工程光学作业

作业1（时间9月24日—10月26日）每个人独立完成1.证明单色平面波的波函数)cos(tkzAE是波动微分方程0v122222tEzE的解。2.一个平面电磁波可以表示为0xE,]2)(102cos[214tczEy，0zE，求：(1)该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初位相？(2)波的传播和电矢量的振动取那个方向？(3)与电场相联系的磁场B的表达式。3.一平面波的复振幅表达式为)432(exp),,(zyxiAzyxu，试求其波长，沿x、y、z方向的空间频率。4.试分析离轴球面波的傍轴条件和远场条件（如图2）zx0y0xyr000QP图25.空气中有一薄膜(n=1.46)，两表面严格平行。今有一平面偏振光波以30°入射，其振动面与入射面夹角为45°，如图1所示。问由表面反射的光和经内部反射后的反射光的光强各为多少？它们在空间的取向如何？它们之间的相位差是多少？1k112npEsEE1121k图16.一束右旋圆偏振光（迎着光的传播方向看）从玻璃表面垂直反射出来，若迎着反射光的方向观察，是什么光？为什么？7.画出反射光和折射光的偏振态。（i为入射角，0i为布儒斯特角）ii0i0i8.在真空中沿z方向传播的两个振动方向相同的单色光波可以表示为tzaE2cos1，tzaE)-(2cos2若100aV/m，14106Hz，810Hz，试求：(1)两波叠加后合成波在z=0，z=1m和z=1.5m各处的强度随时间的变化关系；(2)合成波振幅周期变化和强度周期变化的空间周期。9.试确定其正交分量由下两式表示的光波的偏振态)(cos),(0tczAxtzEx，45)(cos),(0tczAytzEy10.什么叫色散？什么叫正常色散？试分析在正常色散和反常色散区，群速度与相速度的关系。11.图3所示的菲涅耳棱体的折射率为1.5，入射线偏振光电矢量与图面成45°，问：(1)要使从棱体出射圆偏振光，棱体的顶角应为多大?(2)若棱体折射率为1.49，能否产生圆偏振光？12.图4中的M1、M2是两块平行放置的玻璃片(n=1.5)，背面涂黑。一束自然光以B角入射到M1上的A点，反射至M2上的B点，再出射。试确定M2以AB为轴旋转一周时，出射光强的变化规律。线偏光圆偏光图3M1BBM20I1I2IAB图413-16分别为《工程光学》第2版p303的第3题，第8题，第10题，第16题。作业时间（时间9月24日—11月4日）以下作业为分组作业，要求组内每个同学要积极参与，讨论并给出结果和结论。阅读作业可以是每个具体问题的讨论、解答，也可以是阅读总结，一定要具体、详细。模拟作业：第十一章光的电磁理论—综合训练11.给出1n和1n情况下，(1)sr、pr、st和pt随1变化曲线；(2)sR、pR、sT和pT随1变化曲线；(3)s和p随1变化曲线；(4)垂直入射时，R随n变化曲线。2.两频率相同、振动方向相互垂直的光波叠加3.驻波4.光学拍5.设一列波列函数可表示为LzifLzLifzikAzf0exp)(00请给出其傅里叶频谱图。阅读作业：1.光辐射的经典模型——电偶极子shanshan2.电磁场的边值关系zhuoma3.倏逝波应用jiarui4.光的吸收、色散和散射chaoyang5.光波在金属表面的反射和透射dandan思考题：1.为什么天空是蔚蓝色，旭日和夕阳是红色的？2.为什么光在金属表面反射时不会发生全偏振现象?shanshan3.在你所常见的反射镜上通常涂的是那种金属材料，为什么?+6jiarui4.试利用电磁场的边值关系证明，当平面波倾斜入射到金属内的波的等相面和等幅面不相互重合？并与倏逝波比较。zhuoma5.什么是TEM波、TE波、TM波？分析电偶极子辐射的磁场B、电场E。chaoyang6.试设想如果你是宇航员，你看到的天空将是什么样子?7.对实际光波的两种说法—“光是由有限长的波列组成”和“光是非单色的”完全是等效的，它们是光源同一性质的不同表述。你是怎样理解这句话的，它们各自侧重点是？dandan