西安电子科技大学 技术物理学院 刘继芳

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 研究方法采用波动光学理论

光的衍射概念和计算方法

开腔的典型代表：对称共焦腔

一、对称共焦腔及其意义

无几何偏折损耗！(衍射损耗仍存在)

惟一可以给出自再现模解析解的腔型

其他腔型模的解可等效为共焦腔处理

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

平面光波在平行平面腔中的来回反射，不计几何偏折损耗(大NF 腔) 时，等价于通过周期分布“孔拦”的传输。用数值迭代方法 计 算证实：自再现模存在。(3000次以后不再发生变化)

开腔中的自再现模场分布=衍射为零时的自洽场分布

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

三、自再现模的本征方程(对称共焦腔)

1. 求自再现模本征方程的物理基础 ――菲涅耳―基尔霍夫方程

已知衍射屏xOy上场分布u(x,y)，根据惠更斯―菲涅耳原理：

子波强度 球面波倾斜因子

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 2. 再现模本征方程

只有对称共焦腔：当xOy面在M1处，当x?O?y?面在M2处满足！ x?

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

这是关于u的积分方程，?求解：u(x,y)[ u?(x?,y?) ]横 向场分布的本征方程。 其解u为本征函数(横模)，?为本征值。 本征方程积分核 K ( x, y; x?, y?) ? e?ikr ，为复对称核。 腔结构对称，积分核对称！ ?L

积分方程理论：(1) 对称核：本征函数一定是正交归一函数系 腔内任意场分布=?ti本征函数i (2) 复核：本征函数、本征值一定是复值

本征函数u正交归一化的函数系，加下标： u? um 。 um对应本征值? ? ?m

§2.3 对称共焦腔的自再现模

――开腔模场分布的波动光学分析

? 本征方程可改写为： 因此：

um和?m为复数，故有：

可见：?m对本征模在腔内渡越时产生两方面影响： (1) ??m??引起振幅变化：损耗 ? (2) e i?m?产生一个附加相移

自再现模平均单程损耗因子：

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

自再现模腔内单程渡越相移：

对称共焦腔的驻波条件(频率条件)：

可见：对于横模指数为m的横模，可以有不同的振荡频率！ 记为TEMm(n)q模

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

四、对称共焦腔自再现模在镜面上场分布

1. 自再现模本征方程解

任意腔可等效为对称共焦腔

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

② 若S有限大――本征方程可精确求解； 若S很大――本征方程需近似求解。

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

③ 实际上，S的大小并不由腔镜镜面尺寸决定，很多情况下是由腔 内增益介质横截面尺寸决定(尺寸很小) ④ 腔镜横截面(介质横截面)形状不同，分离变量方法不同。

方形――直角坐标系下分离变量

圆形――极坐标系下分离变量

2. 方镜对称共焦腔镜面上场分布―厄米高斯函数

2a 2a x 腔镜反射面在xOy面投影 腔镜反射面形状

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

分离变量后的本征方程：

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

当N较大时，积分方程有如下解(用近似解代替精确解)：

其中：Hm、Hn为厄米多项式：

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

镜面上场分布为厄米高斯函数(分布)！相应光束称为厄米高斯光束

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

3. 圆镜对称共焦腔镜面上场分布―拉盖尔高斯函数

取极坐标系 (?，?，z)

镜面上场分布为拉盖尔高斯函数(分布)！相应光束称为拉盖尔高斯光束

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

均为纯虚数！?mn描述损耗，说明衍射损耗等于零！

相当于菲涅耳数NF??，亦即镜面尺寸a??的结果。

§2.3 对称共焦腔的'自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

(2) 镜面上场分布相位与x，y无关。 ――镜面是本征模场分布的等相面！ (3) 用TEMmnq表示本征模。 m ―x ? 方向场零点数目 n ― y ? 方向场零点数目

m, n―横模指数 q ― 纵模指数

q ― z 方向半波长数目

损耗最低，起振容易。称为优势振荡模

圆形光斑，中心最亮，向外逐渐减弱。w0s称为光斑半径

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

x 镜面上00模光斑半径

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 TEM10模 方：

x方向：1根零线 y方向：无零线 y

?方向：1根零线 ?方向：无零线 ? ?

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 TEM01模

x方向：无零线 y方向：1根零线 y

?方向：无零线 ?方向： 1根零线 ? ?

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

我们得到了对称共焦腔镜面上的场分布。实际上，上述光波场 在腔内(外)是传播的！腔内(外)任一参考面上的光波场？

由镜面上的场分布+菲涅耳―基尔霍夫积分求出任意z面上的场 分布，即为行波场。 umn(x,y) umn(x,y,z) z

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

(1) z坐标原点选在对称共焦腔中心处

(2) 行波场相位参考点也选在腔中心处。即z=0，?=0

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

方型镜意义相同。 q ( z)

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

1. 基模高斯光束参量

等相面为球面，所以为球面波。 描述光束的基本参量为： ~

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 2. 振幅特性

可见：w(z)随z变化，并且有： w(0)=w0取最小值―束腰 束腰半径：w0 ?

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 3. 方向特性―发散角

xOz面或yOz为双曲线：

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析 4. 变心特性―变心球面波

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

根据相位因子： 附加相移：

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

§2.3 对称共焦腔的自再现模行波场

――开腔模场分布的波动光学分析

【激光原理与技术6】相关文章：

第一周 第八章 稳恒电流的磁场（1）

8.1 恒定电流随堂测验

3、下列关于电源的说法正确的是（ ）
    B、电源的作用是使电源的正、负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
    C、与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
    D、在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极

8.2 磁场、磁感应强度随堂测验

1、多选题： 下列说法中正确的是（ ）
    C、磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质
    D、磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的

2、多选题： 下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是（ ）
    A、磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向
    B、磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致
    C、磁场中某点的磁感应强度的方向由运动电荷在此处的受力方向决定
    D、磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入运动电荷无关

8.2 磁场、磁感应强度随堂测验

1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（ ）
    C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷

8.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用随堂测验

8.4 稳恒磁场的安培环路定理随堂测验

1、下列说法正确的是（ ）
    A、闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过
    B、闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零
    C、磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零
    D、磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零

8.4 稳恒磁场的安培环路定理随堂测验

第二周 第八章 稳恒电流的磁场（2）

8.5 带电粒子在磁场中的运动随堂测验

2、一个电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是
    D、由于洛伦兹力与速度方向垂直，所以带电粒子运动的轨迹必定是圆

8.6 霍尔效应随堂测验

8.7 磁场对载流导线的作用随堂测验

1、半径为R、通有稳恒电流 I的四分之一圆弧形载流导线bc，按图示方向置于均匀磁场B中，则下列描述导线所受安培力的大小和方向正确的是（ ）

3、把轻导线圈用线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且与线圈在同一平面内，如图所示。当线圈内通以如图所示方向的电流时，线圈将

8.7 磁场对载流导线的作用随堂测验

1、若一平面载流线圈在磁场中既不受磁场力，也不受磁力矩作用，这说明（）
    A、该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行
    B、该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行
    C、该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直
    D、该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直

2、如图所示，在均匀磁场中，放置着面积均为S ，所通电流均为 I(其方向见图)的两个线圈，其中一个是正三角形，另一个是正方形，线圈平面都与磁感应线平行，则它们所受的

8.8 磁场中的磁介质(1)—磁介质及其磁化机理随堂测验

8.9 磁场中的磁介质(2)—有磁介质存在的高斯定理和安培环路定理随堂测验

第八章 稳恒电流的磁场 单元测验

13、平面载流线圈在均匀磁场中受到的磁力等于0，磁力矩也为0.

14、一运动电荷q, 质量为m, 垂直于磁场方向进入均匀磁场中运动，其动能不变，动量改变（不考虑重力作用）。

15、一个单位长度上密绕有n匝线圈的长直螺线管，每匝线圈中通有强度为I的电流，管内充满相对磁导率为ur的磁介质，则管内中部附近磁感应强度为μrμ0nI，磁场强度为nI．

16、通常磁介质有三种，相对磁导率略大于1的是顺磁质；略小于1的是抗磁质；而铁磁质的相对磁导率远大于1.

17、洛伦兹力可以改变带电粒子的动量和动能。

18、无限长直圆柱形载流导线，沿轴向流有均匀电流，则其周围的磁感应强度的大小正比于场点到轴线的距离。

19、两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同，R ＝2r，螺线管通过的电流相同为I，两螺线管中的磁感强度大小BR =Br。

20、闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零。

21、磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零。

22、磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零。

23、空间某点的磁感应强度的方向就是小磁针的N极在该点的指向。

24、空间某点的磁感应强度的方向就是运动电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向。

25、空间某点的磁感应强度的方向就是电流元在该点不受力的方向。

26、条形磁铁的磁感应线是从N极到S极的。

27、磁感应线是无头无尾的闭合曲线。

28、磁场的高斯定理说明穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数。

29、一根闭合磁感应线可以完全处于闭合曲面内部。

第三周 第九章 电磁感应 电磁场理论（1）

9.1 电磁感应定律随堂测验

3、将一磁铁插入一个由导线组成的闭合电路线圈中，一次迅速插入，另一次缓慢插入，则两次插入相同位置，在线圈中的感生电荷量是不同的。

9.2 动生电动势随堂测验

2、引起动生电动势的非静电力是 力

9.3 感生电动势随堂测验

1、空气中有一无限长金属薄壁圆筒，在表面上沿圆周方向均匀流着一层随时间变化的面电流，则
    B、任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零

第九章 电磁感应 电磁场理论 单元测验

2、一根无限长平行直导线载有电流I，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动，如图所示，则

12、两个通有电流的平面圆线圈相距不远，如果要使其互感系数近似为零，则应调整线圈的取向使
    C、一个线圈平面平行于两圆心连线，另一个线圈平面垂直于两圆心连线

20、空气中有一无限长金属薄壁圆筒，在表面上沿圆周方向均匀流着一层随时间变化的面电流，则
    B、任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零

22、长为l的单层密绕螺线管，共绕有N匝导线，螺线管的自感为L，下列那种说法是错误的？
    B、换用直径比原来导线直径大一倍的导线密绕，自感为原来的四分之一；
    C、在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再顺序密绕一层，自感为原来的二倍；
    D、在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再反方向密绕一层，自感为零。

23、如图所示，两个圆环形导体a、b互相垂直地放置，且圆心重合，当它们的电流I1和I2同时发生变化时，则

27、位移电流与传统的电流意义一样

28、变化的磁场一定可以产生变化的电场

29、变化电场不一定激发变化磁场

30、线圈回路中通有电流时，线圈才有自感

31、尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中感应电动势相同

32、尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中感应电流相同

33、引起动生电动势的非静电力是洛伦兹力

34、感生电场线和静电场线一样都是不闭合的

35、将一磁铁插入一个由导线组成的闭合电路线圈中，一次迅速插入，另一次缓慢插入，则两次插入相同位置，在线圈中的感生电荷量是不同的。

36、一自感线圈中，电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A，此过程中线圈内自感电动势为 400 V，则线圈的自感系数为L =____________．

37、载有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b，环心O与导线相距a．设半圆环以速度 V平行导线平移，求MN两端的电压UM - UN =_______________________

38、在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中, 沿闭合环路l (设环路包围的面积为S)

39、如图所示，电量Q均匀分布在半径为R，长为L（L>>R）的绝缘长圆筒上，一单匝矩形线圈的一个边与圆筒的轴线重合，若筒以角速度ω=ω0(1-t/t0)线性减速旋转,则线圈中感应电流为

40、如图所示，一长直导线中通电流I=10A ，有一长为L=0.2m的金属棒与导线垂直共面。a =0.1m,当棒以速度v = 2 m/s 平行于长直导线匀速运动时，棒中产生的动生电动势大小为 ，方向是 。

第四周 第九章 电磁感应 电磁场理论（2）

9.4 自感和互感随堂测验

1、长为l的单层密绕螺线管，共绕有N匝导线，螺线管的自感为L，下列那种说法是错误的？
    B、换用直径比原来导线直径大一倍的导线密绕，自感为原来的四分之一；
    C、在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再顺序密绕一层，自感为原来的二倍；
    D、在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再反方向密绕一层，自感为零。

2、如图所示，两个圆环形导体a、b互相垂直地放置，且圆心重合，当它们的电流I1和I2同时发生变化时，则

9.5 磁场的能量随堂测验

3、半径为R的无限长柱形导体上流过电流I，电流均匀分布在导体横截面上，该导体材料的相对磁导率为1，则在导体轴线上一点的磁场能量密度为

9.6 位移电流随堂测验

3、位移电流没有热效应。

9.7 麦克斯韦方程组随堂测验

1、自由电荷激发的电场和变化的磁场激发的电场的性质是一样的。

2、变化的电场一定激发变化的磁场。

3、变化的磁场一定激发电场。

第五周 第十章 机械振动和电磁振荡（1）

10.1 简谐振动的基本特征和运动方程随堂测验

10.2 描述简谐振动的物理量随堂测验

10.3 简谐近似之单摆和复摆随堂测验

10.4 简谐振动的旋转矢量表示法随堂测验

10.5 简谐振动的能量随堂测验

第六周 第十章 机械振动和电磁振荡（2）

10.6 两个同方向、同频率简谐振动的合成随堂测验

10.7 两个同方向、不同频率简谐振动的合成 拍随堂测验

1、拍现象是由两个简谐振动合成的，它们是 （ ）

10.8 两个相互垂直、同频率简谐振动的合成随堂测验

10.9 两个相互垂直、不同频率简谐振动的合成随堂测验

10.10 阻尼振动随堂测验

10.11 受迫振动 共振随堂测验

第十章 机械振动和电磁振荡 单元测验

4、做简谐振动的物体由平衡位置向 轴正方向运动，振幅为 ，周期为 ， 试问从平衡位置到

7、一质点在水平 轴上作简谐振动，振幅 ，周期 ，取其平衡位置为坐标原点。若 时质点第一次通过

8、一物体作简谐振动，振动方程为 ．则该物体在 时刻的动能与 时刻（ 为振动周期）的动能之比为 (

10、一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动．若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上，试判断下面哪种情况是正确的( )
    A、竖直放置可作简谐振动，放在光滑斜面上不能作简谐振动
    B、竖直放置不能作简谐振动，放在光滑斜面上可作简谐振动

17、如图所示，两个质量分别为 和 的单摆悬挂到一根钢丝上，起初它们都静止，现在使 偏离平衡位置一个小的角度，释放后 在垂直于纸面的竖直平面内做简谐振动。对 之后的运动情况，下面说法正确的是（ ）

22、（多选题）下面说法正确的是（ ）
    A、利用共振时，应该使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率，而且两频率相差越小越好
    B、防止共振时，应该使驱动力的频率远离振动物体的固有频率，而且两频率相差越大越好
    C、物体做受迫振动时，振动稳定之后的频率等于驱动力的频率，与振动物体的固有频率无关
    D、物体做受迫振动时的振幅由驱动力的频率和振动物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大，受迫振动的振幅越小

第七周 第十一章 机械波和电磁波（1）

11.1 机械波的产生和传播随堂测验

2、（多选题）振动状态在一个周期内传播的距离就是波长。下列计算波长的方法中正确的是（ ）。
    B、用振动状态传播过的距离除以这段距离内的完整波的个数

11.2平面简谐波的波函数随堂测验

11.3 波动方程随堂测验

11.4 波的能量 波的强度随堂测验

3、在弹性媒介中传播的平面简谐波 时刻某质元的动能为 20J，则在 时刻（其中 为周期），该处质元振动能量（动能和势能之和）一定为（ ）J。

11.5 声波 超声波 次声波随堂测验

第八周 第十一章 机械波和电磁波（2）

11.6 电磁波的产生和基本性质随堂测验

1、电磁波的电场强度 、磁场强度 和传播速度 的关系是( )
    B、三者相互垂直，电场强度 、磁场强度和传播速度 构成右旋直角坐标系
    D、三者中电场强度 和磁场强度可以是任意方向的，都都必须与传播速度 垂直

11.8 波的叠加原理 波的干涉随堂测验

2、如图所示，两列波长为 的相干波在 P 点相遇．波在 点振动的初相是 ， 点到 P

11.9 驻波随堂测验

11.11 多普勒效应 冲击波随堂测验

第十一章 机械波和电磁波 单元测验

6、一平面简谐波在弹性介质中传播，在介质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中，（ ）。
    D、它把自己的能量传给相邻的一段介质质元，其能量逐渐减小

9、如图所示，一平面简谐波沿 轴正向传播，若 时刻 点的相位为 6π，则当

12、如图所示，一平面简谐波沿 轴正向传播，波速为 。已知A点处质元的振动方程为 ，则距A点为

13、当一平面简谐机械波在弹性媒介中传播时，下列结论中正确的是（ ）
    A、媒介质元的振动动能增加时，其弹性势能减小，总机械能守恒
    B、媒介质元的振动动能和弹性势能都做周期性变化，但两者的位相不相同
    C、媒介质元的振动动能和弹性势能的位相在任一时刻都相同，但两者的数值不相等

16、如图所示，S1 和 S2 为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为 的简谐波，P 点是两列波相遇区域中的一点，已知 ， ，两列波在 P 点发生相消干涉。

21、一横波沿 轴负方向传播，若 时刻波形曲线如图 所示，则在 时刻 轴上的 1、2、3

25、（多选题）对于驻波，下列说法中正确的是（ ）。
    A、驻波是一种特殊的振动，波节处的势能与波腹处的动能相互转化

27、（多选题）下面说法正确的是哪几个？（ ）
    A、在驻波中，当每个质点振动达到最大位移处时，各质点动能为零，驻波的能量为势能，能量集中在波节附近
    B、在驻波中，当每个质点振动达到平衡位置处时，各质点势能为零，驻波的能量为动能，能量集中在波腹附近

第九周 第十二章 光学（1）光的干涉

12.1 光源 光的相干性随堂测验

1、两个普通光源发出的两束单色光,在空间相遇是不会产生干涉图样的,其主要原因是( )

3、光是电磁波,所以它和声波有完全不同的性质。

4、如果两束光在空间的叠加图样是稳定的,则这两束光至少满足相同的频率和不随时间变化的相位差。

12.2 杨氏双缝干涉实验随堂测验

4、在杨氏双缝实验中,若把双缝中的一条狭缝遮住,并在两缝连线的垂直平分线上放置一平面反射镜,则在此装置下,光在屏幕上的干涉条纹与杨氏双缝干涉条纹比较，此装置产生的干涉条纹不变。

5、在杨氏双缝干涉实验中，若用白光做实验，红光干涉条纹较密集。

12.3 光程 光程差随堂测验

5、在相同时间内，一束波长为的单色光，在空气中和在玻璃中传播的路程相等，走过的光程不相等。

12.4 薄膜干涉随堂测验

2、薄膜干涉问题中，附加光程差的大小只与薄膜的折射率有关。

12.5 等倾干涉随堂测验

3、等倾干涉形成的干涉条纹是内低外高、内疏外密的圆环。

4、利用薄膜上、下表面透射光的光程差满足相长干涉，使反射光因干涉而加强，这样的薄膜称为高反射膜。

12.6 等厚干涉-劈尖干涉随堂测验

2、在空气劈尖干涉实验中，干涉条纹是 ( )
    A、垂直于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变疏，从中心向两边扩展；
    B、垂直于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变密，从两边向中心靠拢；
    C、平行于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变疏，条纹背向棱边扩展；
    D、平行于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变密，条纹朝向棱边靠拢。

5、两块平板玻璃,一端接触,另一端用纸片隔开,形成空气劈尖。用波长为的单色光垂直照射,观察透射光的干涉条纹。在劈尖顶点处,发生干涉的两束透射光的光程差是0，故此处透射光的干涉条纹是明纹。

12.7 等厚干涉-牛顿环随堂测验

4、牛顿环是等厚干涉，其干涉条纹级次内低外高。

12.8 迈克耳孙干涉仪随堂测验

12.9 光的时间相干性和空间相干性随堂测验

1、满足相干条件的两束光一定会产生干涉现象，而与它们之间的光程差大小无关。

2、光的空间相干性与光源的线度有关,光源线度越小,光的空间相干性越好。

3、对于有限谱宽实际光源,只需要考虑时间相干性。

第十二章 光学 单元测验

3、如图所示，在一个长方形空箱子的一边刻上一个双缝，当把钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外侧时，在箱子的对面壁上产生干涉条纹，若将透明的油缓慢地灌入这个箱子时，条纹的间隔将会发生什么变化？ [ ]

6、在一块平玻璃片B上，端正地放一个顶角接近于p，但小于p 的圆锥形平凸透镜A，在A、B间形成空气薄层，如图所示，当用单色光垂直照射平凸透镜时，从玻璃片的下面可观察到干涉条纹，其特点是 [ ]

7、如果把牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜， 用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时，观察到的干涉条纹特点是 [ ]

24、对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该

27、自然光以 60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光， 则知折射光为
    C、部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角．

28、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一 偏振片慢慢转动 360°时透射光强度发生的变化为：

30、在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹．若在两缝后放一个偏振片，则

33、如图所示，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为 n 的半圆筒形薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向下移动。

34、两个独立的普通光源如果频率相同，也可构成相干光源。

35、迈克尔孙干涉实验中，干涉仪两平面反射镜严格垂直时，形成等厚干涉条纹。

37、如图所示，设在相机镜头上涂上一层薄膜，考虑从薄膜上表面反射的反射光1和从薄膜下表面反射的反射光2，此时n1<n2<n3,则这两束相干光有附加光程差。

38、如图所示，设在空气中有一肥皂膜，考虑从肥皂膜外表面反射的反射光1和内表面反射的反射光2,此时n1<n2，n2>n3，则这两束相干光有附加光程差。

39、在光栅衍射中，相邻的主极大之间有N个极小和N-1个次极大

40、光栅衍射中可能会发生缺级现象，但第一级主极大不会缺失。

第十周 第十二章 光学（2）光的衍射

12.10. 光的衍射 惠更斯-菲涅尔原理随堂测验

12.11 单缝衍射随堂测验

1、在双缝衍射实验中，若保持双缝 S1和 S2的中心之间的距离 d 不变，而把两条缝的宽度 a 略微加宽，则
    A、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少．
    B、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多．
    C、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变．
    D、单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少．

12.12 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领随堂测验

3、最小分辨角越大，仪器的分辨本领越高

4、瑞利判据告诉我们，最小分辨角等于艾里斑的角半径

12.13 光栅衍射随堂测验

2、对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该

12.14 X射线衍射随堂测验

第十一周 第十二章 光学（3）光的偏振

12.15 光的偏振态随堂测验

3、横波和纵波都会有衍射和偏振行为

4、线偏振光就是平面偏振光，但平面偏振光不是完全偏振光

5、在任何情况下，自然光都可以分解为两束独立的、等振幅、振动方向相互垂直的线偏振光。

12.16 起偏和检偏 马吕斯定律随堂测验

3、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一 偏振片慢慢转动 180°时透射光强度发生的变化为：

12.16 起偏和检偏 马吕斯定律随堂测验

1、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一 偏振片慢慢转动 180°时透射光强度发生的变化为：

12.17 反射和折射时光的偏振随堂测验

3、一般情况下，自然光在分界面上发生反射和折射，反射光和折射光都是完全偏振光

4、自然光在分界面上发生反射和折射，反射光束中，垂直于反射面的光振动更强，而在折射光束中，平行于反射面的光振动更强

12.18 光的双折射随堂测验

1、寻常光遵守折射定律，而非常光不遵守折射定律

2、每种晶体都有一个光轴

3、寻常光和非常光都是平面偏振光，在大多数情况下两者的振动方向是相互一致的。

4、o光和e光的折射率都是由晶体材料决定的常数，与传播方向无光。

第十二周 第十三章 早期量子论和量子力学基础（1）

13.1 黑体辐射随堂测验

13.2 光电效应的实验规律及其理论解释随堂测验

13.3 康普顿效应随堂测验

1、下列关于康普顿效应的描述正确的是 [ ]
    A、散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关
    B、散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关
    C、散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的。这与散射体性质有关
    D、散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同。这都与散射体的性质无关

13.4 德布罗意波 微观粒子的波粒二象性随堂测验

第十三周 第十三章 早期量子论和 量子力学基础（2）

13.5 不确定关系随堂测验

13.6 波函数及其概率解释随堂测验

13.7 薛定谔方程随堂测验

1、下列关于薛定谔方程的描述错误的是 [ ]
    A、薛定谔方程是量子力学的一个基本假定，其正确性只能靠实验来确定；
    B、薛定谔方程在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当；
    C、薛定谔方程是量子力学的基本方程，它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律；

13.8 一维无限深势阱随堂测验

1、在一维无限深势阱中粒子运动的能量不能连续地取任意值，只能取分立值，即能量是量子化的。

2、在一维无限深势阱中粒子运动的能量的最小值为零。

第十四周 第十三章 早期量子论和 量子力学基础（3）

13.9 隧道效应随堂测验

1、有一矩形势垒，设势垒高度 和势垒宽度都不是很大。在势垒左侧区域有一向右运动的能量为 的微观粒子 [ ]
    B、如果，粒子将受到势垒壁的反射而不能进入势垒右侧区域

13.10 玻尔氢原子理论随堂测验

13.11 氢原子的量子理论随堂测验

第十三章 早期量子论和量子力学基础 单元测试

11、从第二激发态辐射的电子能够发出3中不同波长的光波。

12、入射光波长大于金属红限波长的情况下才能发生光电效应。

13、在量子力学中，并不存在确定的电子轨道概念。

大学物理A(2) 期末试题（磁学 振动 波动 光学 量子）

14、当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的? [ ]
    A、媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒.
    B、媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同.
    C、媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等.

18、在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心间距d 不变，而把两条缝的宽度a 略微加宽，则 [ ]
    A、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少.
    B、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多.
    C、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变.
    D、单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少.
    E、单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多.

21、如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S，当曲面S向长直导线靠近时，穿过曲面S的磁通量和面上各点的磁感应强度将如何变化？[ ]

30、光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程．对此，在以下几种理解中，正确的是: ［ ］
    A、光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性 碰撞过程．
    B、两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒 定律．
    E、康普顿效应是吸收光子的过程，而光电效应则相当于光子和电子的弹性 碰撞过程．

33、一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是［ ］

34、尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，当不计环的自感时，环中［ ］

38、在单缝夫琅禾费衍射中，当以白光照射单缝时，形成的衍射图样中［ ］
    A、中央明纹为白色，其它各级衍射明纹为从里向外，由红到紫的彩带
    B、中央明纹为白色，其它各级衍射明纹为从里向外，由紫到红的彩带

41、用细导线均匀密绕成长为l、半径为a (l >> a)、总匝数为N 的螺线管，管内充满相对磁导率为m r 的均匀磁介质。若线圈中载有稳恒电流I ，则管中任意一点的磁场强度大小为H = m 0 NI / l 。

42、将一磁铁插入一个由导线组成的闭合电路线圈中，一次迅速插入，另一次缓慢插入。两次插入时在线圈中产生的感生电荷量相同，两次手推磁铁的力所做的功也相同。

43、一弹簧振子作简谐振动，总能量为E1，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E2 变为4E1 。

44、在简谐波传播过程中，沿传播方向相距l / 2的两点的振动速度必定大小相同，方向相反。

45、在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动,振幅不同、相位不同。

46、对某确定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该换一个光栅常数较大的光栅。

47、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，这两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I 为 I0/ 4 。

48、自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则折射光为部分偏振光，但要知道两种介质的折射率才能确定折射角。

49、在氢原子光谱中，赖曼系中最短波长的谱线所对应的光子能量为10.2eV；巴耳末系中最长波长的谱线所对应的光子的能量为1.9eV。

50、康普顿效应说明在光和微观粒子的相互作用过程中，动量守恒、机械能守恒。

51、若闭合曲线内部不包围传导电流，则曲线上各点的磁场强度必为零。

52、一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动。若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上时，竖直放置时可作简谐振动，而放在光滑斜面上则不能作简谐振动。

53、一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中，它的势能转换成动能。

54、两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的间隔变小，并向棱边方向平移。

55、在相同的时间内，一束波长为l 的单色光在空气中和在玻璃中传播的路程相等，走过的光程不相等。

56、在如图所示的单缝的夫琅禾费衍射实验中， 将单缝 Ｋ 沿垂直于光的入射方向 (即图中的 x 轴方向) 稍微平移，则衍射条纹移动，条纹宽度不变。

57、一导体圆线圈在均匀磁场中运动，若线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直， 就能使线圈中产生感应电流。

58、位移电流的热效应不服从焦耳─楞次定律，位移电流的磁效应也不服从安培环路定理。

59、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为 。

60、把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端，维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则振动频率越低，波速越大，波长越长。

第一周 几何光学、光的干涉（1）

1.1 几个重要的基本概念随堂测验

4、光束由介质2射向介质1，在界面上发生全反射，则光在介质1中的传播速度 v1 光在介质2中的传播速度v2.(大于/等于/小于)

1、光学成像中物点可能占有的空间称为_________。

2、光学成像中像点可能占有的空间称为_________。

3、若入射到光学系统的光束是会聚光束，则会聚点称为______________。

1.3 薄透镜成像随堂测验

2.1 光的干涉现象与相干条件随堂测验

3、光波的相干叠加服从波的叠加原理，非相干叠加不服从波的叠加原理。

2.2 杨氏的双缝干涉随堂测验

2、双缝间距为0.5 mm，被一波长为λ=600 nm的单色平行光垂直照射，屏放置在双缝后120 cm处。则在屏上测得的相邻干涉明条纹间距为___________ mm。

3、若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2（n1 > n2）的两块厚度均为e的透明介质薄片所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大处的两束光的光程差为____________。

第二周 光的干涉（2）

2.3 光的时间相干性随堂测验

1、光源的单色性越好，即其波列越长或说其一次发光的持续时间越长，则其__________越好。

2、在实际实验中，时间相干性、空间相干性的问题往往同时存在，但影响程度不同。在观察屏中心处的条纹时，几乎不受___________的影响，离中心越远，时间相干性的影响越重。

2.4 光的空间相干性随堂测验

1、干涉明条纹有一定宽度是因为单色光源总有一定的频宽。

2、由光源的宽度引起干涉条纹可见度下降的情况，称为光波的___________。

2.5 分振幅干涉----等倾干涉随堂测验

1、波长为600 nm的单色光，垂直入射到放在空气中的平行薄膜上，已知薄膜的折射率为1.54，则反射光最强时膜的最小厚度为_________nm。（保留三位有效数字）

2、有一层折射率为1.33的薄油膜，当我们观察方向与膜面的法线方向成30度角时，可以看到油膜反射的光呈波长为500 nm的绿色光。则油膜的最薄厚度为__________nm。（保留三位有效数字）

2.6 分振幅干涉----等厚干涉随堂测验

2、两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（ ）

2.7 迈克尔孙干涉仪随堂测验

几何光学和光的干涉单元测验

7、两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹

14、平行光束通过透镜中心较厚处的光程要大于边缘较薄处。

16、在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中传播的路程相等，走过的光程不相等。

17、满足相干条件的两束光一定会产生干涉现象而与它们之间的光程差大小无关。

18、光在真空中和介质中传播时，波长不变，介质中的波速减小。

19、白光垂直照射到在胞皂膜上，肥皂膜呈彩色，当肥皂膜的厚度趋于零时，从反射光方向观察肥皂膜透明无色。

20、两块玻璃构成空气劈尖, 左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢向上平移，则干涉条纹向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。

21、在双缝干涉实验中, 两条缝的宽度原来是相等的, 若其中一缝的宽度略变窄, 则干涉条纹间距不变。

23、光束由介质2射向介质1，在界面上发生全反射，则光在介质1中的传播速度 v1 光在介质2中的传播速度v2.(填大于/等于/小于)

28、由光波列的有限长度造成的干涉条纹可见度随光程差增加而下降的情况，称为光波的___________相干性.

31、两块平行平面玻璃构成空气劈尖，用波长为500 nm 的单色平行光垂直照射劈尖上表面。则从棱算起的第10条暗条纹处空气膜的厚度_______nm.

32、两块平行平面玻璃构成空气劈尖，用波长的单色平行光垂直照射劈尖上表面。若使膜的上表面向上平移，则原来第10条暗纹处现在是第______条暗纹。

33、用的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 .

34、若在迈克耳孙干涉仪的可移动反射镜M 移动0.620 mm的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为 nm。（小数点后保留一位）

35、在一次迈克尔孙干涉仪实验中，当推进可动反射镜时，观察到干涉条纹在视场中移动。当可动反射镜被推进0.187mm时，在视场中某定点共通过了590条暗纹。则所用入射光的波长为_________nm。（取整数）

36、波长= 500 n m 的单色光垂直照射到牛顿环的装置上，第二级明纹与第五级明纹所对应的空气膜厚度之差为 nm。

37、波长为的单色光垂直照射在由两块玻璃迭合形成的空气劈尖上，其反射光在劈棱处产生暗条纹。这是因为空气劈尖下表面的反射光存在 。

38、在双缝干涉实验中，用白光照射时，明纹会出现彩色条纹，明纹内侧呈 色。

39、一束白光垂直照射厚度为的玻璃片, 玻璃的折射率为1.50, 在反射光中看见光的波长是 。

3.1 惠更斯----菲涅尔原理随堂测验

2、根据惠更斯－菲涅耳原理，衍射现象在本质上也是一种干涉现象。

3、惠更斯一菲洱耳原理可以表述为波面上任一点可作为子波的波源，前方任一点的光振动为所有子波源在该点光振动的______叠加。

3.2 菲涅耳衍射和夫琅和费衍射随堂测验

1、在研究衍射时，可按光源和观察屏到障碍物的距离，将衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，其中不是菲涅耳衍射的为( )

2、利用惠更斯－菲涅耳原理只能求解菲涅耳衍射，不能求解夫琅和费衍射。

3.3 单缝夫琅和费衍射的光矢量随堂测验

2、用菲涅耳半波带法可以精确求解出夫琅和费单缝衍射的光强分布函数。

3、夫琅禾费衍射实验中，狭缝处波面对应观察屏上第3级暗条纹可划分为 个半波带。

3.4 单缝夫琅和费衍射的光强随堂测验

2、波长为=600nm的单色平行光垂直照射宽度a=0.1mm的单缝，缝后会聚透镜的焦距f=0.5m，接收屏上中央明纹的宽度为______mm。

3、用可见光作单缝夫琅禾费衍射实验，已知狭缝宽度a=0.6mm，透镜焦距f=0.4m，观察屏上离中心1.4mm处是明条纹中心，则入射的可见光的波长可以是______nm或467nm。

4、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级明纹对应于单缝处波面可划分为_______ 个半波带。

3.5 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领随堂测验

2、对于圆孔夫琅禾费衍射，如果我们缩小圆孔半径，其爱里斑角半径将会 。（填变大，变小或不变）

3.6 光栅衍射 上随堂测验

3.7 光栅衍射 下随堂测验

2、波长范围400nm~760nm的白光垂直照射光栅，其衍射光谱中第2级与第3级发生重叠，求第2级光谱中被重叠的波长范围为______nm~760nm。

3、用单色光垂直入射在一块光栅上，其光栅常数，缝宽，则在单缝衍射的中央明纹区中共有 条（主极大）谱线。

3.8 X射线衍射随堂测验

2、X射线是 。（带电粒子流/电磁波）

2、在研究衍射时，可按光源和观察屏到障碍物的距离，将衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，其中夫琅和费衍射为

12、对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该

17、在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a略微加宽，则
    A、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多
    B、单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少
    C、单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少
    D、单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多

20、菲涅耳用子波相干叠加的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯－菲涅耳原理。

21、根据惠更斯－菲涅耳原理，衍射现象在本质上也是一种干涉现象。

22、用半波带法讨论单缝衍射暗条纹中心的条件时，与中央明条纹旁第二个暗条纹中心相对应的半波带的数目是2。

23、对应衍射角不为零的衍射屏上某处，如果能将做夫琅和费单缝衍射的波面分割成偶数个半波带，则在屏幕上该处将呈现明条纹。

24、对无限远物点成象的圆形通光孔，孔径越大分辨本领越大；所用光的波长越短，分辨本领也越大。

25、光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉的综合效应。

26、光栅中狭缝条数越多，明纹就越亮越窄。

27、在光栅中，单缝衍射所起的作用并不改变主极大明纹的位置，只影响各级主极大明纹间的光强分配。

28、若某光栅衍射光谱中2、4、6…级谱线缺失，则可以断定，该光栅不透光部分的宽度是透光缝宽度的2倍。

29、在研究衍射时，可按光源和所研究的点到障碍物的距离，将衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，其中夫琅和费衍射为光源和所考察的点到障碍物的距离为________（填：无限远或有限远）

34、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为__________ 个半波带。

35、在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度的单缝上．对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成 5个半波带，则衍射角=_______________度．

38、用波长为400 nm的单色光垂直照射到每厘米6000条刻痕的光栅上，最高可观察到的条纹级次为k =___级。

39、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若能看到的衍射光谱的级次为0，±1，±3，±5…，则光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b的关系是_________。（填a=b/2，a=b或a=2b）

40、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若能看到的衍射光谱的级次为0，±1，±3，±5…，则该光栅的透光缝宽度a是不透光部分宽度b的_________倍。

第四周 光的偏振（1）

4.1光的偏振状态（一）随堂测验

4.2光的偏振状态（二）随堂测验

4.3起偏与检偏随堂测验

2、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 。（部分偏振光/线偏振光）。

3、光强为的自然光先后通过两平行放置的偏振片P1、P2，如果P1、P2的偏振化方向相互垂直，则光通过P1，再通过P2后的光强为 。

4.4晶体的双折射随堂测验

1、晶体中的光线与光轴决定的平面，称为该光线的_______。

2、光在双折射晶体中传播时，O光的振动面 O光的主平面（平行于/垂直于）。

3、晶体表面的法线与_______决定的平面，称为晶体的主截面。

4.5利用双折射获得线偏振光随堂测验

2、格兰—汤姆孙棱镜中的两个直角三角形棱镜组，分别由玻璃和方解石晶体磨制成。

3、洛匈棱镜中的两个直角三角形棱镜组，分别由玻璃和方解石晶体磨制成。

4.6惠更斯作图法随堂测验

1、各向同性介质中，同一个波阵面上的子波波源，会发出______（球面波/柱面波/旋转椭球面波）。

2、在双折射晶体中，o光的波阵面是______（球面/柱面/旋转椭球面）。

3、在双折射晶体中，e光的波阵面是______（球面/柱面/旋转椭球面）。

4.7椭圆偏振光，圆偏振光随堂测验

1、圆偏振光通过四分之一波片会变为线偏振光。

2、线偏振光通过四分之一波片一定会变为椭圆偏振光或者圆偏振光。

3、用一个偏振片能区分线圆偏振光和自然光。

第五周 光的偏振（2） 光和物质的相互作用

4.8偏振光的干涉随堂测验

1、在偏振光干涉实验中，如果用白光入射，观察到的透射光不再是白光，这种现象称为_____，所观察到的颜色称为干涉色。

2、方解石晶片表面与光轴平行，若自然光垂直晶片表面入射，则出射光是_______(自然光/线偏振光/椭圆偏振光/圆偏振光)。

3、方解石晶片表面与光轴平行，位于两个正交的偏振片之间，已知第一个偏振片的偏振化方向与晶片的光轴成45度角。若自然光垂直第一个偏振片入射，则观测到的透射光色彩，与晶片厚度________(有关/无关/不一定)。

4.9人工双折射2随堂测验

1、一块波片只能产生固定的相位差，______可以产生连续改变的相位差。 .

2、一束线偏振光连续通过1/4波片，且偏振化方向与波片光轴夹角为30度，则出射光为______。

3、线偏振光在长为L、旋光率a的天然旋光物质中往返一次，其光矢量旋转角j为 度。

5.1分子光学的基本概念随堂测验

1、光在媒质中传播时，随着光束深入物质，光强越来越弱，这是因为光的一部分能量被物质吸收, 一部分光向各个方向色散所造成的。

2、光和物质的相互作用，就是电磁波与原子分子作用的宏观效应。

3、光在物质中传播的速度小于真空中的光速，而且与频率有关，这就是光的______现象。

5.2光的散射随堂测验

2、我们看到的天空是蓝色的，而太空却是黑色的原因是大气层的_________。

3、太阳光通过大气层时，空气中分子对_____部分散射特别强烈(长波/短波)。

5.3光的吸收随堂测验

1、选择吸收不改变光的强度，但可以改变复色光的颜色。

2、光在传播过程中强度减弱的原因只有一个，能量被介质吸收而转化为介质内能。

3、普遍吸收改变光的强度，不改变复色光的颜色。

5.4光的色散随堂测验

1、玻璃棱镜对白光的色散是由于不同波长的光在玻璃中的______不同。

2、正常色散的特点是介质的折射率随着波长的增大而 (下降/增大/不变)。

3、反常色散的特点是介质的折射率随着波长的增大而 (下降/增大/不变)。

光的偏振 光和物质的相互作用单元测验

10、半波片、四分之一波片都是相对确定波长的光而言的。

11、不同物质对线偏振光的振动面的旋转是有方向性的，迎着光看，如果随着光在空间传播，振动面顺时针旋转，则称为左旋。

12、人为各向异性的现象包括电光效应、磁光效应、光弹效应等。

13、光和物质的相互作用，就是原子分子中的带电粒子，在电磁波的作用下做受迫振动，形成振荡电偶极子的集体效应。

14、对于稀薄气体，衰减光能量起主要作用的是散射。

15、晶体表面的法线与光轴决定的平面，称为晶体的_______。

16、光在晶体中传播，由光线与______所决定的平面称为该光线的主平面。

17、格兰—汤姆孙棱镜的制作就是要使____(o光/e光)全反射后被涂于底面的吸收层吸收。

18、在单光轴负晶体中，沿着光轴方向，o光的传播速度_______e光的传播速度（大于/等于/小于）。

19、在单光轴负晶体中，沿着垂直于光轴方向，o光的传播速度_______e光的传播速度（大于/等于/小于）。

20、在单光轴正晶体中，沿着垂直于光轴方向，o光的传播速度_______e光的传播速度（大于/等于/小于）。

21、一束线偏振光连续通过两块1/4波片，出射光为______。

22、一束线偏振光通过1/4波片，且偏振化方向与波片光轴夹角为45度，则出射光为______。

23、不同物质对线偏振光的振动面的旋转是有方向性的，迎着光看，如果随着光在空间传播，振动面逆时针旋转，则称为_____旋。

24、光在双折射晶体中传播时， e光的振动面 e光的主平面。（平行于/垂直于）

25、用一个偏振片 区分线偏振光和自然光。（能/不能）

26、用一个偏振片 区分线圆偏振光和自然光。（能/不能）

大学物理--光学期末测试

大学物理--光学期末试卷

1、在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则

9、有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距

21、自然光可以等效为两个振幅相等、振动方向互相垂直、互不相关的两个线偏振光。

22、简单放大镜的焦距为10cm，欲在明视距离处观察到像，则物体应放在放大镜前面____cm处。（计算中明视距离取25cm，结果保留小数点后一位）

23、费马原理可以表述为：在一条光线上的两点之间，光沿着光学长度为_____的路径传播。

24、双缝干涉实验中，若其余条件不变，而双缝间距由变为，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则与的比值为 。

25、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中走过的光程______。（填相等或不相等）

26、用单色光垂直照射牛顿环装置，设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动，在透镜离开平玻璃的过程中，可以观察到这些环状干涉条纹_________。（填向外扩张、向中心收缩或保持不变）。

27、在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向劈尖棱方向移动，相邻条纹间的距离将 。（填变大、变小或不变）

28、利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长。当移动距离为0.322mm时，观察到干涉条纹移动数为1024条，则所用单色光的波长为_______nm。（小数点后保留一位）

29、把折射率为n=1.632的玻璃片放入迈克耳逊干涉仪的一条光路中，观察到有150条干涉条纹向一方移过。若此玻璃片的厚度为d=0.06mm,则所用单色光的波长为=________nm。

30、光源到障碍物的距离为无限远，观察屏到障碍物的距离为_________的衍射属于菲涅尔衍射。（无限远/有限远）

31、光源和观察屏到障碍物的距离均为__________的衍射属于夫琅禾费衍射。（填有限远/无限远）

32、有一单缝，宽a＝0.40mm，在缝后放一焦距为1 m的会聚透镜，用平行绿光（=589nm）垂直照射单缝，则第一级暗纹距中心的距离_______mm.(小数点后保留两位)

33、有一单缝，宽a＝0.40mm，在缝后放一焦距为1 m的会聚透镜，用平行绿光（=589nm）垂直照射单缝，则中央明纹宽度为_________mm.(小数点后保留两位)

34、波长600nm的单色光垂直照射在光栅上，第二级明条纹出现在处，第四级缺级。则该光栅上狭缝可能的最小宽度a=_____。()

35、在比较两条单色X射线谱线波长时，注意到谱线A在与某种晶体的光滑表面成的掠射角时出现第1级反射极大。谱线B（已知具有波长0.097nm）则在与同一晶体的同一表面成的掠射角时出现第3级反射极大，则谱线A的波长为 nm（小数点后保留三位）。

36、波长0.097nm的X射线射向某种晶体，观察到该射线在与光滑表面成的掠射角时出现第3级反射极大，则该晶体这一方向上的晶格常数d为_______nm.（小数点后保留三位）

37、自然光以非布儒斯特角由空气入射到一玻璃板上表面，其反射光是 。（部分偏振光/线偏振光）。

38、光强为的部分偏振光先后通过两平行放置的偏振片P1、P2，如果P1、P2的偏振化方向夹角为90度，则光通过P1再通过P2后的光强为 。

39、______是双折射晶体中的特殊方向，沿着该方向，o光和e光的传播速度相同。

40、光在双折射晶体中传播时，e光的振动方向 e光的主平面（平行于/垂直于）

41、一束线偏振光通过一块半波片，出射光为______.

42、一束圆偏振光连续通过1/4波片，则出射光为______.

43、用一个偏振片 区分线偏振光和圆偏振光。（能/不能）

44、用一个偏振片 区分椭圆偏振光和部分偏振光。（能/不能）

45、对于稀薄气体，衰减光能量起主要作用的是_______.