2020 物理光学(玉林师范学院) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-02-24到2020-06-30
本篇答案更新状态:已完结

【作业】第一章 光在各向同性介质中的传播特性 第一章 光的电磁理论 作业1

1、 问题:1.一个平面电磁波可以表示为：Ex=0, Ey=2cos[2π×1014(z/c-t)+ π/2], Ez=0,求：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点初相位为多少？ （2）波的传播和电矢量的振动取哪个方向？ （3）与电场相联系的磁场B的表达式。
评分规则: 【 总分10分，问题（1）得4分，问题（2）得2分，问题（3）得4分。
】

【作业】第一章 光在各向同性介质中的传播特性 第一章 光的电场理论 作业2

1、 问题:1. 利用波矢量k在直角坐标系的方向余弦cosα，cosβ，cosγ，写出平面简谐波的波函数，并且证明它是三维波动微分方程的解。
评分规则: 【 3+3+2+2
】

2、 问题:2. 证明光波以布儒斯特角入射到两介质界面时，tp=1/n,其中n=n2/n1。
评分规则: 【 4+4+2
】

3、 问题:3. 弯曲的圆柱形光纤，光纤芯和包层的折射率分别为n1和n2 (n1＞n2)，光纤芯的直径为D，曲率半径为R。（1）证明入射光的最大孔径角2u满足关系式:（2）若n1=1.62，n2=1.52，D=70μm，R=12mm，最大孔径角等于多少？
评分规则: 【 3+3+2+2
】

【作业】第一章 光在各向同性介质中的传播特性 第二章光波的叠加与分析 作业1

1、 问题:两个振动方向相同的单色波在空间某一点产生的振动分别表示为E1=a1cos(α1-ωt), E2=a2cos(α2-ωt),若ω=2π×1015Hz，a1=6V/m，a2=8V/m，α1=0，α2=π/2，求该点的合振动表示式。
评分规则: 【 写明解答过程
】

2、 问题:在维纳光驻波实验中，涂有感光乳胶膜的玻璃片的长度为25px。玻璃片一端与反射镜接触，另一端与反射镜相距10μm。实验中测量出乳胶上两个黑纹的距离为250μm，问所用光波的波长是多少？
评分规则: 【 写明解答过程
】

3、 问题:确定其正交分量由下面两式表示的光波的偏振态：Ex (z, t)=Acos[ω(z/c-t)], Ey (z, t)=Acos[ω(z/c-t)+5π/4]
评分规则: 【 写明解答过程
】

【作业】第一章 光在各向同性介质中的传播特性 第二章光波的叠加与分析 作业2

1、 问题:完全相干的两束光，它们的（）。A.光强相同B.波长相同C.位相相同D.传播方向相同
评分规则: 【 直接填写选项
】

2、 问题:两束振动面平行的相干光，其光强度均为I，若它们照射到某一平面上，则该平面光强度的最大值为（）。A. IB.5IC.2ID.4I
评分规则: 【 直接给出答案
】

3、 问题:驻波中，相邻波腹与波节之间的距离为（）。A.λ/2B.λC.2λD.λ/4
评分规则: 【 直接填写选项
】

4、 问题:驻波中，相邻波腹之间的距离为 。A.λ/2B.λC.2λD.λ/4
评分规则: 【 直接给出选项
】

5、 问题:同一方向传播的振动方向相同，振幅相等而频率接近（频率分别为ω1和ω2，ω1≈ω2）的单色光波的叠加，其结果产生光学上有意义的“光拍”现象。其拍频为 。A.ω1B.ω2C.|ω1-ω2|D.|ω1+ω2|
评分规则: 【 直接填写选项
】

6、 问题:反常色散介质中，群速度和相速度的大小关系为：群速度（）相速度。（填大于、等于或小于）
评分规则: 【 直接填写选项
】

7、 问题:两振幅与频率相同、振动方向相同而传播方向相反的单色光波的叠加，将形成（） 。
评分规则: 【 直接填写选项
】

8、 问题:驻波中，振幅最大值的位置称为（）。
评分规则: 【 直接给出正确答案
】

9、 问题:无色散介质中，群速度和相速度的大小关系为：群速度（）相速度。（填大于、等于或小于）
评分规则: 【 直接填写选项
】

10、 问题:有两个频率相同的光波（位相差一定）叠加时，在它们振动方向（）的情况下，其合成波强度I等于各个波强度I1和I2之和。（填平行或垂直）
评分规则: 【 直接填写选项
】

11、 问题:驻波中，振幅为零的位置称为（）。
评分规则: 【 直接填写答案
】

12、 问题:（判断题）有两列频率相同的光波，在某相遇处位相差恒定，振动方向不严格垂直，则此种情况下，光波振动平行的部分会产生干涉。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

13、 问题:（判断题）驻波的振幅与空间坐标z无关。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

14、 问题:（判断题）对于行波，不同的空间位置有不同的振幅，振幅极大值和极小值的位置不随时间而变。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

15、 问题:（判断题）两个频率相同、振动方向互相垂直的光波的叠加，一般情况下，得到椭圆偏振光。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

16、 问题:（判断题）光程，就是光波在某一种介质中所通过的几何路程。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

17、 问题:（判断题）正常色散介质中，波长较长的单色光波（如，红光）比波长较短的单色光波（如，紫光）的传播速度大。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

18、 问题:（判断题）无色散介质中，群速度大于相速度。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

19、 问题:（判断题）在通常的利用光脉冲（光信号）进行光速测量的实验中，测量到的是光脉冲的传播速度，即群速度。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

20、 问题:（判断题）当迎着光的传播方向观察时，电矢量端点描出的椭圆沿逆时针方向旋转，则为左旋椭圆偏振光。（填对或错）
评分规则: 【 直接填写答案
】

【作业】第二章 光的干涉 第三章光的干涉和干涉仪 作业1

1、 问题:设双缝间距为1mm，双缝离观察屏为1m，用钠光灯作为光源，钠光灯发出波长λ1=589nm和λ2=589.6nm的两种单色光。问两种单色光各自的第10级亮条纹之间的距离是多少？
评分规则: 【 写明简单过程
】

2、 问题:一个长30mm的充以空气的气室置于杨氏装置的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。继后抽去气室中空气，注入某种气体，发现条纹系移动了25个条纹。已知照明光波长λ=656.28nm，空气折射率na=1.000276，试求注入气室内的气体的折射率。
评分规则: 【 写明解答过程
】

3、 问题:在如课本图3.35所示的平行平板干涉装置中，若照明光波光波长λ=600nm，平板厚度h=2mm，玻璃平板的折射率n=1.5，其下表面涂上高折射率介质（nH>1.5），问：（1）在反射光方向观察到的干涉圆环的中心是亮斑还是暗斑？（观察望远镜的焦距为20cm)（2）由中心间向外计算，第10个亮环的半径是多少？（3）第10个亮环处的条纹间距是多少？
评分规则: 【 写明解答过程
】

4、 问题:利用牛顿环测透镜的曲率半径时，测量出第10个暗环的直径为2cm，若所用单色光波长为500nm，透镜的曲率半径是多少？
评分规则: 【 写明解答过程
】

【作业】第二章 光的干涉 第三章光的干涉和干涉仪 作业2

1、 问题:1.用氦-氖激光照明迈克尔逊干涉仪，通过望远镜看到视场内有20个暗环，且中心是暗斑。然后移动反射镜M1，看到环条纹收缩，并一一在中心消失了20环，此时视场内只有10个暗环。试求：（1）M1移动前中心暗斑的干涉级数（设干涉仪分光板G1没有镀膜）；（2）M1移动后第5个暗环的角半径。
评分规则: 【 写出解答过程
】

2、 问题:2.假设迈克尔逊干涉仪的光源发出两种波长为λ1和λ2的单色光，这样，当平面镜M1移动时，条纹将周期性地消失和再现。（1）若以△h表示条纹相继两次消失M1移动的距离，试利用△λ、λ1和λ2写出△h的表达式；（2）如果钠光包含的λ1=589.6nm和λ2=589.0nm两个光视为单色光，问以钠光作为光源时△h是多少？
评分规则: 【 写出解答过程
】

第二章 光的干涉 第三章光的干涉和干涉仪 单元测验

1、 问题:在白光入射的等倾干涉实验中，同级圆环中相应于颜色由红到紫的空间位置是（ ）。
选项：
A:由外到里
B:无法确定
C:由里到外
D:随机变化
答案: 【由里到外】

2、 问题:把玻璃片（折射率为n2）放在某种液体（折射率为n1）中产生的平行平板双光束干涉实验中，无论是n1>n2还是n1等于p】

3、 问题:把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环干涉圆环（ ）。
选项：
A:向中心收缩，条纹间隔不变
B:向中心收缩，环心呈明暗交替变化
C:向外扩张，环心呈明暗交替变化
D:向外扩张，条纹间隔变大
答案: 【向中心收缩，环心呈明暗交替变化】

4、 问题:等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环，其特征为（ ）。
选项：
A:两者都是中心部分圆环的干涉级次大
B:两者都是边缘部分圆环的干涉级次大
C:前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大
D:前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大
答案: 【前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大】

5、 问题:在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长l，则薄膜的厚度为（ ）。
选项：
A:l/2
B:l/(2n)
C:l/n
D:l/[2(n-1)]