北京理工大学物理光学总复习题一

物理光学总复习题一

物理光学Physics Optics

物理光学总复习题一

总复习2006级

物理光学总复习题一

第一章 光波的基本性质

1.熟悉下述基本概念：振动，波动，标量波与矢量波，纵 波与横波，简谐波，波矢，波函数， 复振幅，光波的位相及初位相，波 面(等相面),平面波，球面波.

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2、平面电磁波的性质 矢量波； 横波性质：K E kvB

电场和磁场的关系: E vB ; 电磁波的能量： S 1

E B。

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了解以下关系1. 电磁波的特性参数：

V

1

,c

1

0 0

3 10 m / s , n 8

c V

2. 真空中空间周期 0 ,时间频率 ,传播速度 c 的关系： c 介质中空间周期 ,时间频率 ,传播速度 c 的关系： V14 14 对可见光： 0.4 0.7 m , 7.5 10 4.3 10 Hz

0 。

3. 从真空进入介质:

0 c V n

从 n1 介质进入 n2 介质： 1n1 2 n2

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3.一维简谐波的波函数，空间参量 和时间参量,两者之间的关系。E z , t E0 exp j kz t 0

, f

1

1 2 T, , 2 , T T V T , , kV V

,k

2

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4.等相面,三维简谐平面波E r , t E0 exp j k r t 0 等相面方程 k r c (常数)

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三维简谐平面波在二维平面上的波函 数及复振幅分布E x, y, t E0 exp j 2 f x x f y y 2 t 0 E x, y E0 exp j 2 f x x f y

y 0

空间频率： f x

cos

fy

cos

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y cos K

O

cos

x

Z

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5. 简谐球面波：

E0 E (r , t ) cos(kr t 0 ) r E0 或E (r , t ) exp[ j (kr t 0 )] r E0 复振幅 : E (r ) exp[ j (kr 0 )] r

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简谐发散球面波和简谐会聚球面波 在 x, y 平面上的复振幅分布。 E0 k 2 2 E x, y exp jkz0 exp j x x0 y y0 z0 2 z0 (1-78)

z0 0

发散；

z0 0

会聚

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6. 菲涅耳公式折、反射定律给出了反射波、折射波和入射波传播方向之间的关系。 菲涅耳公式描述了反射波、折射波和入射波振幅、位相间的定量关系。

Eros n1 cos i n2 cos t rs Eios n1 cos i n2 cos t

Etos 2n1 cos i ts Eios n1 cos i n2 cos t

r

p

Etop 2n1 cos i E op n2 cos i n1 cos t tp Eiop n2 cos i n1 cos t E iop n2 cos i n1 cos tr

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光波从光疏介质射 向光介质，反射波 和透射波相对于入 射波的变化； 布儒斯特定理

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全反射的 性质，全 反射临界 角的定义， 全反射的 应用用。

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思 考 题

1. 什么是振动?什么是波动?如何描述光 波的波动? 2. 什么叫横波?如何证明或推理说明光波 是横波? 3. 什么是波面?什么是平面波?什么是球 面波?