南理工光学工程考研真题答案01

中国科学院大学《高等物理光学》期末知识点总结

20讲题目：平面波与球面波；空间频率；角谱：波的叠加；空间频率的丢失：卷积的物理意义；抽样定理；衍射与干涉；透过率函数；近场与远场衍射；“傅里叶变换与透镜”；対易：衍射的分析法：空品対易；全息；阿贝成像原理（4f 系统）；泽尼克相衬显微镜；CTF;OTF;非相干与相干成像系统；衍射的计算机实验；衍射的逆问题；叠层成像（Ptychography ）；如何撰写科技文章抽样定理：利用梳状函数对连续函数抽样，得抽样函数 ,由函数的阵列构成，各个空间脉冲在方向和方向的间距分别为。每个函数下的体积正比于该点g 的函数值。利用卷积定理，抽样函数的频谱为空间域函数的抽样，导致函数频谱的周期性复现，以频率平面上点为中心重复见图。假定是限带函数，其频谱仅在频率平面一个有限区域R 不为0.若，分别表示包围R 的最小矩形，在，方向上的宽度，则只要，X,Y 为抽样间隔。中各个频谱区域就不会出现混叠现象。这样就有可能用滤波的方法从中抽取出原函数频谱G ，而滤除其他各项，再由G 求出原函数，因而能由抽样值还原原函数的条件是1）是限带函数2）在x ，y 方向上抽样点最大允许间隔分别为，通常称为奈奎斯特间隔。显然，当函数起伏变化大，包含的细节多、频带范围较宽时，抽样间隔就应当较小。抽样数目最小应为这是空间带宽积（函数在空域和频域中所占面积之积） 2.10若只能用表示的有效区间上的脉冲点阵对函数进行抽样，即试说明，及时采用奈奎斯特间隔抽样，也不在能用一个理想低通滤波器精确恢复。解：因为表示的有限区域以外的函数抽样对精确恢复，也有贡献不可省略。用表示的有限区间上的脉冲点阵对函数进行抽样，即，抽样函数对应的频谱为 ,上式右端大括号中的函数，是以点为中心周期性重复出现的函数频谱。对于限带函数，采用奈奎斯特间隔抽样，中的各个频谱区域原本不会发生混叠现象，但是和二维函数卷积后，由于函数本身的延展性，会造成各函数频谱间发生混叠现象，因而不再能用低通滤波的方法精确恢复原函数。从另一角度看，函数被矩形函数限制范围后，成为 ,新的函数不再是限带函数，抽样时会发生频谱混叠，可以得出同样的解释。 2.11如果用很窄的矩形脉冲阵列对函数抽样（物理上并不可能在一些严格的点上抽样一个函数）即式中，、为每个脉冲在方向的宽度。若抽样间隔合适，说明能否由还原函数。解：用很窄的矩形脉冲阵列对函数进行抽样，例如当采用CCD 采集图像，每个像素都有一定的尺寸大小。这时抽样函数对应的频谱为 , )] sinc sinc ,由于、尺寸很小，二维函数是平缓衰减的函数，对中各个以点为中心的函数频谱的高度给以加权衰减。上式也可以看成是用经函数加权衰减的脉冲序列与卷积，结果是一样的。由于各个重复出现的频谱形状不变，带宽不变，不发生混叠，因而只要抽样间隔合适，仍然能通过低通滤波还原 . 空间频率的理解：传播矢量位于平面时，由于 , 平面上复振幅分布为等位相线方程为与不同C 值相对应的等位相线是一些垂直于轴的平行线，图画出了位相依次相差的几个波面，与平面相交得出的等位相线，这些等位相线接近相等，由于等位相线上的光振动相同，所以复振幅在xy 平面周期分布的空间周期可以用位相相差的两相邻等位相线的间隔X 表示，所以用空间周期的倒数表示x 方向单位长度内变化的周期数，即 , 成称为复振幅分布在x 方向上的空间频率。角谱理解：，，，称作平面上复振幅分布的角谱，引入角谱的概念，进一步理解复振幅分解的物理含义：单色光波场中某一平面上的场分布可看做不同方向传播的单色平面波的叠加，在叠加时各平面波成分有自己的振幅和常量位相，它们的值分别取决于角谱的模和辐角。泰伯效应：用单色平面波垂直照射一个周期性物体，在物体后面周期性距离上出现物体的像。这种自成像效应就称为泰伯效应，是一种衍射成像。 3.3余弦型振幅光栅的复振幅透过率为式中，为光栅的周期；。观察平面与光栅相距为z 。当z 分别取下述值时，试确定单色平面垂直照明光栅时在观察平面上产生的强度分布。解：1）为泰伯距离，光栅透射光场为式中，A 为平面波振幅值。该透射光场对应的空间频率为根据菲涅尔衍射的传递函数可写出观察平面上得到广场的频谱为当时则式（A ）变为对上式做傅里叶逆变换可得到观察平面上的光场复振幅分布为强度分布为强度分布与光栅透射场分布相同。结论：在泰伯距离处，可以观察到物体的像；在处观察到的是对比度反转的泰伯像；在处观察到的是泰伯副像，条纹频率变为原来的两倍。 3.4孔径的透过率函数表示为 ,用向P 点汇聚的单色球面波照射孔径，P 点位于孔径后面有限短距离z 处得观察平面上，坐标是 .求观察平面上的光强分布，并说明该光强分布与孔径是什么关系;若该孔径是两个矩形孔，求观察平面上的光强分布，并画出沿y 轴方向的光强分布曲线。解：孔径平面上透射波的光场分布为把它代入菲涅尔衍射方程，得到衍射光场为其强度分布为即证明了观察平面上强度分布是以P 点为中心的孔径的夫琅禾费单缝衍射图样。以上分析表明，若采用向观察平面汇聚的球面波照明孔径，在近距离上就可以观察到孔径的夫琅禾费单缝衍射分布。双圆孔:振幅透过率表示透射光场傅里叶变换夫琅禾费光场分布强度分布可双孔衍射图样的强度分布是单孔的衍射图样与双光束干涉图样相互调制结果。双矩形：振幅透过率表示透射光场傅里叶变换夫琅禾费光场分布强度分布可双矩形孔衍射图样的强度分布是单矩形孔的衍射图样与双光束干涉图样相互调制结果。傅里叶透镜和普通透镜的区别：傅里叶变换透镜与普通透镜并无本质区别，只是根据作用的不同将透镜分为傅里叶变换透镜与普通透镜。为了能在较近的距离观察到物体的远场夫琅禾费衍射图样，通常是利用传统的光学元件----透镜，也就是说透镜可以用来实现物体的“傅里叶变换”，我们把实现这种功能的这类透镜称为傅里叶变换透镜。 4.2楔形棱镜，楔角为，折射率为n ，底边厚度为 .其位相变换函数，并利用它来确定平行光束小角度入射时产生的偏向角。解：如图所示，棱镜的厚度函数为则棱镜的位相调制可以表示为忽略常系数，则棱镜的位相变换函数可表示为对于小角度入射的平行光束（假设入射角为），其复振幅分布为与入射光相比，其传播角度发生了偏转，角度为 CTF:把相干脉冲响应的傅里叶变换定义为相干传递函数，即 }, OTF:非相干成像系统的光学传递函数，强度的传递函数，它描述非相干成像系统在频域的效应。联系：CTF 与OTF 分别是描述同一个成像系统采用相干照明和非相干照明时的传递函数，它们都取决于系统本身的物理性质，沟通二者的桥梁是 CTF 和OTF 分别定义为 } 利用傅里叶的自相关定理得到因此，对于同一系统来说光学传递函数等于相干传递函数的归一化自相关函数。区别：截止频率：OTF 的截止频率是CTF 截止频率的两倍，但前者是对强度而言，后着是对复振幅而言的，两者由于对应物理量不同，不能从数值上简单比较，成像好坏也物体本身有关。两点分辨率：根据瑞丽分辨率判据，对两个等强度的非相干点光源，若一个点光源产生的艾里斑中心恰好与第二个点光源产生的艾里斑的第一个零点重合，则认为这两个点光源刚好能分辨，高斯像面的最小可分辨间隔是，l 是出瞳的直径，对于想干成像系统能否分辨两个点光源，主要考虑两点间距外，还必须考虑他们的位相关系。相干噪声：想干成像系统在像面上会出现激光散斑或灰尘等产生的衍射斑，这些相干噪声对成像不利。非相干成像系统不产生相干噪声。 5.2一个余弦型光栅，复振幅透过率为放在图上所示的成像系统的物面上，用单色平面波倾斜照明，平面波传播方向在平面内，与z 轴夹角为。透镜焦距为，孔径为。1)求物体透射光场的频谱2)使像平面出现条纹的最大角等于多少？求此时像面强度分布3）若采用上述极大值，使像面上出现条纹的最大光栅频率是多少？与时截止频率相比结论如何？解：1)倾斜单色平面波入射，在物平面上产生的入射光场为（）则物平面的透射光场为其频谱为其频谱如图，物体有三个频率分量，与垂直入射的情况相比，其频谱沿轴整体平移。本题中简化计算，。2)物体的空间频谱包括三个分量，其中任意一个分量都对应空间某一特定传播方向的平面波。如果仅让一个分量通过系统，则在像面上不会有强度起伏，因此为了在像面上有强度起伏，即有条纹，至少要让两个频率分量通过系统。对于想干成像系统，其截止频率为 ,式中为透镜直径；。因此选取的角必须至少保证最低的两个频率分量能通过系统，即最低的两个频率分量都在系统的通频带内，即要求同时满足上述条件，需要，角可以选取的最大值为当取该值时，只有两个频率分量通过系统，像的频谱为对应的复振幅分布为强度分布为 3）当取该最大值时，要求光栅频率满足如下关系即要求或者是说当时，要求光栅频率不大于系统截止频率，即要求或者是说可见，当采用倾斜角的平面波照明时，系统允许通过的物光栅的频率比垂直照明时提高了一倍。 5.12图所示成像系统，双缝光阑缝宽为a ，中心间距为d 照明光波长为求系统的脉冲响应和传递函数并画出他们的截面图。1)相干照明2)非相干照明。解：时间相干性：假定光源发出的光是由一个有限长度的波列所组成的，将波列在真空中的传播的长度称为相干长度。单个波列持续的时间称为相干时间。通常用相干长度和想干时间来衡量时间相干性的好坏。当时间延迟远大于或光程差远大于观察不到干涉条纹。相干时间和光源谱宽之间的关系（时间相干性的反比公式）为，为谱线宽度。谱线越窄，相干时间和相干长度就越长，时间相干性越好，可以得到；讨论在空间某一点，在两个不同时刻光场之间的相关性.(同地异时)例如迈克尔孙干涉仪。同一光源形成的光场中，同一地点不同时刻的光之间的相干性。空间相干性：讨论在同一时刻 , 空间中两点光场之间的相关性。(同时异地)例如杨氏双缝干涉实验。同一光源形成的光场中，不同地点同一时刻的光之间的相干性。 6.7在图所示的杨氏干涉实验，采用宽度为a 的准单色缝光源，辐射强度均匀分布为，。试1)写出计算两点空间相干度的公式。2)若a=0.1mm ，z=1m ，d=3mm ，求观察屏上杨氏干涉条纹对比度的大小。3)若z 和d 仍取上述值，欲使观察屏上干涉条纹对比度下降为0.4，求缝光源宽度a 应为多少？解：1）缝光源的强度分布为（

物理光学梁铨廷答案

第一章光的电磁理论在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0，Ez=，（各量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。解：由Ex=0，Ey=0，Ez=，则频率υ= ==×1014Hz，周期T=1/υ=2×10-14s，初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m，波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 .一个平面电磁波可以表示为Ex=0，Ey=，Ez=0，求：（1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少（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的表达式如何写解：（1）振幅A=2V/m ，频率υ=Hz，波长λ==，原点的初相位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y 轴；（3）由B=，可得By=Bz=0，Bx= .一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex=，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。解：（1）υ===5×1014Hz；（2）λ=；（3）相速度v=，所以折射率n= 写出：（1）在yoz平面内沿与y轴成θ角的方向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。解：（1）由，可得；（2）同理：发散球面波，汇聚球面波。一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为m ，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45o，试写出E ，B表达式。解：，其中 = = = ，同理：。，其中 = 。一个沿k方向传播的平面波表示为 E=，试求k 方向的单位矢。解：，又， ∴=。

证明当入射角=45o时，光波在任何两种介质分界面上的反射都有。证明： = === 证明光束在布儒斯特角下入射到平行平面玻璃片的上表面时，下表面的入射角也是布儒斯特角。证明：由布儒斯特角定义，θ+i=90o ，设空气和玻璃的折射率分别为和，先由空气入射到玻璃中则有，再由玻璃出射到空气中，有，又，∴，即得证。平行光以布儒斯特角从空气中射到玻璃上，求：（1）能流反射率和；（2）能流透射率和。解：由题意，得，又为布儒斯特角，则=.....① ..... ② 由①、②得，，。（1）0，，（2）由，可得，同理，=。证明光波在布儒斯特角下入射到两种介质的分界面上时，，其中。证明：，因为为布儒斯特角，所以， =，又根据折射定律，得，则，其中，得证。利用复数表示式求两个波和的合成。解： = = = =。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为和。若Hz，V/m ，8V/m，，，求该点的合振动表达式。解：= = = =。求如图所示的周期性三角波的傅立叶分析表达式。解：由图可知，， =， =）=，（m为奇数），，

八年级物理光学专题(含答案)

光学专题一、单选题(共10道，每道10分) 1.“影”是生活中常见的光现象，如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等，如图，它们与物理知识对应关系正确的是( ) A.手影—平面镜成像 B.摄影—光的反射 C.投影—凸透镜成像 D.倒影—光的折射答案：C 解题思路： A：手影是影子，光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体的后面形成的光照不到的暗区叫影子，故A错误； B：摄影是利用凸透镜成倒立、缩小、实像，透镜是光的折射原理，故B错误； C：投影是利用凸透镜成倒立、放大、实像，故C正确； D：倒影是平面镜成像，平静的水面相当于平面镜，平面镜成的像与物关于水面对称，所以是倒立的，其原理是光的反射，故D错误。故选C。试题难度：三颗星知识点：光现象综合 2.如图所示，相邻两室，一明一暗，在两室之间的墙壁上有一平面镜M，且 ∠AOC=∠BOC。若甲、乙两人分别站在A、B处，面向平面镜张望，则( ) A.甲能看到乙，乙看不到甲 B.甲能看到乙，乙也能看到甲 C.甲看不到乙，乙看不到甲 D.甲看不到乙，乙可看到甲答案：D 解题思路：

甲乙两人不是光源，本身不能发光，只能反射外界射到他们身上的光。甲在明亮的室内，有外来的光线射到他的身上，他的身体表面又能将这些光线反射出去。被甲反射的一部分光线射到平面镜M上，又会被平面镜反射；由于∠AOC=∠BOC，所以从甲身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射，而乙处在B点，故乙能接收到来自甲的光线，即乙看到了甲。乙在暗室中，外界没有光线射到他的身体表面，他本身又不能发光，因此不会有从乙射出的光，照射到平面镜M上，更不会进入到甲的眼镜，所以甲不能看到乙。故选D。试题难度：三颗星知识点：光的反射定律 3.检查视力时，眼睛和视力表应相距5m。现将视力表挂在平面镜前3m处，小明从平面镜中看视力表上的符号，则小明离平面镜的距离是( ) A.2m B.3m C.2.5m D.5m 答案：A 解题思路：视力表距平面镜3m，则视力表在平面镜中所成的像距离平面镜也为3m，已知眼睛与视力表的像应相距5m，则人距平面镜应为5m-3m=2m。故选A。试题难度：三颗星知识点：平面镜成像的特点 4.一人从竖直平面镜中看到后面墙上钟的像，如图所示，则实际时间为( ) A.3：40 B.4：20 C.8：20 D.9：40 答案：A 解题思路：根据镜面对称的性质，分析可得题中所显示的时刻与3：40成轴对称，所以此时实际时刻为3：40。故选A。试题难度：三颗星知识点：平面镜成像的应用 5.把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里，从正面看过去的情形和图中哪个图相符( )

中科院研究生院物理学院毕业要求

研究生院物理科学学院研究生培养方案为了进一步加强研究生培养工作，规范和优化研究生培养过程，提升研究生培养质量，以适应国家战略和社会需求，根据《中华人民共和国学位条例》、《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，并根据研究生院直属院系学科特点，特制定培养方案总则，本方案适用于研究生院直属院系科学学位研究生。一、培养目标培养德智体全面发展、具有坚定的社会主义信念、爱国主义精神和社会责任感，具有进取、创新、协作、唯实的科研道德，具备严谨认真的科学态度，理论联系实际的工作作风的科学研究或专门技术领域的高级专业人才。二、学科及研究方向（0702）物理（070201）理论物理 1. 基本粒子理论 2. 量子场论、弦论及数学物理 3. 粒子宇宙学 4. 原子分子物理 5. 凝聚态理论 6．统计物理、非线性动力学及复杂系统理论 7．天体物理 8．生物物理（070202）粒子物理与原子核物理 1.粒子物理

2.原子核物理 3.核技术及应用 4.加速器物理（070203）原子与分子物理 1．原子分子激发、电离和解离的实验和理论研究 2、天体物理、等离子体中的原子分子过程； 3、量子物理与量子信息、（070205）凝聚态物理 1.凝聚态理论物理 2.凝聚态实验物理 3.原子分子物理 4.量子物理和量子信息理论（0801）力学（070102）固体力学 1.冲击动力学 2.弹塑性力学 3.非线性动力学 4.结构动力学（080103）流体力学 1. 生物流体力学 2. 空气动力学与气动热力学 3. 电磁流体力学 4. 流动稳定性及湍流 5. 非定常流与涡运动 6. 计算流体力学 7. 实验流体力学 8. 环境流体力学

沪科版八年级物理光学习题附答案

-- - 绝密★启用前 2018年10月09日dreamh的初中物理组卷试卷副标题考试X围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx 题号一二三四五总分得分注意事项： 1．答题前填写好自己的XX、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第Ⅰ卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一．选择题（共10小题） 1．站在平面镜前6m的人，沿着与平面镜的镜面垂直的方向匀速走向平面镜，若此人行走的速度为0.5m/s，经过4s，则人相对自己的虚像的速度和人与自己像的距离分别是（） A．0.25m/s，4m B．1m/s，4m C．2m/s，8m D．1m/s，8m 2．下列估测中，正确的是（） A．一支新铅笔长约17.5dm B．课桌高度约为7.8cm C．成年人步行的速度为5m/s D．唱一首歌大约需要4min 3．如图所示，将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上，下列说法正确的是（） - - 优质资料

-- - - - 优质资料 A ．铅笔水平向右移动时，它的像将变小 B ．平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也将向上移动 C ．若改用一块较小的平面镜，铅笔的像将变小 D ．若铅笔按图示箭头方向转过45°，铅笔将与它的像垂直 4．我们学过的许多成语包含了物理知识，下列成语中的“影”哪个是由光的反射形成的（） A ．立竿见影 B ．形影不离 C ．形单影只 D ．杯弓蛇影 5．如图乙所示，是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F ”，则所观察到的像是（） A ． B ． C ． D ． 6．如图所示，“太湖”牌台灯有一个顶部开口的灯罩。夜晚点亮台灯，在它上方某一高度处放一X 白纸，图中黑色为阴暗区域，最符合实际的是（） A ． B ． C ． D ． 7．如图，若要让反射光线击中目标，下列做法无法达到目的是（）

(完整版)物理光学练习题

物理光学练习题一、选择题（每题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后，同学们来到实验室上课，一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水，发现了一个奇特的现象：白糖水中的光路不是直线，而是一条向下弯曲的曲线，如图1所示。关于对这个现象的解释，同学们提出了以下猜想，其中能合理解释该现象的猜想是（） A．玻璃缸的折射作用 B．激光笔发出的光线未绝对平行 C．白糖水的密度不是均匀的，越深密度越大 D．激光笔发出的各种颜色的光发生了色散 2．某照相机镜头焦距为10cm，小刚用它来给自己的物理小制作参展作品照相，当照相机正对作品从50cm处向 12cm处移动的过程中（） A．像变大，像距变大 B．像变大，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大 D．像先变小后变大，像距变小 3．关于平面镜成像，下列说法正确的是（） A．物体越大，所成的像越大 B．物体越小，所成的像越大 C．物体离平面镜越近，所成的像越大 D．平面镜越大，所成的像越大 4．人的眼睛像一架照相机，物体经晶状体成像于视网膜上。对于近视眼患者而言，远处物体成像的位置和相应的矫正方式是（） A．像落在视网膜的前方，需配戴凸透镜矫正 B．像落在视网膜的前方，需配戴凹透镜矫正 C．像落在视网膜的后方，需配戴凸透镜矫正 D．像落在视网膜的后方，需配戴凹透镜矫正 5．历史上第一次尝试进行光速的测量，也是第一个把望远镜用于天文学研究的物理学家是（）A．伽利略 B．牛顿 C．焦耳 D．瓦特 6．目前城市的光污染越来越严重，白亮污染是较普遍的一类光污染。在强烈阳光照射下，许多建筑的玻璃幕墙、釉面瓷砖、磨光大理石等装饰材料，都能造成白亮污染。形成白亮污染的主要原因是（） A．光的直线传播 B．镜面反射 C．漫反射 D．光的折射 7．用放大镜观察彩色电视画面，你将看到排列有序的三色发光区域是（）A．红、绿、蓝 B．红、黄、蓝 C．红、黄、紫 D．黄、绿、紫 8．如图2是某人观察物体时，物体在眼球内成像示意图，则该人所患眼病和矫正时应配制的眼镜片分别是（） A．远视凹透 B．远视凸透镜

物理光学问题详解梁铨廷

九阳真经------搞仫仔第一章光的电磁理论 1.1在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0，Ez=，（各量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。解：由Ex=0，Ey=0，Ez= ，则频率υ= ==0.5× 1014Hz，周期T=1/υ=2×10-14s，初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m，波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 1.2.一个平面电磁波可以表示为Ex=0，Ey=，Ez=0，求：（1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少？（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的表达式如何写？解：（1）振幅A=2V/m，频率υ= Hz，波长λ= υ =，原点的初相位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y轴；（3）由B=，可得By=Bz=0，Bx= 1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex=，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。解：（1）υ===5×1014Hz；（2）λ= ；（3）相速度v=0.65c，所以折射率n=1.4写出：（1）在yoz平面内沿与y轴成θ角的方向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。解：（1）由，可得；（2）同理：发散球面波，，汇聚球面波，。 1.5一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为14.14V/m，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45o，试写出E，B 表达式。解：，其中 =υ =υ = ，同理：。，其中 =。 1.6一个沿k方向传播的平面波表示为 E=，试求k 方向的单位矢。解：，又， ∴=。 1.9证明当入射角=45o时，光波在任何两种介质分界面上的反射都有。证明：oo oo =

八年级物理光学作图专项训练及答案

光学作图（附答案）光学作图类型主要包括光的反射作图、平面镜成像作图、光的折射作图．方法技巧：(1)光的反射现象中，任知入射光线、反射光线和反射面三个要素中的两个，就可以利用光的反射规律画出第三个要素；(2)平面镜成像作图：方法是根据平面镜成像规律，即物像关于平面镜对称，反射光线的反向延长线过像点等知识作图；(3)在光的折射作图中，判断是折射角大还是入射角大的方法：光速大的介质所在光线与法线夹角大；(4)作图时要注意线的虚实，箭头的方向．反向延长线、作对称的垂线和法线都要用虚线，箭头的方向是指向被观察者的眼睛．类型1光的反射作图 1．(汕尾中考)在图中画出反射光线并标出反射角． [ 2．(徐州中考)如图所示，一束太阳光射到竖直的玻璃幕墙上，请作出其反射光线． 3．潜望镜中两块平面镜平行放置与水平方向成45°夹角，已知一条沿水平方向的入射光线，作出光在潜望镜中的光路．

4．A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线，如图所示，试作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点的位置．！类型2平面镜成像作图 5．根据平面镜成像特点，在图中画出烛焰上A点在平面镜中所成的像A′. 6．(遵义中考)小芸家在装修房子时，为了美观，在客厅的天花板上安装了一块平面镜，如图所示，请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像． @ 7．如图所示，O′是O在平面镜中成的像，在图中画出平面镜的位置，并画出线段AB 在该平面镜中的像． 8．如图所示，发光点S发出的某光线经平面镜反射后，反射光线恰好经过A点，请在图中画出这条光线．

类型3光的折射作图 9．(泰安中考)如图，请作出AB入射光线由空气斜射入水中后折射光线的大致方向． @ 10．(丹东中考)如图所示，在平静的湖边有一盏路灯标记为S，潜水爱好者在水下E 处看到路灯的像为S′.请画出水下E处的人看到路灯S的光路图，并根据平面镜成像特点画出路灯S通过水面所成的像A. 11．(茂名中考)如图为一等腰直角三棱镜，一束光垂直AB边入射，从AC边射出三棱镜，请画出光线经过三棱镜的光路图．类型4综合 12．(赤峰中考)如图所示，鱼缸侧壁有一平面镜，画出光线SA经平面镜反射后的反射光线和该反射光线射出水面后的折射光线的大致方向． 13．(黄冈中考)小宇的妈妈喜欢在家中养花，为了使客厅里花盆中的花能茁壮成长，小宇想让室外太阳光照射到盆中花上的B处，如图．请你在图中把光路补充完整并过A点画出放置的平面镜．

中国科学院大学硕士研究生入学考试

中国科学院大学硕士研究生入学考试《光学》考试大纲一、考试科目基本要求及适用范围概述《光学》考试大纲适用于“光学”、“光学工程”、“物理电子学”等专业的硕士研究生入学考试。本课程考试旨在考查学生对光学的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论解决基本实际问题的能力。二、考试形式和试卷结构本课程考试形式为闭卷笔试，考试时间180分钟，总分150分。考试内容包括物理光学和应用光学两部分，各占比例约60%和40%。考试内容中基本概念和基本理论的考核占60%，综合和实际应用的考核占40%。主要题型有：简答题，计算题等。三、考试内容物理光学部分（一）光的电磁理论基础 1. 光波的特性：光波场的数学表示，光波的速度，光波场的时域、空域频谱，光波场的横波性及偏振态表示。 2. 光波在介质界面上的反射和折射：反射定律和折射定律，菲涅耳公式，反射率和折射率，反射和折射的相位、偏振特性，全反射。（二）光的干涉 1. 光波干涉的基本条件，光的相干性； 2. 双光束干涉、平行平板的多光束干涉； 3. 光学薄膜：增透膜，高反射膜，干涉滤光片； 4. 典型的干涉仪：迈克尔逊干涉仪，马赫-泽德干涉仪，法布里-珀罗干涉仪。（三）光的衍射 1. 光衍射的基本理论； 2. 夫朗和费衍射：单缝衍射，圆孔衍射，多缝衍射，巴俾涅原理； 3. 菲涅耳衍射：菲涅耳圆孔衍射，菲涅耳直边衍射；

4. 衍射的应用：光栅，波带片，小孔、细线直径测量，狭缝测量； 5. 傅里叶光学基础。（四）光在各向异性介质中的传播特性 1. 光在晶体中传播特性的解析法描述、几何法描述，光在各向同性介质、单轴晶体中的传播特性； 2. 平面光波在晶体界面上的反射和折射特性：双折射，双反射； 3. 晶体光学元件：偏振棱镜，波片和补偿器； 4. 晶体的偏光干涉； 5. 晶体的旋光性。（五）晶体的感应双折射 1. 晶体的线性电光效应及应用； 2. 声光效应（喇曼-乃斯衍射、布喇格衍射）及应用； 3. 法拉第效应。（六）光的吸收、色散和散射光的吸收、色散和散射基本概念。应用光学部分（七）几何光学基础 1. 基本概念和基本定律：光的直线传播定律，折射和反射定律，费马原理，马吕斯定律； 2. 基本光学元件及其成像特性：符号规则，折射球面及其近轴区物像关系，反射球面镜及其近轴区物像关系，反射平面镜成像的特点和应用，平板的成像公式及其应用，反射棱镜及其成像，透镜及其成像，共轴球面光学系统及其成像。（八）理想光学系统及其成像关系 1. 理想光学系统的基点和基面及其性质； 2. 图解法确定理想光学系统的物像关系和基点、基面； 3. 解析法确定理想光学系统的物像关系—成像公式和放大率公式； 4. 理想光学系统的组合（双光组组合公式、截距法和正切法求解多光组组合公式）。（九）光学系统像差基础和光路计算 1. 光学系统的像差及光路计算：像差的基本概念，共轴球面光学系统中近轴区的光路计算，共轴球面光学系统中子午面内光线的光路计算；

物理光学梁铨廷版习题答案

动方向沿y轴；（3）由B=，可得By=Bz=0，Bx= 1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex= ，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。解：（1）υ===5×1014Hz；（2）λ= ；（3）相速度v=0.65c，所以折射率n= 1.4写出：（1）在yoz平面内沿与y轴成θ角的方向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。解：（1）由，可得；（2）同理：发散球面波，，汇聚球面波，

。 1.5一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为14.14V/m，如果该电磁波的振动面与xy 平面呈45o，试写出E，B 表达式。解：，其中 = = = ，同理：。，其中 =。 1.6一个沿k方向传播的平面波表示为 E= ，试求k方向的单位矢。解：，又，∴= 。

光学方向牛人毕业出路全功略(stanford 华为)

2004级天津大学、南开大学光电子技术科学专业本科生经验总结

序.................................................................................................................I 保研篇 (1) 保研总论 (1) 保研之天大南开保内篇 (2) 保内篇——天大保内 (2) 保研之天大南开外推篇 (4) 外推篇——天南大推浙大 (5) 外推篇外话 (8) 保研之天大南开互推篇 (9) 考研篇 (10) 考研篇——浙大光学工程考研经验 (10) 考研篇——南开微电子专业考研经验 (13) 考研篇——天大光学工程考研经验 (16) 考研篇——清华物理电子考研经验 (19) 考研篇——调剂经验 (21) 工作篇 (24) （一）鱼与熊掌，或可兼得 (24) （二）致找工作的后来人 (26) 出国篇 (28) 出国篇——留学香港 (28) 出国篇——游学欧罗巴 (32) 出国篇——飞跃太平洋 (35) 后记 (44)

序在我们天津大学、南开大学合办2004级光电子技术科学专业全体同学毕业离校之际，这一份我们自己的经验总结也新鲜出炉。这样一个总结不仅记录了我们全体同学的点滴经验，更是处处渗透着我们的酸甜苦辣和辛劳汗水。在和可爱的学弟学妹们的交流中，我们总是能够听到这样的求助：“学长，我们专业以后究竟能够做什么？”“上研、出国亦或工作，我们究竟该怎么选择？”“如果考研、出国，需要进行些什么准备呢？”“……”因此，我们也感到写这样一份总结的必要性。写这样一份总结，更多的是希望学弟学妹们能够少走我们已经走过的一些弯路，在各自的本科生活和学习中，能够更快更好的找准自己的定位和目标，能够站在一个更高的起点之上，跨向一个更高更广的平台，从而能够学以致用，获得更好的机会，拥有一个更加光明璀璨的前途！

2014年北京理工大学819物理光学考研真题及答案解析

1 育明教育 2015年全国硕士研究生招生考试公告根据《2015年全国硕士研究生招生工作管理规定》，现将2015年硕士研究生招生考试有关事项公告如下：一、初试时间 2015年硕士研究生招生考试初试时间为：2014年12月27日至12月28日(每天上午8:30-11:30，下午14:00-17:00)。超过3小时的考试科目在12月29日进行(起始时间8:30，截止时间由招生单位确定，不超过14:30)。考试时间以北京时间为准。不在规定日期举行的硕士研究生入学考试，国家一律不予承认。二、初试科目初试方式均为笔试。 12月27日上午思想政治理论、管理类联考综合能力 12月27日下午外国语 12月28日上午业务课一 12月28日下午业务课二 12月29日考试时间超过3小时的考试科目每科考试时间一般为3小时;建筑设计等特殊科目考试时间最长不超过6小时。详细考试时间、考试科目及有关要求等请见《准考证》。

2 三、报名要求硕士研究生招生考试报名包括网上报名和现场确认两个阶段。所有参加2015年硕士研究生招生考试的考生均须进行网上报名，并到报考点现场确认网报信息、缴费和采集本人图像等相关电子信息。应届本科毕业生原则上应选择就读学校所在省(区、市)的报考点办理网上报名和现场确认手续;单独考试及工商管理、公共管理、旅游管理和工程管理等专业学位的考生应选择招生单位所在地省级教育招生考试管理机构指定的报考点办理网上报名和现场确认手续;其他考生应选择工作或户口所在地省级教育招生考试管理机构指定的报考点办理网上报名和现场确认手续。网上报名技术服务工作由全国高等学校学生信息咨询与就业指导中心负责。现场确认由省级教育招生考试管理机构负责组织相关报考点进行。四、网上报名 (一)网上报名时间 2014年10月10日至10月31日，每天9:00-22:00。逾期不再补报，也不得再修改报名信息。 (二)网上预报名时间 2014年9月25日至9月28日，每天9:00-22:00。 (三)报名流程考生登录“中国研究生招生信息网”(公网网址：https://www.360docs.net/doc/de400770.html, ，教育网址：https://www.360docs.net/doc/de400770.html, ，以下简称“研招网”)浏览报考须知，按教育部、省级教育招生考试管理机构、报考点以及报考招生单位的网上公告要求报名。

物理光学答案~梁铨廷

第一章光的电磁理论 1.1在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0，Ez=，（各量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。解：由Ex=0，Ey=0，Ez=，则频率υ===0.5×1014Hz，周期T=1/ υ=2×10-14s，初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m，波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 1.2.一个平面电磁波可以表示为Ex=0，Ey=，Ez=0，求：（1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少？（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的表达式如何写？ =，原点的初相解：（1）振幅A=2V/m，频率υ=Hz，波长λ= υ 位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y轴；（3）由B=，可得By=Bz=0，Bx= 1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex=，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。解：（1）υ===5×1014Hz；（2）λ=；（3）相速度v=0.65c，所以折射率n= 1.4写出：（1）在yoz平面内沿与y轴成θ角的方向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。解：（1）由，可得；（2）同理：发散球面波，，汇聚球面波，。 1.5一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为14.14V/m，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45o，试写出E，B表达式。解：，其中 =υ =υ = ，

同理：。，其中 =。 1.6一个沿k方向传播的平面波表示为E=，试求k方向的单位矢。解：，又， ∴=。 1.9证明当入射角=45o时，光波在任何两种介质分界面上的反射都有。证明：oo oo = == =oo oo 1.10证明光束在布儒斯特角下入射到平行平面玻璃片的上表面时，下表面的入射角也是布儒斯特角。证明：由布儒斯特角定义，θ+i=90o，设空气和玻璃的折射率分别为和，先由空气入射到玻璃中则有，再由玻璃出射到空气中，有，又，∴，即得证。 1.11平行光以布儒斯特角从空气中射到玻璃上，求：（1）能流反射率和；（2）能流透射率和。解：由题意，得，又为布儒斯特角，则=.....① ..... ② 由①、②得，，。（1）0，，（2）由，可得，同理，=85.2。 1.12证明光波在布儒斯特角下入射到两种介质的分界面上时，，其中。证明：，因为为布儒斯特角，所以，

物理光学实验

物理光学实验华中科技大学光电子科学与工程学院 2011.9

前言本实验教材是根据光电子科学与工程学院物理光学教学大纲中规定的实验要求选编的。本实验教材共选入8个实验。内容涉及光的干涉、衍射、偏振等方面。本实验教材所列实验项目均选自本院物理光学实验室参编及长期使用的《物理光学实验》，适用于光电子信息类专业学生使用，亦可作为非光电类专业学生的选修教材。

光学实验室的一般规则光学实验要求测量精度高，所用仪器和装置比较精密，对测量条件、周围环境以及对实验者的实验技能都有较高的要求。因此，在做实验之前，除必须认真阅读实验教材及有关资料，了解清楚实验的目的、原理、方法、步骤和要求外，进入实验室后还必须自觉遵守实验室的规则和对某些实验的特殊要求。现将实验室的一般规则叙述如下： 1.光学仪器多是精密贵重仪器。取放仪器时，思想要集中，动作要轻、慢。在没有了解清楚仪器的使用方法之前，切勿乱拧螺丝，碰动仪器或随意接通电源。 2.大部分光学元件用玻璃制成，光学面经过精细抛光，一般都具有Ra0.010的粗糙度。使用时要轻拿轻放，勿使元件相互碰撞，挤压，更要避免摔坏；暂时不用的元件，要放回原处，不要随意乱放，以免无意中将其扫落地面导致损坏。 3.人的手指带有汗渍脂类分泌物，用手触摸光学面会污染该光学面，影响其透光性和其它光学性质。因此，任何时候都不能用手去触摸光学表面，只能拿元件的磨砂面。正确的姿势如图所示。 4.不要对着光学元件和光学系统讲话，打喷嚏和咳嗽，以免涎液溅落镜面造成污痕。 5.光学面若落有灰尘，应先用干净、柔软的脱脂毛刷轻轻掸除，或用“橡皮球”吹除。严禁用嘴去吹。一般不能随意擦拭光学表面。必要时可用脱脂棉球蘸上酒精乙醚混合液轻轻擦拭，切忌用布直接擦拭。 6.光学面上若沾有油污等斑渍时，不要立即动手擦拭。因为很多光学表面镀有特殊的光学薄膜，在擦拭之前，一定要了解清楚情况，然后再在教师或实验工作人员指导下，采取相应的措施，精心处理。 7.光学仪器中有很多经过精密加工的部件。如光谱仪和单色仪的狭缝、迈克耳逊干涉仪的蜗轮蜗杆、分光计的读数度盘等，都要小心使用，按规则操作，切忌拆御仪器，乱拧旋钮。 8.要讲究清洁卫生，文明礼貌，不得大声喧哗，打闹。 9.实验完毕，要向指导教师报告实验结果和仪器的使用情况。整理好仪器，填写仪器使用卡，经允许后方可离开实验室。

华南理工大学物理光学习题

光学习题课 1 一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，λ1=440 nm ，λ2=660 nm (1 nm = 10-9 m)．实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角?=60°的方向上．求此光栅的光栅常数d ． 2 用钠光(λ=589.3 nm)垂直照射到某光栅上，测得第三级光谱的衍射角为60°. (1) 若换用另一光源测得其第二级光谱的衍射角为30°，求后一光源发光的波长． (2) 若以白光(400 nm －760 nm) 照射在该光栅上，求其第二级光谱的张角． (1 nm= 10-9 m) 3 一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3 cm ，在光栅后放一焦距f=1 m 的凸透镜，现以λ=600 nm (1 nm =10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求： (1) 透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ (2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大（亮纹）？ 1 一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，λ1=440 nm ，λ2=660 nm (1 nm = 10-9 m)．实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角?=60°的方向上．求此光栅的光栅常数d ．解：由光栅衍射主极大公式得 111s i n λ?k d = 222s i n λ?k d = 2 1212 2112 132660 440sin sin k k k k k k =??= =λλ?? 当两谱线重合时有 ?1= ?2 即 6 946232 1===k k ．．．．．．．两谱线第二次重合即是

4 62 1= k k ， k 1=6， k 2=4 由光栅公式可知d sin60°=6λ1; 60 sin 61λ= d =3.05×10-3 mm 2 用钠光(λ=589.3 nm)垂直照射到某光栅上，测得第三级光谱的衍射角为60°. (1) 若换用另一光源测得其第二级光谱的衍射角为30°，求后一光源发光的波长． (2) 若以白光(400 nm －760 nm) 照射在该光栅上，求其第二级光谱的张角． (1 nm= 10-9 m) 解：(1) (a + b ) sin ? = 3λ a + b =3λ / sin ? ， ?=60° a + b =2λ'/sin ?' ?'=30° 3λ / sin ? =2λ'/sin ?' λ'=510.3 nm (2) (a + b ) =3λ / sin ? =2041.4 nm 2 ?'=sin -1(2×400 / 2041.4) (λ=400nm) 2 ?''=sin -1(2×760 / 2041.4) (λ=760nm) 白光第二级光谱的张角 ?? = 22??'-''= 25° 3 一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10- 3 cm ，在光栅后放一焦距f=1 m 的凸透镜，现以λ=600 nm (1 nm =10- 9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求： (1) 透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ (2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大（亮纹）？解：(1) a sin ? = k λ tg ? = x / f 当x << f 时，???≈≈sin tg , a x / f = k λ , 取k = 1有 x = f l / a = 0.03 m