初中物理光学思维导图

第一章 光的电磁理论

?z??1.1 一个平面电磁波可以表示成 Ex=0，Ey=2cos[2??10?c?t??2]，Ez=0，问：

??14

（1） 该电磁波的频率、波长、振幅原点的初位相为多少？（2）波的传播和电矢量的

振动取哪个方向？（3）与电场想联系的磁场B的表达式如何写？

?z??t??。 1.2 一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为 Ey=0，Ez=0，Ex=10cos?100.65c??2

15

试求 （1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。

1.3 证明E=Acos(kz-?t)是波动方程（1-22）的解。 1.4 一种机械波的波函数为y=Acos2???xt???，其中A=20mm，T=12s，?=20mm试画出??T?t=3s时的波形曲线。从x=0画到x=40mm。

1.5 在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片，起厚度=0.01，折射率=1.5，若光波的波长=500，试计算插入玻璃片前后光束光程和位相的变化。

1.6 地球表面每平方米接受到来自太阳光的功率约为1.33kW，试计算投射到地球表面的太阳光的电场强度。假设可以把太阳光看作是波长为?=600nm的单色光。

1.7 在离无线电发射机10km远处飞行的一

第一章 小结

几何光学的基础：基本概念及基本定律（见第一节小结） 成像分析：

1、完善像的定义及完善成像条件 2、光路中的基本概念与符号规则 3、光路计算： 1）内容：

a. 成像位置关系（计算公式） b. 成像特性分析（放大率）

——虚实正倒缩放、共轭点沿轴移动、光束孔径角变化 学习思路：

a. 球面——平面

b.宽光束实际光线——近轴光线

（球差） （高斯像、物像共轭） c. 折射————反射

（反射-折射定律；成像公式、放大率公式、拉赫不变量） d. 单个球面——共轴系统： 过渡公式、成像放大率

第二章 小结

理想光学系统理论： 1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等 2、共轴理想光学系统成像性质 3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方）

物像关系： 1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题） 2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式

理想光学系统的组合：1）两光组组合的公式及计算

2）多光组

第一章

一. 填空题

波的基本性质

1 某介质的介电常数为?，相对介电常数为?r，磁导率为?，相对磁导率为?r，则光波在该介质中

的传播速度v?（1??）；该介质的折射率n?（

?r?r ）。

2 单色自然光从折射率为n1的透明介质1入射到折射率为n2的透明介质2中，在两介质的分界面上，

发生（反射和折射）现象；反射角?r、透射角?t和入射角?i的关系为（?r??i，n1sin?i?n2sin?t）；

；设?1,?2分别为光?1=?2）

设?1,?2分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则?1和?2的关系为（ 波在介质1、介质2中的波长，则?1和?2的关系为（n1?1?n2?2）。

3 若一束光波的电场为E?2jcos?2??1015??t??, 则，光波的偏振状态是振动方向沿（ y轴）的

c?（线）偏振光 ；光波的传播方向是（z轴）方向 ；振幅是（2 ）vm；频率是（1015）Hz；空间周期是（ 3?10?7 ）m；光速是（ 3?108 ）m/s。

??z?????4 已知为波长632.8nm的He-Ne激光在真空中的传播速度为3.0x108m/s，其频率?为 4.74x1014Hz ；在折射为1.5的透明介质中传播速度v为 2

系别 班次 学号 姓名 .

???密???封???线???以???内???答???题???无???效??

《物理光学》考试题（90分钟） 开卷 总分100分 考试日期 2010年11月 4 日

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 评卷教师 一、 选择题（每小题2分，共30分）

1. 自然光正入射，其反射光为 D 。 A．椭圆偏振光 B．线偏振光 C．部分偏振光 D．自然光

2. 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为 D 。

A．?B B．?C C．

?? D． 323．全反射时，在折射率小的介质中的电场 B 。

A．等于零 B．随离界面距离的增加按指数规律衰减 C．等于常数 D．随离界面距离的增加按指数规律增加 4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时， D 。

A. 其强度相等 B. 其强度不相等

C. 不确定

建筑物理实验报告

实验一 采光实测

学生成绩：

实验题目：采光实测

实验目的：1.掌握照度计的正确使用方法。

2.测定室内工作面照度分布。

3.检验实际采光效果是否达到预期设计目标。 4.了解不同光环境实况，分析比较设计经验。 5.确定是否需要对采光进行改造或补充。

实验内容：

（一）采光系数测定

（二）检验室内亮度分布状况 （三）测量表面光反射比 （四）测量窗玻璃的光透射比 实验步骤：

（一）采光系数测定 测试仪器：照度计两台

1.场所和布点：选一侧窗采光房间，在窗、窗间墙中间，垂直于窗面布置两条测量线，离地高度与工作面同，间隔1~2m布置一测点。

2.天气条件：最好选择阴天，如全阴天。时间最好在9：00~16：00之间，因这一时段室外照度变化不大。

3.室外照度：应选择周围无遮挡的空地或在建筑物屋顶上进行测量。光接收器与周围建筑物或其他遮挡物的距离应大于遮挡物高度（自光接收器所处水平位置算起）的6倍以上。读数时应与室内照度读数时间一致。

3.室内照度：光接收器放在与实际工作面等高，或距地面0.8m 高的水平面处测量照度。测量时应熄灭人工照明灯。测量者应避开光的入射方向，以防止对光接收器的遮挡。为了提高测量精度，每一

物理光学 梁铨廷 答案

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= 102 os ×1014

+

2

，

（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= 102 os ×1014

+

，则频率υ=

×1014

2

2

=

2

=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=2Cos 2 ×1014

t +

2

，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= ×1014

2

=

22

=

1014Hz，波长λ=

3×108υ

=

10=3×10 6 ，原点的

物 理 光 学 §2.1 光的波动性

2.1.1光的电磁理论

19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。

2.1.2光的干涉

1、干涉现象是波动的特性

凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。

2、光的相干迭加

两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加，所以，合振动平均强度为

2I?A12?A2?2A1A2cos(?2??1)

其中A1、A2为振幅，?1、?2为振动初相位。

?????2j?,j?0,1,2,??I?(A?A)干涉相消?????(2j?1)?,j?0,1,2,?????(???)为其他值且A?AI?4Acos?2

21I?(A1?A2)2干涉相加21221222121213、光的干涉 (1)双缝干涉

在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里，在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏，在屏在那边再放一块白屏，如图2-1-1所示，

于是得到了与缝平行的彩色条纹；如果在双缝前放一块滤光片，就得到明暗相同的条纹。

A、B为双缝，相距为d，M为白屏与双缝相距为l，DO为AB的中

高考物理光学知识点之物理光学易错题汇编及答案(6)

一、选择题

1．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（）

A．真空中，a光的频率比较大

B．同一介质中，a光传播的速度大

C．a光光子能量比较大

D．同一介质对a光折射率大

2．下列说法正确的是：

A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场

B．红外线遥感技术是利用红外线的化学作用

C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力

3．下面事实与光的干涉有关的是（）

A．用光导纤维传输信号B．水面上的油膜呈现彩色

C．水中的气泡显得格外明亮D．一束白光通过三棱镜形成彩色光带

4．下列说法正确的是（）

A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象

B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象

C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

D．在LC振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小5．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则

A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电

C．若电容器上极板带负电，则

自主招生 （物 理 光 学） 专题复习

安徽 王景民

§2.1 光的波动性

2.1.1光的电磁理论

19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。

2.1.2光的干涉

1、干涉现象是波动的特性

凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。

2、光的相干迭加

两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加，所以，合振动平均强度为

I?A1?A2?2A1A2cos(?2??1)

A2A1?1?222其中

2、

1为振幅，、为振动初相位。

I?(A1?A2)干涉相加I?(A1?A2)干涉相消I?4Acos2222?????2j?,j?0,1,2,???????(2j?1)?,j?0,1,2,???(???)为其他值且A?A

212121???212

3、光的干涉 (1)双缝干涉

在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里，在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏，在屏在那边再放一块白屏，如图2-1-1所示，

于是

物理光学 梁铨廷 答案

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= 102 os ×1014

+

2

，

（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= 102 os ×1014

+

，则频率υ=

×1014

2

2

=

2

=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=2Cos 2 ×1014

t +

2

，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= ×1014

2

=

22

=

1014Hz，波长λ=

3×108υ

=

10=3×10 6 ，原点的