光學題庫答案

答案

填空題

1001.頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。1002.菲涅耳衍射、夫瑯禾費衍射。

M=-4l1h

E=hv,p=-o

1003.f；1004.散射o1005.41006.振幅、相位。

__125cm

Mx----------

1007.電磁波、390760nm。1008.于；f；o

drcoSco

：°

u=——=—=Av.u=瓦,U=L)—A-----

1009.dtkO1010.自然光，平面偏振光，部分偏振

光，圓偏振光,橢圓偏振光；1011.h/moc(mo微電子的靜質量)1012.光在兩定點之間傳

播時其光程為極值，即沿光程極大，極小或恒定值傳播；1013.<，零；1014障礙物的

限度和波長可比擬1015.5001016.41.801017.右旋圓1018.u=U[l+(入/n)(dn/d入)]

ACLl4

1019.I=Ioe~1020.8X10m

,/2101/2642

1021.Pi=(kXr0)=(1X4900XIO)=7.0XIOA=7.0X10'(m)=7.0X10'(cm)=0.7mm

1022.9o=2sin''[nsin(A/2)]-A=2Xsin'[1.2Xsin30°]-60°=2X37°-60°=l4°

1023.8=-L/f|=-(20/0.2)=-100,MMS/^10,M==?PM^-IOOX10=-1000

225

lO24.Io/Ie=tg9=tg60°=3,VA<i>=(2H/X)(n0-ne)d=n/2.\d=X/[4(n0-ne)]=8.56X10'(cm)

1025.???△<!>=(2頁/入)(n0—ne)d=3n,即半波片，.?.轉變成了右旋圓偏振光

1026.1=

122221/221/2

1027.1(?.?I=sm(nl-n2),.,.n2=(ni-sinii)=(l-sin0.1)1)

2l2212

1028.△X=X-X0=2ksin9=2X2.43X10-Xsin45°=2.43X10-m=0.0243A

1029.電磁波，390--7601030.自然光，部分偏振光，橢圓偏振光，圓偏振光

1031.1032.hv=(l/2)mv2+w,波粒二象性1033.單色性好，相干性強

1034,頻率，波長或光速1035,c/21036,3/21037,頻率，c/n1038,tg'n1039,

1041,V1W21042,V2

集合路程，媒介折射率1040,光密，光疏,i>=ic

1043,sinM'/九)

1044,不同波長的光色散1045,平面反射1046,5個

a+S

sin-------皿

2

1047,360°/夕1048,3h/41049,6.51050,近，(1-1/n)d1051,sin(a/2)

1052,30度，45度1053,90度1054,30度1055,sin'[nsin(A-sin_1(1/n))]

1056,1,正；負2,正；負3,正；負1057,i=-I1058,R/2,R/21059,12cm

1060,-S/s1061,S/s1062,-(S/S)21063,2R1064,4R/3

1065,10cm1066,倒立1067,正立，放大1068,正立，放大

1069,1.361070,41071,n\n-l)/(n-n)

1072,橫向放大率等于+1的一對共輒點；角放大率等于1的一對共蛹點1073,主點H'；+1

1074,像方主焦點，物方主焦點1075,凸透鏡，凹透鏡1076,曲率半徑最小，最近點

1077,曲率半徑最大，最遠點1078,-2001079,-1001080,300

1081,M=25/f,1082,兩個平凸透鏡，f‘；3f'；2f,1083,2751084,短，長

1085,—25(d—f0—f'e)/f'ofe1086,15；41087,f0+fe；-f0/fe

22

1088,倒，正1089,A2+A2+2A|A2COS^>1090,I1+I2+2V/1/2

2222

I1+I2—2J//1092,A2+A2+2A|A21093,A2+A2—2A1A2

1091,

1094,兀1095,奇數(shù)，奇數(shù)1096,整數(shù)，偶數(shù)

22

2A1A2/A2+A21098,2J/i/2/h+k1099,不變1100,不變

1097,

1101,0。81102,0.941103,頻率相同，振動方向相同，位相差一定

dy/D1105,4Icos2^//l￡)1106,D/l/d1107,3

1104,o

1108,2Ay1109,±,不變1110,3/4Ay1111,5*10-3mm1112,X/4n

1113,%/2n1114,%/4n1115,向棱邊移動，間距變小1116,%/2a

1117,%/2na1118,暗的；亮的1119,圓錐1120,向中心餡進1121,級次的平方根

1122,加工1123,1.211124,等傾1125,高，低

1126,向外冒出1127,減小1128,向外冒出，減小1129。向中心陷進，增大

1130,0.03mm1131,2(n-1)d1132,(n-1)h1133,夫瑯和費，菲涅爾

1134,次波的干涉1135,22RX1136,101137,41。1138,2a

1139,asinO/21140,24asin6/X1141,^\nO=±kX(k=l,2,3等)

1142,單縫衍射，雙縫干涉,(sinu/u)2；(cosb/2)2

1143,(sinu/u)2；(sinN^/2)2/(cos^/2)21144,N-1,N-21145,d

1146,3；6,9,121147,12000,480001148,81=0.6"/a1149,D/2

1150,2.90*1051151,高1152,高，低1153,2dsin。

2dsin°=k2

1154,(k=l,2,3....)1155,2d1156,橫波1157,tgip=n2/ni

1158,反射，折射1159,入射面1160,53度1161,37度1162,54.7度

61164,2

1163,10/21165,A2cos2。1166,I.,cos01167,IJ8

1168,尋常光，非常光1169,尋常光，非常光1170,31171,tg2。

1172,4/41173,能使。和e產生光程差1174,萬/21175,能使。和e光產生光程差

1176,A/2；兀1177,(2k+l)乃/21178,(2k+l)乃1179,2。

1180,在任何的的溫度下，對任何波長的輻射都能全部吸收1181,hv1182,強度，頻率

1183,光頻，光強1184,A/h1185,幾=hc/A1186,4.1*1051187,1.72*105

1188,hc/彳；h/幾，h/幾c1189,hv,hv/c,hv/c21190,1191,散射角，波長

1192,△彳=k(1-cos^)1193,能量，動量1194,波動，微粒1195,衍射，波動性

1196,h/mv1197,1.23/V?1198,11199,粒子數(shù)反轉，光學諧振腔1200,物光,

參考光

精品課答案

選擇題

2001.C.B.A.B.B.2006.C.C.B.C.C.2011.B.C.A.D.B.

2016.D.D.D.A.A.2021.B.B.D.B.B.2026.A.B.D.A.B.

2031.B.A.D.B.C.2036.B.D.D.C.D.2041.B.B.B.CD

2046.D.C.C.A.B.2051.D.C.A.A.B.2056.B.B.D.A.C

2061.B.C.A.C.D2066.A.A.B.D.C2071.C.C.A.D.B

2076.D.C.D.A.B2081.B.D.B.C.A2086.D.D.A.B.C

2091.B,C.D.A.C2096.C.C.A.D.B2101.B.D.A.D.C

2106.A.A.A.D.C2111.C.A.A.C.A2116.B.C.A.B.B

2121.D.C.B.C.D2126.B.D.D.C.D2131.A.B.B.B.A

2136.B.C.A.C.D2141.A.D.D2144.A2145.2146.2147.2148.A2149.2150.A

2151.B2152.2153.D2154.B2155.2156.A2157.2158.2159.D2160.2161.2162.2163.B

2164.A6165.A2166.B2167.2168.2169.B2170.B2171.B2172.2173.D2174.B

2175.2176.A2177.2178.2179.D

2180.2181.2182.2183.B2184.A2185.A2186.B2187.B2188.B2189.2190.B2191.B

2192.C2193.A2194.D2195.C2196.A2197.B2198.D2199.C2220.A2201.D

2202.C2203.C2204.A2205.D2206.D2207.B2208.C2209.C2210.B2211.A2212.D

2213.D2214.B2215.A2216.D2217.A2218.B2219.D2220.C2221.B2222.A2223.A

2224.C2225.D2226.C2227.B

簡述題

3001.答：分波面干涉、分振幅干涉和分振動面干涉三種。

3002.答：“激光”是光受激輻射放大的簡稱，英文名稱為“l(fā)aser”，它通過輻射的受激發(fā)射而

實現(xiàn)光放大。它的特點是單色性佳、亮度高、相干性強、方向性好等?！?/p>

3003.答：原理：分振幅干涉；構造：兩塊相互垂直的平面反射鏡、分光板和補償板、光源、

透鏡、接收器等；主要公式：M=N/l/2?！?/p>

3004.答：光是某一波段的電磁波，其速度就是電磁波的傳播速度。

3005.答：頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。

3006.答：折射率和路程的乘積。

3007.答：對應于相位差為兀的偶數(shù)倍或者光程差等于半波長的偶數(shù)倍的那些點，兩波疊加

后的強度為最大值，稱為“干涉相長”；而對應于相位差為兀的奇數(shù)倍或者光程差

等于半波長的奇數(shù)倍的那些點，兩波疊加后的強度為最小值，稱為“干涉相消”。

3008.答:

亮紋：片產丸J=0,±1,±2,-

a

r)

暗紋：y=(2J+l)],；=0,±1,±2,-

條紋間距：Ay=5%

3009.答：影響干涉條紋可見度大小的主要因素是振幅比。

3010.答：計算干涉條紋可見度大小的常用公式有：

V=Lnax-1,而"2A1A22(A,/A2)2aL

1Tv=—---=--------—-V=----

2

A：+A：1+(A,/A2)I,+I

3011.答：會使干涉條紋的可見度下降。

3012.答：會使總的干涉圖樣模糊不清，甚至會使干涉條紋的可見度降為零。

3013.答：在光從折射率小的光疏介質向折射率大的光密介質表面入射時，反射過程中反射

光有半波損失。

3014.答：凡入射角相同的就形成同一條紋，即同一干涉條紋上的各點都具有同一的傾角——

等傾干涉條紋。

對應于每一直線條紋的薄膜厚度是相等的——等厚干涉條紋。

3015.答：邁克耳孫干涉儀的基本原理是分振幅干涉；

其主要計算公式是：

2N

3016.答：法布里-珀羅干涉儀的基本原理是分振幅多光束干涉。

3017.答：

以法氏干涉儀是振幅急劇遞減的多光束干涉

而邁氏是等振幅的雙光束干涉；

也兩者的透射光的光程差表達式完全相同，

,條紋間距、徑向分布很相似；

&法氏干涉儀較邁氏的最大優(yōu)點是：

【2越大，干涉條紋越清晰明銳。

3018.答：檢查光學元件的表面、鍍膜光學元件、測量長度的微小改變等。

3019.提示：從原理、裝置、條紋、公式、應用等方面答。

3020.提示：從原理、裝置、條紋、公式、應用等方面答。

3021.答：(1)條紋間距變寬，零級位置不變，可見度因干涉孔徑角。變小而變大了.

(2)條紋變寬，零級位置不變，光強變弱了.

(3)條紋變寬，零級位置不變，黃條紋變成紅條紋.

(4)條紋間距不變，光強變強，但可見度因干涉孔徑角6變大而變小.

(5)條紋間距將為原有的3/4,可見度因波長變短而變小.

(6)整個干涉條紋區(qū)向下移，干涉條紋間距和可見度均不變.

(7)整個干涉條紋區(qū)向上移，干涉條紋間距和可見度不變.

(8)光強變大，可見度變小，零級位置不變，干涉條紋間距不變.

(9)孔52的面積是孔$的4倍，表明S2在屏上形成振幅為4A的光波，$則在屏上形成振幅

4的光波.屏上同相位處最大光強

Ik=(4A+A)2=25黯，

是未加大S2時的(25/4)倍；屏上反相位處的最小光強

/小=(4A-A)2=9解

也不是原有的零.可見度由原有的1下降為

(25-9)/(25+9)=0.47.

干涉條紋間距和位置都未變.

3022.答：海岸邊陡峭壁上的雷達和海面類似洛埃鏡裝置，沿海面低空飛行的匕機始終處在“洛

埃鏡”裝置的暗點上，因而不能被雷達發(fā)現(xiàn)。

3023.答：人眼對可見光中不同色的光反應的靈敏度各不一樣，對綠光反應最靈敏.而照相

底片沒有這個性質，因此，拍照出來景物照片的顏色和人眼直接觀察的有差別.為了減小這

個差別，在照相機鏡上鍍上一層增透膜，以便使綠顏色的光能量更多地進入鏡頭，使照片更

加接近實際景物的顏色.綠顏色的光增透，反射光中加強的光是它的互補色，因此看上去呈

現(xiàn)藍紫色.

3024.答：白光波列長度僅有微米量級，照射厚度為幾亳米的窗玻璃時，則因時間相干性太

差，導致可見度為零，看不到干涉條紋.

3025.答：我們看到的是肥皂液膜對白光的反射相干光.開始時液膜很厚，對白光中很多波

長都有反射干涉加強現(xiàn)象，故皂液膜呈現(xiàn)不帶色彩的一片白光亮度.然后膜上部最先變薄，

上部呈現(xiàn)色彩橫帶.皂液下流，薄的部位由上向下延伸，色彩區(qū)變寬，遍及全膜.上下彩色

不同說明膜厚不等，上薄下厚.彩帶變寬說明楔形皂膜上部楔角越來越小.呈現(xiàn)一片灰暗色

的原因是整個液膜厚度已接近于零，暗光強來于半波突變、k=0.5的原因，這也正是破裂前的

現(xiàn)象.

3026.答：光繞過障礙物偏離直線傳播而進入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強分布不均勻的

現(xiàn)象。

3027.答：障礙物的線度和光的波長可以比擬。

3028.答：波面S上每個面積元dS都可以看成新的波源，它們均發(fā)出次波。波面前方空間

某一點P的振動可以由5面上所有面積元所發(fā)出的次波在該點疊加后的合振幅來表示。

3029.答：衍射分菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射兩大類。

3030.答：由任何相鄰兩帶的對應部分所發(fā)出的次波到達尸點時的光程差都為半個波長(即

相位相反）而分成的環(huán)形帶。

3031.答：由于圓屏衍射。

3032.答：中央有一條特別明亮的亮條紋，兩側排列著一些強度較小的亮條紋，相鄰的亮條

紋之間有條暗條紋；兩側的亮條紋是等寬的，而中央亮條紋的寬度為其他亮條紋的兩倍。

3033.答：在夫瑯禾費圓孔衍射圖樣的中央，光強占總光強的84%的亮斑。

3034.答：艾里斑的半角寬度為：

j2

sin仇=0.61—=1.22—

11RD

3035.答：艾里斑的線半徑為：

M=ftgO,?f'sin0?f'\6{=1.22—f

3036.提示：參見書P131。

3037.答：當d是b的倍數(shù)時，光柵的光譜線發(fā)生缺級。

光柵的光譜線發(fā)生重疊的條件是：

工入、=2

O

3o38答

“物像之間的等光程性”是“費馬原理”的推論。

3O39答

最簡單的理想光學系統(tǒng)是一個平面反射鏡。

3o4O答

對光線只有反射而無折射的現(xiàn)象稱為全反射。

3O41答

光學纖維的工作原理是全反射，其數(shù)值孔徑通常用N.A.表示，計算公式為：

22

4一%

VO

3042.答：棱鏡主要用于制作折射計及利用全反射棱鏡變更方向等。

3043.答：幾何光學的符號法則的規(guī)定是：

線段：光線和主軸交點的位置都從頂點算起，凡在頂點右方者，其間距離的數(shù)值為正，

凡在頂點左方者，其間距離的數(shù)值為負.物點或象點至主抽的距離，在主軸上方為正，在下

方為負.

角度：光線方向的傾斜角度部從主鈾（或球面法線）算起，并取小于"/2的角度.由主軸

（或球面法線）轉向有關光線時，若沿順時針方向轉，則該角度的數(shù)值為正；若沿逆時針方向轉

動時，則該角度的數(shù)值為負（在考慮角度的符號時，不必考慮組成該角度兩邊的線段的符號）.

標定：在圖中出現(xiàn)的長度和角度（幾何量）只用正值.例如s表示的某線段值是負的，則應

用（一s）來表示該線值的幾何長度.

3044.答：近軸光線條件下球面反射、折射的物像公式分別為：

3045.答：多個球面的曲率中心都在同一直線上的系統(tǒng)稱為共軸光具組。

3046.答：近軸條件下薄透鏡的成像公式及橫向放大率分別為：

n,nn—n、n,-n4

，——L=----L—二----=(J)

ssr2

3047.答：薄透鏡的會聚和發(fā)散性質主要與透鏡的形狀及兩側的折射率〃有關。

3048.答：近軸物點近軸光線成像的條件是物像的等光程性。

3049.答：最簡單的理想光具組是厚透鏡。

3050.答：在理想光具組里主要研究的基點和基面是：

焦點和焦平面、主點和主平面、節(jié)點和節(jié)平面。

3051.答：光學儀器的本領主要有放大本領、聚光本領和分辨本領。

3052.答：近視眼需要配凹透鏡、老花眼需要配凸透鏡加以校正。

3053.答：人眼的明視距離為25cm?

3054.答：助視儀器放大本領的一般表達式是：

3055.答：常用的目鏡有惠更斯目鏡和冉斯登目鏡。

3056.答：顯微鏡的放大本領等于物鏡的橫向放大率和目鏡放大本領的乘積。

3057.答：開普勒望遠鏡與伽利略望遠鏡的共同點是：它們的物鏡和目鏡所組成的復合光具

組的光學間隔都等于零；物鏡的橫向放大率"都小于1。

二者的不同點是：①開氏的視場較大，而伽氏的視場較??；②開氏的目鏡物方焦平面

上可放叉絲或刻度尺，伽氏則不能；③開氏的鏡筒較長，而伽氏的鏡筒較短。

3058.答：實現(xiàn)激光擴束的方法通常是將望遠鏡倒過來使用；也可用顯微鏡的物鏡

；甚至有時可用短焦距的凸面或凹面反射鏡；有時也可用毛玻璃等。

3059.答：在所有各光闌中，限制入射光束最起作用的光闌稱為有效光闌（孔徑光闌）。

尋找有效光闌的方法是：先求出每一個給定光闌或透鏡邊緣由其前面（向著物空間方向）

那一部分光具組所成的像，找出所有這些像和第一個透鏡邊緣對指定的物點所張的角，在這

些張角中找出最小的那一個，和這最小的張角所對應的光闌就是對于該物點的有效光闌。

3060.答：若光具組僅是一個單獨的薄透鏡，則有效光闌、入射光瞳和出射光瞳都與透鏡的

邊緣重合，而與物點的位置無關。

3061.答：發(fā)光強度是表征光源在一定方向范圍內發(fā)出的光通量的空間分布的物理量，在數(shù)

值上等于點光源在單位立體角中發(fā)出的光通量。

在國際單位制中，發(fā)光強度的單位是坎德拉（candela）,代號是坎（cd）。

3062.答：顯微鏡的聚光本領通常用數(shù)值孔徑〃sin”描述。

3063.答：望遠鏡的聚光本領通常用相對孔徑的倒數(shù)一一焦比來衡量。

3064.答：照相機的聚光本領通常用相對孔徑的倒數(shù)一一光圈數(shù)來衡量。

3065.答：像差分單色像差和色差兩大類。

單色像差又分球面像差、彗形像差、像散、像面彎曲和畸變五種。

色差又分縱向色差（位置色差）和橫向色差（放大率色差）兩種.

3066.答：瑞利判據是：當一個中央亮斑的最大值恰和另一個中央亮斑的最小值位置相重合

時，兩個像點剛好能分辨開.

3067.答：望遠鏡物鏡的分辨極限通常以物鏡焦平面上剛剛能夠分辨出的兩個像點之間的直

線距離來表示。

3068.答：顯微鏡物鏡的分辨極限通常以被觀察的物面上剛好能夠分辨出的兩物點之間的直

線距離來表示。

3069.答：棱鏡光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領的數(shù)學表達式分別為：

——f'------p=------=d------

bdA-A/IdX

3070.答：光柵光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領的數(shù)學表達式分別為:

d2dcos6

L=Df

dcos0

答：區(qū)別橫波與縱波的最明顯標志是偏振。

3072.答：偏振是振動方向對于傳播方向的不對稱性。

3073.答：光有五種可能的偏振態(tài)：自然光、線偏振光、部分偏振光、橢圓偏振光和圓偏振

光。

3074.答：獲得線偏振光的方法有：偏振片、反射起偏、透射起偏、尼科耳棱鏡、傅科棱鏡、

沃拉斯頓棱鏡以及波片等。

3075.答：偏振度的數(shù)學表達式為：

3076.答：馬呂斯定律和布儒斯特定律的數(shù)學表達式分別為：

+?“2

乙=/COS29,8Z,°~~

3077.答：線偏振光的數(shù)學表達式為：

E=Etx+Evy=(A(x±Avj))cos(cot-kz)

3078.答：橢圓偏振光的數(shù)學表達式為：

E=E+Ey=A,cos(cot-kz)x+A、cos(a>t-kz+\(p}y

3079.答：圓套振光的玄v學表達式‘為：

E=Ao[cos(cot-kz)x+sin(cot-kz)y],

3080.答：同一束入射/折射后分成兩束的現(xiàn)象稱為雙折射。

3081.答：空氣中。光和e光的相對光強的數(shù)學表達式為：

/Jie=tg3.

3082.答：常用的波片及主要應用有：

入/4片：能把圓偏振光-*線偏振光；也能使線偏振光一橢圓、圓、線偏振光。

九/2片：能把左旋圓偏振光f右旋圓偏振光；線偏光，入射f線偏振光，但9f2

0.

A,片：入射線偏振光一線偏振光。

3083.答：略。

3084.答：略。

3085.答：略。

3086.答：干涉有分波面干涉、分振幅干涉和分振動面干涉三類。

3087.答:略。

3088.答：線偏振光干涉強度分布的數(shù)學表達式為：

I=A2=+4；+2A,A,cosA<p'

=A：cos2(a--sin20sin2asin22卜：一

3089.答:略。

3090.答：略。

3091.答：(1)光通過物質時，它的傳播情況會發(fā)生兩種變化：一是，光束愈深入物質，強度

將愈減弱；二是，光在物質中傳播的速度將小于真空中的速度，且隨頻率而變化。(2)這些

變化會表現(xiàn)出光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象。

3092.答：(1)光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象都是由光和物質的相互作用引起的。(2)

實質上是由光和原子中的電子相互作用引起的。

3093.答：光的吸收有一般吸收和選擇吸收兩種。

3094.朗伯定律和比爾定律的數(shù)學表達式分別為：

ACI

1=o11和=J。紇e-。

3095.答：(1)線度小于光的波長的微粒對入射光的散射現(xiàn)象通常稱為瑞利散射。(2)瑞利定

律表述為：散射光強度與波長的四次方成反比，即:

Z=/,(2)A"?

3096.答:：因為光的散射。

3097.答::光的散射。

3098.答:：藍光。

3099.答:：正常色散與反常色散；正交棱鏡觀察法。

bc

n=ci--H--

：柯西方程為：無尤；

3100.答:

孔脫定律：反常色散總是與光的吸收有密切聯(lián)系。

3101.答：重新定義“米”的意義在于：把真空光速值規(guī)定為一個固定的常量，真空光速值

在物理學中不再作為一個可以測量的量，而是一個常量，并把它作為物理學中的一個基本常

量規(guī)定下來。

3102.答：相速和群速的數(shù)學表達式分別為：

.8a)dco

dro)cu=--=——

u=—=—=識..6kdk

'2,

dtk-OVrdu

u=u-A,—=u-A——

表示二者關系的瑞利公式為：宓cU。

3103.答：黑體的斯忒藩一玻爾茲曼公式、維恩位移公式分別為：

Mo(T)=\Mb(y,Tyiv=aT4TA=b

3104.答：普朗克油設：①器壁振子的能量不能連續(xù)變化，喘只能夠處于某些特殊狀態(tài)，這

些狀態(tài)的能量分立值為

0,瓦，2與，3'，...，nEo

其中〃是整數(shù)。這個允許變化的最小能量單位反稱為能量子，或簡稱量子。

②能量子的能量必須與頻率成正比，即E。=hv,

h是?個與頻率無關、也與輻射性質無關的普適常量，叫做普朗克常量。

3105.答：愛因斯坦作了光子假設，即：光在傳播過程中具有波動的特性，而在光和物質相

互作用的過程中，光能量是集中在?些叫光量子(光子)的粒子上。產生光電效應的光是光

子流，單個光子的能量與頻率成正比，即

E=hvo

2

3106.答：愛因斯坦的光電效應方程為：=Lmu+\^

-2

3107.答：遏止電壓與入射光的頻率成線性關系。

3108.答：

光子的能量為：E=m^c2=hv.

光子的質量為：%=5=與，

光子的靜止質量：tn0=0,

光子永遠以不變的速度c運動，

光子的動量為：Pp=，=?.

3109.答：波長改變的散射稱為康普頓效應。h

3110.答：光的本性是波粒二象性；其數(shù)學表達式為：E=hv,p=-,^

3111.答：激光是光受激輻射放大的簡稱，它是由激光器產生的，波長富1mm以下的相干電磁

輻射.，它由物質的粒子受激發(fā)射放大產生，具有良好的單色性、相干性和方向性。

3112.答：激光的工作原理是通過輻射的受激發(fā)射而實現(xiàn)光放大。它的主要特點有：單色性佳、

亮度高、相干性強、方向性好等。

3113.答：世界上第一臺激光器是1960年由梅曼研制出來的。它的意義在于開創(chuàng)了現(xiàn)代光學

的新時代，它是現(xiàn)代光學開始的標志。

3n4.答：激光器的模式有縱向模式和橫向模式。

3115.答：激光器的種類很多，如果按激光器工作物質性質可以分為固體激光器、液體激光器、

氣體激光器和半導體激光器等；如果按激光器工作方式可以分為脈沖激光器、重復頻率激光

器、連續(xù)激光器、準連續(xù)激光器、可調諧激光器和超短脈沖激光器等；如果按激光器的諧振

腔可以分為波導激光器和環(huán)形激光器等；如果按激光器的激勵方式可以分為電泵浦激光器、

光泵浦激光器和二極管泵浦激光器等等。

3116.答：電子的軌道半徑和總能量分別按下列公式計算：

22

rn=a,—,a,?0.053nmEn=Ep+Ek?^-E^E,?-13.6eV

Z；Zo

3117.答：物質對光場的響應與光的場強成線性關系的光學稱為線性光學。物質對光場的響應

與光的場強為非線性關系的光學稱為非線性光學。

3118.答：既能記錄光波振幅的信息，又能記錄光波相位信息的攝影稱為全息照相。它的基本

原理是雙光束干涉。

3119.答：全息照相主要特點有：①它是一個十分逼真的立體像。它和觀察到的實物完全一

樣，具有相同的視覺效應。②可以把全息照片分成若干小塊，每一塊都可以完整地再現(xiàn)原來

的物像（孫悟空似的分身術）。③同一張底片上，經過多次曝光后，可以重疊許多像，而且

每個像乂能不受其他像的干擾而單獨地顯示出來，即張底板能同時記錄許多景物。④全

息照片易于復制等。

3120.答：全息照相主要應用有：①全息干涉測量；②全息顯微術；③海洋學研究；④制作光

學元件；⑤全息防偽等等。

計算題

y=j—^

4001.解：d,j=0、lo

Ay=A/—^=0-O)x—x640xl0-7=0.08

(1)-d0.04(cm)；

A?gyd個0.01x0.04c71

△0二/?2----L7l=--------------x27=

50x640x10'4

(2)「o'0

12

4Phv——mu+W

4002.解：:2

6.63x10-34x3x1()8

—mu2=hv—W=——W=-1.88?2.26

：.(1)22300xl0-9xl.6xl0^19(eV)

_2x2.26x1.6x1()79

?8.9xl05

⑵9.1lx10-31

J0

y=tgO-f',tgOxsin^,sin6>10=±1.43—,sin=k—.

4003.解：；hh

546,1X10

y,0^1.43-/^1.43xx100%0.078

...(1)，0bJ1(cm)；

46Al()

M=k-f=lx---x100K0.055

⑵1b1(cm)；

546xIJ64

=k3x』。、。。川

y3vf=

b1(cm)o

111

—I—=—￡J

4004.s'sf'y

f's(-10)x(-12)

5-7^7-(-12)-(-10)-60

⑴(cm)；

y'=--y=----x6=-30

⑵s—12(cm)o

600

⑴?一嗯jNN=—15000

4005.W2x0.02(條);

2x600x10-6

=2.4x10-3

(2)?：dsin0=jAsin。sin300(mm)；

b=-=0i.8x10-3

⑶d=3b3(mm)；

(4)4=Nd=15000x2.4x10-3=36(mm)；

.d2.4x10-3“

/=—=-----------=4

⑸,2600x100-6,總共能看到5條譜線。

,,=/,/=/]cos2a,I=cos2(0-a)=/cos?acos2(。一a),

4006.030

e60"

a——30°

欲使/m，須使22

4

/=/rncan。

此時所能通過的最大光強為：

△)，=%=弛x500x10-6=()]25

4007.⑴d0.2(cm)；

=逑。0.943

⑵A+/23

/-4=2/

2272sin6)=cot,

]=節(jié)」2~11COS0,1=I2cos

4008.

=-cos2^-sin20=—sin220=—(l-cos4^)=—(1-COS4(2X)

281616

2

△y=0.61

4009.nsinu,

2?I。-'*詈*隈、a0.41x10-9

90x10’

41X0

nsinM=O.61XA=O.61X0-^?0.25

Ay10-9

4010.解：由已知得s=-6cmf=-2cmf=2cm

由高斯公式f//s/+f7s=l代入數(shù)據2/s+(-2)/(-6)=l得：s'=3cm

又由0=山產5%代入s=6cms/=3cmy=lcm

得：yz/l=3/(-6)所以y=-0.5cm

所以像的位置在距像方主點H，3cm處，大小為0.5cm,是倒立的

光路圖如圖所示:

4011.解：1.自然光通過一偏振元件后變?yōu)槠矫嫫窆?此平面偏振光通過入/4片后變?yōu)闄E圓偏

振光；

2.設自然光振幅為A則I=A?通過一偏振元件后強度變?yōu)?/2振幅變?yōu)?/p>

Ai=0.707A,此光通過X/4片后可得d光和e光的振幅分別為A1d=Aisin300=0.5Ai=0.3535A,

Aie=A]cos30°=0.866Ai=4

相位差A6=n/2+n=1.5n其中n/2為入/4片的差，五為P]P?在不同象限的差。

V3

通過第二個尼科爾后有：A2d=Aidsin30°=0.5A1d=8

V3

A->e=Aiecos30°=8

相位差A6,則合成后的光強

222222

I2=A2=A2e+A2d+2A2eA2dcosA6=20/64A

2%/

64/,

2

N=I2/I=/A=20/64=0.3125~0.3

所以通過第二個尼科爾1V2的光強是入射光強的0.3倍

4012.解：LE=hv=hc/A=6.626X10-34=6626X10-19J4.14125ev=4.14ev

所以入射光中每個光子的能量為4.14ev

2.由l/2mv2=hv-w得：

w=hv-l/2mv2=4.14ev-2ev=2.14ev

所以鉀的逸出功為：2.14ev

3.X=3950A°則光子能量

3xl08

,、343950x10」°

El=hv=hc/X=6.626X10-

=5.032xi0-19=3.i5ev

發(fā)光電子的最大初動能：

Ek=E1-W=3.15ev-2.14ev=1.01ev

2

乂由Ek=l/2mv=evg得：Vg=mv/2e=EJe

代入數(shù)據得：vg=1.01v

4013.5.9X10-4(mm)=5900A=5.9X10-7J=5.9X104cm

1.5X10-3mm=1.5X10-6m=l.5XlO^cm

1014.2.48X10'I9J=2.5X10'19J=1.6eV=1.55eV

5

7.4X10m/s=7.38X105mzs

4015.解：?.?△h=N(A/L)

X=(2Ah/N)=(2X0.25X106)/1000=500(m)

4016.解：如圖所示，入射的平行光經過透鏡L折射后成為會聚光束入射到L2上，故L對

光束所限制的作用最大，L是光學系統(tǒng)的有效光闌和入射光瞳。

為了求出出射光瞳，可將L和L2成像，由物像公式和橫向放大率公式，得

匕，

&=ys

將s=-5,/'=3與y=2代入上式，得

-Fi

?(-5)x3”

s，=s+/=-5+3

二^=-1.5

B=5=-5

故y=-1.5x2=-3cni

即出射光瞳J位于L2右方7.5cm處，孔徑為6cm。

4017.解(1)如圖所示，由題設接收屏移遠或移近時，干涉條

涉場是兩束平行光所形成的。由此可見點光源S必定位于物方

紋間隔的關系可知

△y=幾/2sin。

將Ay=025mm、%=5xlO^mm代入上式，得

0rM-

Sin8=4/2AV=5x10-4/0.5=10-3

由圖可知，N'M'=a,從△SON，可得