏观的物体,而研究对象是微观高速的物体时就不适用了,所以诞生了近代物理理论,它是以量子论学为中心的,有了以量子论为基础的近代物理学就可以研究微观高速世界了。 关键词: 物理学史;普通物理;近代物理;关系; The Relationship Between Modern physics And Ordinary physics LIU LEI (School of MinSheng, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China) Abstract: Physics is the study of the basic form of material existence in the universe, nature, movement and transformation, internal structure, etc., so as to meet the structural elements and their interaction, movement and transformation of the basic laws of science. Throughout the history of physics, physics is divided into two categories. One kind is the classical physics, another kind is the modern physics. Classical physics explains the relationship between the force and movement. Newtonian mechanics, however, there exist some limitations, this limitation is only can be applied to the macroscopic objects at low speed, and the research object is the micro high-speed object is not applicable, so was born the modern physics theory, it was based on the quantum theory as the center, has based on the quantum theory of modern physics can research high-speed microscopic world. Key words: The history of physics;Modern physics;Ordinary physics;The Relationship 0 前言 物理学史是研究物理学发展历史的科学,它是伴随着人类的发展而形成并发展起来的,它是以人类和物理世界对话的历史为研究对象的,融合了与物理学有关的自然科学以及社会科学的知识,是一门与自然科学、人文科学、思维科学等多门学科紧密结合、相互渗透的综合科学。它集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。普通物理学是近代物理学的基础,近代物理学是 1

20-30届热学光学近代物理学

1 K 3 K 2 P 1 V 1 C C ? P 0 V 0 F G I H K 1 p 0 热学 1.(第20届全国中学生物理竞赛复赛第二题)(15分)U 形管的两支管 A 、B 和水平管C 都是由内径均匀的细玻璃管做成的,它们的内径与管长相比都可忽略不计.己知三部分的截面积分别为 2A 1.010S -=?cm 2,2B 3.010S -=?cm 2,2C 2.010S -=?cm 2,在 C 管中有一段空气柱,两侧被水银封闭.当温度为127t =℃时,空气柱长为l =30 cm (如图所示), C 中气柱两侧的水银柱长分别为 a =2.0cm ,b =3.0cm ,A 、B 两支管都很长,其中的水银柱高均为h =12 cm .大气压强保持 为 0p =76 cmHg 不变.不考虑温度变化时管和水银的热膨胀.试 求气柱中空气温度缓慢升高到 t =97℃时空气的体积. 2.(第21届全国中学生物理竞赛复赛第一题)(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来 加以评判.对于均匀薄膜材料,在一定温度下,某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数d PSt k N ?=,其中t 为渗透持续时间,S 为薄膜的面积,d 为薄膜的厚度,P ?为薄膜两侧气体的压强差.k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数.透气系数愈小,材料的气密 性能愈好. 图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图.EFGI 为 渗透室,U 形管左管上端与渗透室相通,右管上端封闭;U 形管内横截面积 A =0.150cm 2.实验中,首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ,再将薄膜固定于图中C C '处,从而把渗透室分为上下两部分,上面部分的容积30cm 00.25=V ,下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1,薄 膜能够透气的面积S =1.00cm 2.打开开关K 1、K 2与大气相通,大气的压强P 1=1.00atm ,此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ,31cm 00.5=V .关 闭K 1、K 2后,打开开关K 3,对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P , 关闭K 3并开始计时.两小时后, U 形管左管中的水面高度下降了 cm 00.2=?H .实验过程中,始终保持温度为C 0ο.求该薄膜材料在C 0ο时对空气的透气系数.(本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能 保持恒定,在压强差变化不太大的情况下,可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均 值P ?来代替公式中的P ?.普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1,1.00atm = 1.013×105Pa ). 3.(第22届全国中学生物理竞赛复赛第三题)(22分) 如图 所示,水平放置的横截面积为S 的带有活塞的圆筒形绝热容器 中盛有1mol 的理想气体.其内能CT U =,C 为已知常量,T 为热力学温度.器壁和活塞之间不漏气且存在摩擦,最大静摩

物理光学第二章答案..

第二章光的干涉作业 1、在杨氏干涉实验中,两个小孔的距离为1mm,观察屏离小孔的垂直距离为1m,若所用光源发出波长为550nm和600nm的两种光波,试求: (1)两光波分别形成的条纹间距; (2)两组条纹的第8个亮条纹之间的距离。 2、在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为100cm,当用一片折射率为1.61的透明玻璃贴住其中一小孔时,发现屏上的条纹系移动了0.5cm,试决定该薄片的厚度。 3、在菲涅耳双棱镜干涉实验中,若双棱镜材料的折射率为1.52,采用垂直的激光束(632.8nm)垂直照射双棱镜,问选用顶角多大的双棱镜可得到间距为0.05mm 的条纹。 4、在洛埃镜干涉实验中,光源S1到观察屏的垂直距离为1.5m,光源到洛埃镜的垂直距离为2mm。洛埃镜长为40cm,置于光源和屏的中央。(1)确定屏上看见条纹的区域大小;(2)若波长为500nm,条纹间距是多少?在屏上可以看见几条条纹? 5、在杨氏干涉实验中,准单色光的波长宽度为0.05nm,

平均波长为500nm ,问在小孔S 1处贴上多厚的玻璃片可使P ’点附近的条纹消失?设玻璃的折射率为1.5。 6、在菲涅耳双面镜的夹角为1’,双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm 和1m 。设光源发出的光波波长为550nm ,试决定光源的临界宽度和许可宽度。 7、太阳对地球表面的张角约为0.0093rad ,太阳光的平均波长为550nm ,试计算地球表面的相干面积。 8、在平行平板干涉装置中,平板置于空气中,其折射率为1.5,观察望远镜的轴与平板垂直。试计算从反射光方向和透射光方向观察到的条纹的可见度。 9、在平行平板干涉装置中,若照明光波的波长为600nm ,平板的厚度为 2mm ,折射率为1.5,其下表面涂上高折射率(1.5)材料。试问:(1)在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗斑?(2)由中心向外计算,第10个亮环的半径是多少?(f=20cm )(3)第10个亮环处的条纹间距是多少? P P ’

光学教程第四版(姚启钧)期末总结

第一章 小结 ● 一、 光的电磁理论 ● ①光是某一波段的电磁波, 其速度就是电磁波的传播速度。 ● ②光波中的振动矢量通常指的是电场强度。 ● ③可见光在电磁波谱中只占很小的一部分,波长在 390 ~ 760 n m 的狭窄范围以内。 ● ④光强(平均相对光强): I =A ^2 。 二、光的干涉: ● ①干涉:满足一定条件的两列或两列以上的波在空间相遇时,相遇空间的光强从新分 布:形成稳定的、非均匀的周期分布。 ● ②相干条件:频率相同 、振动方向相同、相位差恒定。 ● ③干涉光强: )cos(2122122212??-++=A A A A A 三、相位差和光程差 真空中 均匀介质中 nr =? r n =?=1 ct r c nr == =?υ 光程: 光程差: 12r r -=δ 1122r n r n -=δ ) t t (c r c r c 1211 22 -=- = υυδ 相位差: ()() 1212 22r r k r r -=-= = ?λ π δλ π ?()1,2 1 ==n o o ? ?空间角频率或角波数--=λπ2k 四、干涉的分类: ?? ?? ? ???? ?9.5311.17.1.b 1.109.18.1.a 25.14.11)分振动面干涉(、等倾干涉、、等厚干涉)分振幅干涉(、)分波面干涉( .五、干涉图样的形成: (1)干涉相长()() 2,1,0,22:222:1212±±==-?=-?=?j j r r then j r r j if λ πλπ π?则:

(2)干涉相消: ()()()() 2,1,0,212:12212:1212±±=+=-+=-+=?j j r r then j r r j if λ πλ π π?则 六、干涉条纹的可见度: 七、 ??? ??≥≈≈==+= 条纹便可分辨一般情况模糊不清不可以分辨当清晰条纹反差最大时当,7.0V ,,0V ,I I ,1,V ,0I I I I -I V min max min min max min max 21212 2121222121I I I I 2)A /A (1) A /A (2A A A 2A V +=+=+= 七、半波损失的结论: 当光从折射率小的光疏介质向折射率大的光密介质表面入射时,反射过程中反射光有半波损失。 八、杨氏双缝: 九、()c b a ,2,1,02 12,2,1,00 00 、、激光器条纹间距:暗纹:亮纹:λλλd r y j d r j y j d r j y = ?±±=+=±±== 九、等倾干涉: 薄膜干涉时,当膜的上下表面平行即膜的厚度处处相等,面光源入射,凡入射角相同的就形成同一条纹,即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角——等倾干涉条纹。 2,1,02)2(2)12(sin 2cos 21 2 2 12 22 2 ±±=???????+=-=∴j j j i n n h i h n 相消相长λλ . 十、等厚干涉: 薄膜干涉时,当膜的上下表面不平行,即膜的厚度不相等,点光源入射,对应于每一直线条纹的薄膜厚度是相等的——等厚干涉条纹。 )()()()相消 相长 即:相消相长亦很小很小,都有半波损1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2211 2 2 1221 2 sin 22,1,0sin 2212 122sin 22i n n j h j i n n j h j j h n n or n n i n n h CD n BC AB n -=±±=-??? ??+=?? ???+=∴>>--=--+=λ λλλδλλλ δ .十一、迈克耳孙干涉仪:N h or N h ?= ? =?2:2 λλ 十二、劈尖:

最新物理光学期末复习重点

最新物理光学期末复习重点 第一章 光的电磁理论 一、电磁理论 物理光学期末复习重点 2.物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科,所以也称为波动光学. 3. Maxwell 方程组:积分形式、微分形式 4.物质方程: 5.波动方程 6. 介质的折射率: c n υ = =≈7. 边值关系:21212121 ()0()0()0()0 n E E n H H n D D n B B ??-=? ?-=?? ?-=???-=? 8. 波(阵)面:将某一时刻振动相位相同的点连接起来,组成的曲面叫波阵面 9. 波长:简谐波具有空间周期性,波形变化一个周期时波在空间传播的距离称为波的空间周期,一维简谐波的空间周期为波的波长;即为λ,具有长度的量纲L . 10. 空间频率:空间周期即波长的倒数称为空间频率;f=1/λ 11.空间角频率:k =±2πf ,在数值上等于空间频率的2π倍,所以也称为传播数,k 的符号表示一维波的传播方向,当k >0时,表示波沿着+z 的方向传播;当k <0时 B H μ1=E D ε= E J σ=2 22t B B ??=? με222t E E ??=? μεμε υ1=2 2 221E E t υ??=?22221H H t υ??=?

,表示波沿着-z 的方向传播. 12. 时间参量与空间参量的关系为:k ωυ= 13. 坡印廷矢量 S 称为能流密度矢量或者称为坡印廷矢量,它的大小表示电磁波所传递的能流密度,它的方向代表能量流动的方向或电磁波传播的方向. 14. 电磁波强度(光强)的定义是:能流密度S 在接收器可分辨的时间间隔(即响应时间)τ内的时间平均值. 01I S Sdt τ τ=<>=? 二、菲涅尔公式 15. 折射和反射定律的内容是:时间频率ω是不变的;反射波和折射波均在入射面内;反射角等于入射角. 16. 折射定律:折射介质折射率与折射角正弦之积等于入射介质折射率与入射角正弦之积.( 1122 sin sin n n θθ=) 17.菲涅耳公式 18. 布儒斯特定律: 2 1211 90tan n n θθθ+== , 19. 能流比:通过界面上某一面积的入射光、反射光和折射光通量之比 20. 将菲涅尔公式代入反射比和透射比的公式,得

A考点42物理光学和近代物理知识

A 考点42物理光学和近代物理知识 一。选择题 1.能产生干涉现象的两束光是【 】 A .频率相同、振幅相同的两束光 B .频率相同、振动情况完全相同的两束光 C .两只完全相同的灯泡发出的光 D .同一光源的两个发光部分发的光 2.关于光谱和光谱分析,下列说法中正确的是【 】 A .太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱 B .霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱 C .进行光谱分析时,可以利用明线光谱,不能用连续光谱 D .我们观察月亮射来的光谱,可以确定月亮 的化学组成 3.用频率为f 的单色光垂直照射双缝,在光屏上P 点出现第三条暗条纹,已知光速为c ,则P 点到双缝的距离之差r 2—r 1应为【 】 A .c/2f B 。3c/2f C 。3c/f D 。5c/2f 4.下列属于光的干涉现象的是【 】 A .雨后天空出现的彩虹 B .红光比紫光更容易透过云雾尘 C .人们在研究光的波动性时,观察到泊松亮斑 D .在透镜的表面镀上一层氟化镁薄膜,这样可以增加光的透射强度减小反射光的强度 5.如图所示,用一束光照射光电管,电流表G 有一定的读数,下面哪种措施能使是流表G 的示数 增加【 】 A .增大入射光的频率 B .增大入射光的强度 C 。减小入射光的频率 D .减小入射光的强度 6.关于光的波粒二象性,下列说法中正确的是【 】 A .大量光子的效果往往显示波动性,个别光子产生的效果往往显示出粒子性 B .光在传播时往往表现出波动性,光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性 C .频率大的光粒子性显著,频率小的光波动性显著 D .光既有波动性又有粒子性,两者相互矛盾,是不统一的 7.用单色光通过小圆盘与小圆孔传做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的r 1r 2P S 2 S 1

物理光学与应用光学习题解第五章

第五章 ● 习题 5-1. 一KDP 晶体,l =3cm ,d =1cm 。在波长λ=0.5m μ时,n o =1.51,n e =1.47,63γ=10.5×10-12m ·V -1。试比较该晶体分别纵向和横向运用、相位延迟为?=π/2时,外加电压的大小。 5-2. 一CdTe 电光晶体,外加电场垂直于(110)面,尺寸为33×4.5×4.5mm 3,对于光波长λ=10.6m μ,它的折射率n o =2.67,电光系数41γ=6.8×10-12 m ·V -1。为保证相位延迟?=0.056rad ,外加电场为多大? 5-3. 在声光介质中,激励超声波的频率为500MHz ,声速为3×105cm ,求波长为0.5m μ的光波由该声光介质产生布拉格衍射角时的入射角B θ=? 5-4. 一钼酸铅声光调制器,对He-Ne 激光进行声光调制。已知声功率s P =1W 。声光作用长度L =1.8mm ,压电换能器宽度H =0.8mm ,品质因素2M =36.3×10-15s 3kg -1,求这种声光调制器的布拉格衍射效率。 5-5. 对波长为λ=0.5893m μ的钠黄光,石英旋光率为21.7o/mm 。若将一石英晶体片垂直其光轴切割,置于两平行偏振片之间,问石英片多厚时,无光透过偏振片2P 。 5-6. 一个长10cm 的磷冕玻璃放在磁感应强度为0.1特斯拉的磁场内,一束线偏振光通过时,偏振面转过多少度?若要使偏振面转过45°,外加磁场需要多大?为了减小法拉第工作物质的尺寸或者磁场强度,可以采取什么措施? ● 部分习题解答 5-1.

121633636 3312 63363 62 3263 1.51, 1.47 10.510,20.5102 3.461022 1.5310.5100.5101102310e o o o o n m v n u u V n l n u d d u ln λμπγ?π ?γλπ?λπγππ?γλ?λππγπ-------===?= ??===????=???==???? 0解:l=3cm,d=1cm,=0.5m,n 2纵向运用时,因为:=所以,横向运用时,所以,3312 2.3101.5110.510V -=??? 5- 3. ()06 6 683 39.21062106.0arcsin 2arcsin 2sin 10610 5103=???===?=??==---s B B s B s m v V λλθθλλθλ为:知,入射角由解:超声波的波长为: 5-6. ()()常数较大的物质。 寸,或换成一种维得尔可增大工作物质的尺质;为减小磁场强度,得尔常数较大的工作物值,或换为一种维的尺寸,可增加磁场的为减小法拉第工作物质,则外加磁场为: 欲使偏振面旋转。 所以,偏振面旋转解:因为:B VL B rad VBL T =??====??==621.11 .086.4454578.278.20486.01.01.086.41800000 πθθ

《光学》考试大纲.doc

陕西科技大学硕士研究生入学考试 《光学》考试大纲 《光学》考试大纲主要考查学生对有关应用光学和物理光学尤其是物理光学方面的基础理论、基本概念和基本知识的掌握情况,以及运用基本光学理论解决基本实际光学问题的能力。 考试内容与基本要求:考查范围包括应用光学和物理光学两部分。 应用光学部分 一、几何光学基础 1.掌握几何光学基本概念、基本定律,包括光的直线传播定律、反射、全反射、折射定律和费马原理等的内容和应用。 2.了解完善成像条件的概念。掌握应用光学中的符号规则,了解单个折射球面的光线光路计算公式。 3.理解单折射面成像和球面反射镜成像的垂轴放大率、轴向放大率、角放大率和拉赫不变量的定义和物理意义。 4.理解共轴球面系统的过渡公式、成像放大率公式。 二、理想光学系统 1.理解共轴理想光学系统的基点、基面及某些特殊点的性质、共轭关系和经过光线的性质。 2.掌握图解法求像的方法,会作图求像。 3.掌握解析法求像的方法及成像分析、牛顿公式、高斯公式。理解多光组理想光学系统成像以及理想光学系统两焦距之间的关系。 4.理解和掌握理想光学系统的垂轴放大率、轴向放大率、角放大率、节点的计算公式和意义。 5.理解和掌握理想光学系统的组合公式和正切计算法。 三、平面与平面系统 1.掌握平面镜的成像特点和性质,平面镜的旋转特性,光学杠杆原理和应用。 2.掌握平行平板的成像特性,等效光学系统。 3.掌握反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。 4.掌握折射棱镜的最小偏向角公式及应用,光楔的偏向角公式及其应用。

四、光学系统中的光束限制 1.理解和掌握孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的概念和它们的确定。 2.理解和掌握视场光阑、入窗、出窗、视场角的概念和它们的确定。 3.了解渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的概念及其对成像的影响。 4.理解物方远心光路的工作原理。 五、光线的光路计算及像差理论 1.掌握各种像差的概念、分类、对成像质量的影响、基本像差分析和消像差方法。了解像差的定义、种类和消像差的基本原则。 六、典型光学系统 1.了解眼睛的结构、成像的调节能力和分辨率,眼睛的缺陷和纠正。 2.掌握放大镜、显微镜和望远镜的结构、成像特点以及视角放大率和分辨率等的计算。 3.了解摄影系统、投影系统的概念、结构、成像特点和计算。 物理光学两部分 七、光的电磁理论基础 1.掌握电磁波的平面波、球面波和柱面波解及其性质、数学表示等。 2.掌握光在电介质分界面的反射和折射定律、菲涅尔公式,反射率和透射率,反射和折射的相位、偏振特性,全反射特性。 3.理解光在金属表面的反射和透射特性。 4.掌握波的叠加原理和计算方法、了解相速度和群速度概念。 八、光的干涉和干涉系统 1.理解干涉现象的概念和干涉条件。 2.掌握杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特点及其现象的应用。 3.理解条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念。 4.掌握平行平板和楔形平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算。 5.掌握迈克尔逊典型双光束干涉系统及其应用。 6.掌握平行平板的多光束干涉性质和计算,理解法布里-珀罗干涉仪、光学薄膜与干涉滤光片的工作原理、性质和应用。 九、光的衍射 1.理解光波的标量衍射的惠更斯-菲涅尔原理,掌握基尔霍夫衍射理论,菲涅尔近似和夫朗和费近似。

近代物理知识点

光电效应、量子理论,原子及原子核物理 一、光的粒子性 1、光电效应 (1)光电效应:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射出电子的现象称为光电效应。 (2)光电效应的实验规律: 装置: ①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。 ③大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数 的多少),与入射光强度成正比。 ④金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。 2、波动说在光电效应上遇到的困难 波动说认为:光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以 波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难 3、光子说 (1)量子论:1900年德国物理学家普郎克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量E=hv (2)光子论:1905年受因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。 即:E=hv ,其中h为普郎克恒量h=×10-34J·s (3)光电效应方程 E k=hv-W 4、光子论对光电效应的解释 金属中的自由电子,获得光子后其动能增大,当功能大于脱出功时,电子即可脱离金属表面,入射光的频率越大,光子能量越大,电子获得的能量才能越大,飞出时最大初功能也越大。 二、波粒二象性 1、光的干涉和衍射现象,说明光具有波动性,光电效应,说明光具有粒子性,所以光具有波粒二象性。 2、个别粒子显示出粒子性,大量光子显示出波动性,频率越低波动性越显着,频率越高粒子性越显着 3、光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同 (1)光波是几率波,明条纹是光子到达几率较大,暗条纹是光子达几率较小,这与经典波的振动叠加原理有所不同 (2)光的粒了性是指光的能量不连续性,能量是一份一份的光子,没有一定的形状,也不占有一定空间,这与经典粒子概念有所不同 原子和原子核 一、原子结构: 1、电子的发现和汤姆生的原子模型: (1)电子的发现: 1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。 电子的发现表明:原子存在精细结构,还可以再分,从而打破了原子不可再分的观念。

近代物理学概述

近代物理学概述 目前物理学主要分为两大类。一类是经典物理学,一类是量子物理学,也就是现在我所要论述的近代物理学。经典物理学主要以牛顿力学为中心,阐述了力与运动的关系。可以这么说,牛顿支撑起了整个经典物理学。而近代物理学是与量子论学为中心的,它揭示了牛顿力学的局限性(只适用于低速宏观物体),在微观高速的世界里,已诞生了以量子论为基础的量子物理学。 近代物理学主要是量子论,而量子论的发展又是从光开始的。对光的研究,在我国古代就已有记载,那些主要是几何光学的内容。而近代物理学则更多的是研究物理光学,即研究关的本质问题。对于光的本质问题,近代早期有两种学说,一是以牛顿为代表的微粒说。牛顿认为光是一种粒子,理由是光的反射和折射现象,即光是由一些个小粒子组成的,当这些小粒子射到介质上时会发生反弹,这就很好的解释了反射现象。而折射现象则是由于组成光的这些粒子射到介质上后,因受到不同方向上的力的作用,从面而改变了其运动轨迹,这就是牛顿的微粒说。另一种说法则是惠更斯的波动说。当时惠更斯提出光是一种波,但他无法证明他的结论。当时,整个物理学界就掀起了一股研究光的本质的热潮,并产生了这两种学说,因为当时牛顿在物理学界中的威望,微粒说一直占上风。 在扬氏双缝干涉实验出现以后,牛顿的微粒说就慢慢地站不住脚了,波动说正式上台。光的干涉现象已足以证明光是一种波。

后来数学家泊松为了推翻惠更斯的波动说,在实验室用数学方法做了精确的计算与研究。但却在无意中发现了一个亮斑,于是他认为 之际,科学家们便怀疑这个亮斑正是由于光的衍射产生的,于是又做了许多精确的实验,终于证明些亮斑确实为光的衍射所产生。本来想要推翻波动说的泊松,却无意中再次证明了光是一种波。后来为了记念这件有趣的事,这个亮斑被人们称为泊松亮斑。 有了干涉和衍射现象,波动说已完全确立。人们已经普遍认识到光是一种波,而且是一种电磁波,并列出了电磁波谱,有了电磁波谙,电磁泊家族又变得更为完善了。 就在波动说已稳定确立并被普遍接受的时候,伟大的物理学家爱因斯坦发现了光电效应。当光打到某金属上的时候,如果光的濒率达到了该金属的固有频率,就会打出光电子。而且打出光电子的速率是相当快的。几乎是瞬时的,大约为109 s,但如果光的频率没有达到该金属的固有频率,不管怎样加强光的强度或是光照时间,都不会打出光电子,这与光是一种波就出现了矛盾,光电效应的出现又再一次地动摇了波动说。 在此之前,普朗克对电磁波进行了精确的研究和计算,他发现,只有把电磁波看成是不连续的,而是一份一份的,每一份都是一份能量,他把这样一份一份的能量叫作能量子,简称量子,量子的概念于是由此而生。对于光电效应,爱因斯坦也作出了相似的解释。他认为,光的发射也不是连续的,而是一份一份的,

光学教程(第四版)姚启均第1、2章课后习题答案

1-1解: ∵ ∴ cm cm 又∵ , ∴ ≈0.327 cm or: cm 1-2 解: ∵ j=0,1 ∴ (1) (2) (3) 1-3解:∵ 而: λd r y y y j j 0 1 =- =+?409 .010*******.018081≈??=?-y 573 .010*******.018082≈??=?-y λ d r j y 0 =2=j 328.0221 2 ≈?-?=?y y y .0 ??? ? ?=?λd r y λ d r j y 0 =cm 08.0104.604 .050)01(5 =???-=?-y 4104.650001.004.020225 π πλππ?= ????=?=?=?-r dy j 2cos 4122 21 ? ?-=- A I 2 1 4A I =- 41 2 π ??= -854.08cos 24cos 2 2 ≈==ππ I I p d n d nd )1(-=-=δ) 22(πδλ π ??==?j λδj =

∴ 1-4 解: 1-5 解: 1-6解:(1) [利用 亦可导出同样结果。] cm m n j d 467 1061061 5.110651---?=?=-??=-=λcm d r y 125.010500002.0508 =??==?-λ232 21222 :943 .0232212212222 1 21 2 2 1 2 1 min max min max 2 1 2 1 2 =+=+= ≈=+=??? ??+??? ??=+-= =∴==I I I I V or A A A A I I I I V A A I I A I λ θsin 2r l r y +=? ()' 1 8 122.00035.0sin 0035 .01070001 .0202180 202sin =≈==????+=?+=∴--o y r l r θλ θ2,220 λδπδλπ ?- =?==?y r d j

大学物理第五章 波动光学(2)

175 第5章 波动光学(Ⅱ)——光的衍射 一.基本要求 1.理解惠更斯—菲涅尔原理; 2.掌握单缝衍射和光栅衍射的光强分布的分析; 3.了解光学仪器的分辨本领;了解X 射线在晶体上的衍射。 二.内容提要和学习指导 (一)衍射的基本原理——惠更斯——菲涅尔原理:波阵面上各面元都可以看成是发射子波波源,波前方任一点的振动是所有子波在该点相干叠加的结果。 干涉是有限多个分立的子波的叠加,衍射是无限多个连续分布的子波德叠加。 (二)衍射现象的分类:①夫琅和费衍射——光源和衍射屏都在无限远处;②菲涅尔衍射——光源和衍射屏有一者在有限远处。 (三)衍射问题的分析方法:①面元积分法()()cos()S A S E C K t kr ds r θω=-??;②菲涅尔半波带法;③振幅矢量叠加法。 (四)单缝的夫琅和费衍射:中央明纹:0θ=;两侧明纹:sin (21)/2a k θλ=+; 两侧暗纹:sin 2/2a k θλ=;其中明纹条件:1, 2, 3, k =±±±???? 对于小角度衍射:sin /x f θ≈。中央明纹光强最大,其余明纹的亮度随级次的增加减小;中央明纹的角宽度(线宽度)是其余明纹角宽度(线宽度)的两倍。 (五)圆孔的夫琅和费衍射:爱里斑的半角宽度为 1.22/D θλ?=; 光学仪器的分辨本领111.22D R θλ ==?。 (六)光栅衍射:干涉明纹(光栅公式):????±±±== 3, ,2 ,1,0 sin k k d λθ 衍射暗纹(单缝衍射):sin 1, 2, 3, a k k θλ''==±±±???? 当d k a k =' 时,k ±级主极大将缺级。对于小角度衍射:sin /x f θ≈。 光栅光强220)sin sin ()sin (ββααN I I =;光栅分辨本领kN R ==δλ λ (七)X 射线衍射的Bragg 公式为:λθk d =sin 2 (???=,3,2,1k ) 三.习题解答和分析 5.1.在日常经验中,为什么声波的衍射比光波的衍射更加显著? 【答】因为在日常生活中,接触到的物体或孔径的线度,接近于声波的波长,远远大于光波的波长,所以,在日常经验中,为什么声波的衍射比光波的衍射更加显著。 5.2.衍射的本质是什么?干涉和衍射有什么区别和联系? 【答】衍射的本质是波的相干叠加。干涉和衍射的联系:两者都是波的相干叠加。干涉和衍射的区别:干涉是有限个分立的子波的相干叠加,而衍射是无限多个连续分布的子波的相干叠加。 5.3.在观察Fraunhofer 衍射的装置中,透镜的作用是什么?

物理光学期末复习重点

物理光学复习要点 第一章 光的电磁理论 一、电磁理论 1.光是电磁波,具有波动和粒子的两重性质,称为波粒二象性。 2.物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科,所以也称为波动光学。 3. Maxwell 方程组:积分形式、微分形式 4.物质方程: 5.波动方程 6. 介质的折射率:c n υ==≈ 7. 边值关系:21212121()0 ()0()0()0 n E E n H H n D D n B B ??-=??-=? ??-=???-=?r r r r r r r r r r r r 8. 波(阵)面:将某一时刻振动相位相同的点连接起来,组成的曲面叫波阵面 9. 波长:简谐波具有空间周期性,波形变化一个周期时波在空间传播的距离称为波的空间周期,一维简谐波的空间周期为波的波长;即为λ,具有长度的量纲L 。 10. 空间频率:空间周期即波长的倒数称为空间频率;f=1/λ 11.空间角频率:k =±2πf ,在数值上等于空间频率的2π倍,所以也称为传播数,k 的符号表示一维波的传播方向,当k >0时,表示波沿着+z 的方向传播;当k <0时,表示波沿着-z 的方向传播。 12. 时间参量与空间参量的关系为:k ωυ= 13. 坡印廷矢量 S r 称为能流密度矢量或者称为坡印廷矢量,它的大小表示电磁波所传递的能流密度,它的方向代表能量流动的方向或电磁波传播的方向。 14. 电磁波强度(光强)的定义是:能流密度S r 在接收器可分辨的时间间隔(即响应时间)τ内的时间平均值。 二、菲涅尔公式 15. 折射和反射定律的内容是:时间频率ω是不变的;反射波和折射波均在入射面内;反射角等于入射角。 16. 折射定律:折射介质折射率与折射角正弦之积等于入射介质折射率与入射角正弦之积。(1122sin sin n n θθ=) 17.菲涅耳公式 18. 布儒斯特定律:2 1211 90tan n n θθθ+== o , με υ1 = 2 1E EB uv S μεμ===B E S ρρρ?=μ 1

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