物理光学复习题

何谓半波损失？当平面波在接近正入射或掠入射下从光疏介质与光密介质的分界面反射时，反射光振动相对于入射光振动发生了π位相跃变。通常把反射时发生的π位相跃变称为“半波损失”。2.天空呈现浅蓝色，而旭日和夕阳呈现红色的原因是什么？太阳白光被大气瑞利散射，瑞利散射光强与波长的四次方成反比．短波长的散射光强强于长波长的散射光强，因此天空呈现浅蓝色．旭日和夕阳的光线入射到地球上时经历更厚的大气层，短波长的光波被大量散射，因此看起来呈现红色．3.简述波带片和透镜有何区别与联系？波带片与透镜都有聚光作用。

(1)波带片：焦距不是单值的，因此一平行光入射到这种波带片上，在许多位置都会出现亮点，有一系列虚焦点，成像时在像点周围会形成一些亮暗相间的同心环。

(2)透镜：焦距是单值的，因此一平行光入射到透镜上只有一个亮点，成像时也只是一个亮点。4.牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验中如何区分这两种干涉图样？（1）相同点i干涉条纹都是同心圆环ii等倾干涉：条纹越向边缘环的半径越大，条纹越密等厚干涉：越向外条纹越密（2）不同点：i等倾干涉：h固定、θ=0的是中央条纹，光程差和干涉级次最大；当环半径增大时，对应θ增大，D减小，干涉级次减小．ii等厚干涉：环的半径增大时，干涉级次和光程差都在增大．(3)实验区别的方法，可以采用改变h值的方法(用手压h减小，反之h增大)．

等倾干涉：当h变小时，环向中心收缩．

等厚干涉：当h变小时．环向外扩张.5.简述辐射强度矢量的定义，并写出其表达式。辐射强度矢量S，矢量的大小等于单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的电磁能量，矢量的方向取能量的流动方向。S=1μ（E×BS的方向是电磁场的传播方向，并且传播方向、E的方向和B的方向三者互相垂直，组成右手螺旋系统。6.简述光波的相干条件。相干光波的光矢量振动方向相同，频率相同，位相差恒定。7.在大风天和雾天，为了避免和对面来的车相碰，汽车必须打开雾灯，请解释雾灯为什么是橘红色的？大风天和雾天时，空气中飘浮很多尘埃和雾滴，其线度大小恰使光发生瑞利散射。根据瑞利散射定律光强与波长的四次方成反比，4.已知汞绿线的超精细结构为546.0753nm，546.0745nm，546.0734，546.0728nm，它们分别属于汞的同位素Hg198，Hg200，Hg202，Hg204，问用F-P标准具分析这一结构时如何选取标准具的间距？（假定标准具的反射率R=0.9）解：标准具的自由光谱范围(∆λ)S.R=λ=546.0753+546.0745+546.0734+546.0728超精细结构的最大波长差为(∆λ)因此，欲使(∆λ)S.R=λ22hmm标准具的分辨本领为λ因而标准具的分辨极限为(∆λ)它必须小于超精细结构的最小波长差:(∆λ)min(∆λ)min=所以标准具的间距应满足59.64mm＞h＞8.6mm。5.波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平板玻璃构成的空气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距离劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。求此空气劈尖的劈尖角θ。解：由薄膜公式，有2ek+λ12=（k+12）λ1，（对第四条暗纹，k=3，有2e4+λ12所以A处膜厚：e4=由于e4=lθ，θ=3λ16.用等厚条纹测量玻璃板的楔角时，在长达50mm的范围内共有15个条纹，玻璃的折射率n=1.5，所用的波长λ=600nm，则该玻璃的楔角为多大？解：条纹间隔e=5015等厚条纹间隔与楔角的关系为e=λα=λ27.波长为500nm的平行光垂直照射扎起宽度为0.025mm的单缝上，以焦距为50cm的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察。求单缝衍射中央亮纹的脚半宽度和第一亮条纹到衍射场中心的距离。解：（1）零强度点有as