华师光学简答题填空题

第一张一．填空题1.可见光的波长范围是390**790nm；红光的波长比绿光的波长长。2.两列相干的单色平面波在空间相遇后，相遇区域的光强是由它们的___合振动的平均相对强度___________决定的。第二章填空题法布里－珀罗干涉仪和平面衍射光栅的干涉条纹都非常细锐是因为它们都属于__多光束__________干涉。菲涅耳圆孔衍射图样中心是___不确定_____（填暗斑、亮斑或者不确定），夫琅禾费圆孔衍射图样中心是_亮斑__________（填写内容同前）。选择题1.在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（B）A.永远是个亮点，其强度只与入射光强有关；B.永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变；C.有时是亮点，有时是暗点。2.波长为500nm的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ＝30°，则缝宽的大小为（C）A、1.0×10-7ｍ；B、2.5×10-5ｍ；C、1.0×10-6ｍ；D、2.5×10-6ｍ．简答题简述惠更斯菲涅耳原理。行进中的波阵面上任一点都可看作是新的次波源，而从波阵面上各点发出的许多次波所形成的包络面，就是原波面在一定时间内所传播到的新波面简述干涉和衍射的区别和联系。干涉和衍射的本质是相同的，是我们研究波动光学的不同手段而已，但是仅从现象上，二者还是有区别的。衍射偏重于波的非直线传播过程，但是当我们着重分析衍射的效果比如条纹分布时，就必须用干涉来分析；干涉偏重于两列波动的叠加效果，但是波动能够到达不同的位置肯定是衍射的作用。应该说干涉衍射密不可分，只是在不同的情况下我们重点关注某一种研究手段而已。比如，单缝衍射，衍射为主，但是条纹的形成来自干涉，双缝干涉，干涉为主，但是光可以到达屏幕上的任意位置，这就是衍射。再比如光栅衍射，此时就是明显的把干涉衍射的方法同时使用，干涉决定条纹位置，衍射决定条纹亮度，不再是厚此薄彼。3.什么叫光的衍射现象光绕过障碍物继续向前传播的现象什么叫菲涅耳衍射(近场衍射)是指在光源和障碍物间距离为有限远的情况下发生的衍射.菲涅尔衍射可由小孔、狭缝等产生。利用菲涅尔半波带法可以分析由衍射所产生的图案。什么叫夫琅禾费衍射(远场衍射)当光源和接收屏幕距离衍射屏有限远，这种衍射为菲涅耳衍射；当光源和接收屏幕都距离衍射屏无穷远，这种衍射为夫琅禾费衍射。SS第三章填空题一物点的各光线经透镜后会聚于一个像点，各光线的光程应相等（可从极大值、极小值、相等、不相等中选择）。光波在不同媒质中传播时频率不变，但是速度不同。在两种不同媒质的分界面处要发生反射和折射，并遵循反射定律和折射定律。光波在媒质中的传播速度与媒质的折射率有关，媒质的折射率大，则光波的速度慢。反之，媒质的折射率小，则光波的速度快。n=c/v将折射率为50.11n的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为10.12n，则临界角为arcsin(1.1/1.5)。选择题将折射率为n的薄透镜置于折射率为n′（＞n）的介质中，则（B）A、凸透镜会聚、凹透镜发散；B、凸透镜发散、凹透镜会聚；C、凸透镜发散、凹透镜发散；D、凸透镜会聚、凹透镜会聚。光线从折射率为1.4的稠密液体射向该液体和空气的分界面，入射角的正弦为0.8，则有（C）A、出射线的折射角的正弦将小于0.8；B、出射线的折射角的正弦将大于0.8；C、光线将发生全反射；D、光线将全部吸收1.4*0.81*sin90°简答题光学中费马原理的内容是什么？写出表达费马原理的公式。光在空间两定点间传播时，实际光程为极值。=极值（极小值、极大值或恒定值）什么叫单心光束？理想成像的条件是什么？凡具有单个顶点的光束为单心光束。入射、出射均为单心光束/物像共轭(物点和像点一一对应)什么是实物、虚物、实像、虚像？（每个定义限一个短句或作图）。实物：发散的入射光束的顶点虚物：汇聚的入射光束的顶点实像：汇聚的出射光束的顶点虚像：发散的出射光束的顶点第四章二．填空题1.人眼的明视距离在距人眼约__25__cm处，人眼最敏感的光的颜色为___绿____色。2.显微镜的聚光本领取决于__数值孔径__，一般通过_油浸_（方法）来提高这一参数；望远镜的聚光本领取决于_相对孔径_。3.指定材料制成的棱镜，角色散率与_折射棱角_成正比，色分辨本领与底面宽度成正比。4.光学仪器的分辨极限不能无限小是由于光的_衍射_。三．简答题1.实际的光学仪器一般需要权衡解决哪两类参数矛盾？P165成像清晰度与系统聚光本领之间的矛盾成像清晰度与细节分辨程度之间的矛盾2.什么叫有效光阑？如何确定一个光学系统的有效光阑？P180、181在所有光阑中，限制入射光束最起作用的那个光阑，称为有效光阑或孔径光阑。确定任何光具组有效光阑的方法是：先求出每一个给定光阑包括透镜边缘对其前面（向着物空间方面）那一部分光具组所成的像，找出所有这些像和第一个透镜边缘对指定的物点所张的角，在这些张角中找出最小的那个，和这最小的张角对应的光阑就是对于该物点的有效光阑。3.什么叫入射光瞳？什么叫出射光瞳？P180有效光阑被自己前面部分的光具组所成的像称为入射光瞳；被自己后面部分的光具组所成的像称为出射光瞳BAsnd4.若光具组仅是单独的一个薄透镜，则有效光阑、入射光瞳和出射光瞳分别是什么？P182有效光阑、入射光瞳和出射光瞳均为透镜自身的边缘。第五章四．填空题1.光的偏振有五种可能的状态自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、和圆偏振光。2.如果光在传播过程中电矢量的振动只限于某一确定平面内，电矢量在与传播方向垂直的平面上的投影为一条直线，则这种偏振光称为线性偏振光,一般可以利用晶体的二向色性、界面的反射和折射、晶体的双折射等方法来产生这样的偏振光.3.当入射的平行光束垂直于方解石表面时（光轴不垂直也不平行表面），一束折射光仍沿原方向在晶体内传播，称为o光或者寻常光；另一束折射光在晶体内偏离原来的传播方向，称为e光或者非寻常光,它们的振动方向互相垂直。4.椭圆偏振光可由两束频率相同、振动方向互相垂直、有确定相位关系、沿同一方向传播的线偏振光叠加得到。5.要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过2块理想偏振片。在此情况下，透射光强最大是原来光强的1/4倍。五．选择题1.下列什么现象说明光是横波？(D)A光的干涉现象；B光的衍射现象；C光的色散现象；D光的偏振现象。2.一束自然光以布儒斯特角入射于平板玻璃，则（C）A反射光束为振动面垂直于入射面的线偏振光，而透射光束为振动面平行于入射面的线偏振光；B反射光束为振动面平行于入射面的线偏振光，而透射光束是部分偏振光；C反射光束为振动面垂直于入射面的线偏振光，而透射光束是部分偏振光；D反射光束和透射光束都是部分偏振光。3.光线由折射率为n1的媒质入射到折射率为n2的媒质，布儒斯特角ip满足（D）A、sinip=n1/n2；B、sinip=n2/n1；C、tgip=n1/n2；D、tgip=n2/n14.将一束自然光和线偏振光的混合光垂直入射到偏振片，若以入射光束为轴转动偏振片，测得透射光强度的最大值是最小值的3倍，则入射光束中自然光与线偏振光的光强之比值是（A）A）1B）3C）1/2D）2/3IN/2+IP=3*IN/25.左旋圆偏振光垂直入射到半波片，其出射光的偏振态为（C）A）左旋椭圆偏振光；B）右旋椭圆偏振光；C）右旋圆偏振光；D）左旋圆偏振光。六．简答题1.光沿晶体的光轴入射，是否发生双折射现象？若光轴平行于晶体表面，当光线正入射于晶体表面时是否会发生双折射现象？若发生双折射，o光和e光是否会分开？P223光轴定义，P229图5-17不会；会；不分开，但是有相位差。2.如何将自然光改造成椭圆或圆偏振光？P239自然光转化为椭圆偏振光：首先通过一个起偏器产生线偏光，然后使它垂直入射到一块1/4波片上。自然光转化为圆偏振光：首先通过一个起偏器产生线偏光，然后使它垂直入射到一块1/4波片上，而且使起偏器的透振方向和1/4波片的光轴成45°角。3.如何用实验鉴别自然光、线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光和部分偏振光？1.若光强随偏振片的转动没有变化，这束光是自然光或圆偏振光。这时在偏振片之前放1/4玻片，再转动偏振片。如果强度仍然没有变化是自然光；如果出现两次消光，则是圆偏振光，因为1/4玻片能把圆偏振光变为线偏振光2.如果用偏振片进行观察时，光强随偏振片的转动有变化但没有消光，则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。这时可将偏振片停留在透射光强度最大的位置，在偏振片前插入1/4玻片，使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行，再次转动偏振片会若出现两次消光，即为椭圆偏振光，即椭圆偏振片变为线偏振光；若还是不出现消光，则为部分偏振光3.如果随偏振片的转动出现两次消光，则这束光是线偏振光第六章七．填空题1.线度小于光的波长的微粒对入射光的散射现象称为瑞利散射。根据瑞利定律，散射光强与入射波长的4次方成反比，或者说与入射波频率的4次方成正比。P2762.白昼的太空之所以是亮的，除了有阳光照射，还要靠大气散射。P2803.根据瑞利散射定律，清晨日出或傍晚日落时，看到太阳呈现红色，是因为大气层厚，波长较短的可见光几乎都侧向散射，剩下波长较长的红光到达观察者；正午时太阳光呈现白色，是因为太阳光穿过的大气层最薄，散射不多。P2804.由棱镜折射产生的色散光谱和由光栅所产生的衍射光谱在谱线排列上有显著不同：前者是非匀排的，而后者是匀排的。P282八．选择题1.根据瑞利定律，光强相等的两束光，波长分别为4000Ǻ和8000Ǻ，则散射光强度之比为（C）A2；B4；C16；D32。P276168000400042.电偶极子模型可以解释布儒斯特定律。如图，正确的说法是P272（A）A）反射光垂直于折射光时，反射光恰和z轴平行，因而在这方向上没有次波，所以无反射光。B）反射光垂直于折射光时，反射光恰和z轴平行，因而在这方向上有次波，所以无反射光。C）反射光不垂直于折射光时，反射光不和z轴平行，因为在这方向上没有次波，所以无反射光。D）以上说法都不正确。九．简答题1.为什么晴朗的太空呈浅蓝色？P279、280晴朗的太空所有呈浅蓝色，是由于大气的散射。根据瑞利定律，浅蓝色和蓝色的光比红色的光散射更厉害，因此散射光中波长较短的蓝光占优势，所以我们在地球上看到的太空呈浅蓝色。2.为什么清晨或傍晚时看到太阳呈红色，而正午时太阳呈白色？P280根据瑞利定律，对于大气的散射，浅蓝色和蓝色的光比红色的光散射更厉害，清晨或傍晚时，太阳光几乎平行于地平面，穿过的大气层最厚，所有波长较短的蓝光几乎都朝侧向散射，仅剩下波长较长的红光到达地面观察者，因此看到的太阳呈红色。正午时太阳光穿过的大气层最薄，散射不多，因此太阳仍呈白色。