1202(3)“物理光學(xué)”期中考試試題(答案)

???????線?????封?????密??二、簡(jiǎn)述題（每題5分，共25分）1.自然界因何而五彩繽紛？試用所學(xué)的光學(xué)知識(shí)解釋之。原因：顏色（考試形式：閉卷，考試時(shí)間：100分鐘）……3分一二三四五六七號(hào)學(xué)顏色：..….2分識(shí)解釋之。一、填空題（每題3分，共21分）2分1．已知為波長(zhǎng)600nm的單色光波在真空中的傳播速度為3.0x10m/s，其頻率為8名姓510Hzx；在折射為1.5的透明介質(zhì)中傳播速度v為2.0x10m/s8，頻率為145x10Hz，波長(zhǎng)為400nm；(2)3分14?2.一平面單色光波的圓頻率為ω、波矢為，其在真空中的光場(chǎng)E用三角函數(shù)表示為?kEEcos(krt)EEexpikrt)?線?????封?????密???????00率為ω、波矢為k，其在真空中的光場(chǎng)E用三角函數(shù)表示為EEr()cos(krt)1復(fù)數(shù)表示為EErikrt；exp()3、何謂“半波損失”？產(chǎn)生“半波損失”的條件是什么？1級(jí)班3.一光波的波長(zhǎng)為500nm，其傳播方向與x軸的夾角為30，與y軸的夾角為60，則其00“3分條件：（2…………2分901.732x10m、x10m、0；與z軸的夾角為，其空間頻率分別為6-16-104)；、和出現(xiàn)此現(xiàn)象要求的條件是定；4．用白光光源進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，若用一個(gè)純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個(gè)純藍(lán)色的濾光、等三種，楊氏雙5．在實(shí)驗(yàn)室中獲得相干光波的方法有、片遮蓋另一條縫，在光波的疊加區(qū)域內(nèi)有無(wú)干涉條紋？為什么？縫干涉屬于，邁克耳孫干涉屬于；而變化，這稱(chēng)為光6.光在介質(zhì)中的傳播速度真空中的速度，且隨無(wú)?！?分，反常色散特點(diǎn)院學(xué)的色散現(xiàn)象。正常色散特點(diǎn)不同，……2)……2)和；7．光源影響干涉條紋對(duì)比度的因素有、第1頁(yè)，共3頁(yè)???????線?????封?????密?????線E?????封?????密???????5.何謂“全反射”？發(fā)生全反射的條件是什么？B(kE)……2分1v1.c.c14(kEj)165Ei20yyzz2條件：(1)……1分.3cos[(t)i.3cos[(t)i2142140.c20cn(2)sin……2分12nc1號(hào)學(xué)2.(8分)一束光入射到空氣和火石玻璃(折射率為1.732)界面，問(wèn)在什么角度下入射恰可三、計(jì)算題（共54分）使得反射光為線偏振光？此偏振光的光矢量方向如何？1.(12分)一個(gè)平面電磁波的在某介質(zhì)傳播時(shí)，其電場(chǎng)可以表示為：解：由布儒斯特定律可得：zE,E2cos[10(t)],E0nsinnsin,90，時(shí)(3分)14065c2xyz1B22B2反射光為線偏振光。故入射角為求：(1)該電場(chǎng)波的振幅、頻率、波長(zhǎng)和原點(diǎn)的初相位；(2)該介質(zhì)的折射率；narctanarctan(1.732)60(2分)20n名姓B1(3)該電場(chǎng)波的傳播方向和電矢量的振動(dòng)方向；.(4)該電磁波的磁場(chǎng)表達(dá)式。此偏振光的光矢量方向：垂直入射面(3分)2.(10分)把厚度為6m5級(jí)亮條紋所在的位置變?yōu)橹醒肓翖l紋，試求插入的玻璃片的折射率。已知光的波長(zhǎng)為600nm。z0,E2cos[(t)E00.c2xyzP點(diǎn)而言到SS12Pz11與標(biāo)準(zhǔn)式EA(t)]進(jìn)行對(duì)比，可得級(jí)班rr5v0………3分212插玻璃后，P點(diǎn)變?yōu)橹醒肓良y，P點(diǎn)到S、2141(1)(4分A2NC，頻率1.0114S的光程為02r[(rd)]03分21v.c波長(zhǎng)m1.m原點(diǎn)的初相位6n(rr)d15d11.0102021n56m11.5cc4分(2)(2分)介質(zhì)的折射率n..c(3)(3分)該電場(chǎng)波的傳播方向?yàn)閦軸正方向，電矢量的振動(dòng)方向?yàn)閥軸向院學(xué)1(4)(3分)由B(kE)可得磁場(chǎng)的表達(dá)式為v0第2頁(yè)，共3頁(yè)??4.(10分)波長(zhǎng)為400—760nm的可見(jiàn)光正入射到一塊厚度為1.2x10-6m、折射率為1.5???5.(14分)(如圖3.1)，上面一塊玻璃的折射率為1.45，下面一塊為1.62。在空氣中，沿垂直于玻璃片表面的方向看去，看到相鄰兩條暗紋間距為1.4mm，已知玻璃片長(zhǎng)20cm，紙厚0.04mm1）求光2）若將整個(gè)劈放入折射率為1.52的杉木油中，則條紋的間距變?yōu)槎嗌?？?）定性說(shuō)明當(dāng)劈浸入油后干涉條紋將如何變化？的薄玻璃片上，試問(wèn)從玻璃片反射的光中哪些波長(zhǎng)的光最強(qiáng)？解：反射光中能看到的應(yīng)是干涉相長(zhǎng)的光，……1光由空氣正入射玻璃，反射過(guò)程中有半波損失分……1分由干涉相長(zhǎng)條件：22k，可得……2分號(hào)學(xué)22解：程差λ/24波長(zhǎng)：，又2k1故：5.2k9.5，k79……2分分圖3-1反射光中能看到的光的波長(zhǎng)為：……42nd2(2m1)2……3分04nd7200nm654nmd2n名姓261116704nd7200l(20cm0.04mm)dnm554nm27113(0.04mm20cm)2l0.56m……3分4nd7200nm480nm2811584nd7200nm424nm