物理光学（第5版）梁铨廷课后习题答案解析.pdf
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物理光学（第5版）梁铨廷课后习题答案解析
第1章光的电磁理论
1.2基本概念和基本公式
1.麦克斯韦方程组
光是一种电磁波
麦克斯韦方程组：(1.1)
2.波动方程
光波在各向同性介质中传播的波动方程：
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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
解：由Ex=0，Ey=0，Ez=102Cosπ×1014t-xc+π2，则频率υ= ω2π =π×10142π=0.5×1014Hz， 周期T=1/υ=2×10-14s
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=2Cos2π×1014zc-t+π
解：（1）振幅A=2V/m，频率υ=ω2π=2π×10142π=1014Hz，波长λ=cυ=3×1081014=3×10-6m
1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，
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由第一章第五节关于辐射能的讨论已知，相对光强度即辐射强度的平均值为 这个结果表明：椭圆偏振光的强度等于参与叠加的两个振动方向相互垂直的单色光波的强度之和。 2.3.4 椭圆偏振光的强度 第二章 光波的叠加与分析 2.3.5 利用全反射产生椭圆和圆偏振光 线偏振光全反射时，反射光中s波和p波之间有了一个位相差δ，两个波合成的结果使反射光成为椭圆偏振光。 对于玻璃-空气界面，n1=1.51,n2=1,则可以计算出，当 时，全反射后s波和p波的位相差δ=450 若在其中一个角度下，连续反射两次，则位相差为π/2.
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* 光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科 波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。 前言 一、研究对象和内容 前言 一、研究对象和内容 传统内容主要有：光的干涉、衍射和偏振现象，光在各向同性介质中的传播规律（包括光的反射和折射，光的吸收、色散和散射规律），光在各向异性晶体中的传播规律等，以及在各领域中的应用。 近代发展的内容：薄膜
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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
解：由Ex=0，Ey=0，Ez=102Cosπ×1014t-xc+π2，则频率υ= ω2π =π×10142π=0.5×1014Hz， 周期T=1/υ=2×10-14s
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=2Cos2π×1014zc-t+π2
解：（1）振幅A=2V/m，频率υ=ω2π=2π×10142π=1014Hz，波长λ=cυ=3×1081014=3×10-6m，原点的初相位φ0=+
1.3.一个线偏振光在玻璃中传
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波动光学;光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科
波动光学的基础：经典电动力学的麦克斯韦方程组
波动光学并不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。;一、研究对象和内容;二、波动光学的应用;二、波动光学的应用; 近几十年来，由于现代光学的崛起，发展了一批新型的光学仪器，如相衬显微镜、光学传递函数仪、傅里叶变换光谱仪，以及各种全息和信息处理装置、电光和光电转换（光电池、CCD）装置、激光器等
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第四章多光束干涉与光学薄膜上一章在讨论平板的干涉时，仅仅讨论了最先出射的两光束的干涉问题，这是在特定条件下采取的一种近似处理方法。事实上，光束在平板内经过多次的反射和透射，严格地说，干涉是一种多光束干涉。多光束干涉与两光束干涉相比，干涉条纹更加精细，利用多光束干涉原理制造的干涉仪是最精密的光学测量仪器，多光束干涉原理在现代激光技术和光学薄膜技术中也有着重要的应用。3214.1平行平板的多光束干涉n若平行平板的反射率很低，则Er1、Er2的强度接近，Er3、Er4…的光强与前两束相差较大。因此考虑反射光的干涉时，只考虑前两束光的干涉可以得到很好的近似。若平行平板的反射率较高，则除Er1外，其余反
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由第一章第五节关于辐射能的讨论已知，相对光强度即辐射强度的平均值为 这个结果表明：椭圆偏振光的强度等于参与叠加的两个振动方向相互垂直的单色光波的强度之和。 2.3.4 椭圆偏振光的强度 第二章 光波的叠加与分析 2.3.5 利用全反射产生椭圆和圆偏振光 线偏振光全反射时，反射光中s波和p波之间有了一个位相差δ，两个波合成的结果使反射光成为椭圆偏振光。 对于玻璃-空气界面，n1=1.51,n2=1,则可以计算出，当 时，全反射后s波和p波的位相差δ=450 若在其中一个角度下，连续反射两次，则位相差为π/2.
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光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。前言一、研究对象和内容
01传统内容主要有：光的干涉、衍射和偏振现象，光在各向同性介质中的传播规律（包括光的反射和折射，光的吸收、色散和散射规律），光在各向异性晶体中的传播规律等，以及在各领域中的应用。02近代发展的内容：薄膜光学理论、全息照相、光学信息处理...前言一、研究
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物理光学-课后答案-叶玉堂
光学教程第二版叶玉堂第二部分物理光学课后习题答案
第四章光的电磁理论
4-1计算由「「81表示的平
E=(-2/+26/)exp[i(/Jx+y+6xlOt)j
面波电矢量的振方向、传播方向、相位速度、
振幅、频率、波长。
解：由题意:F
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波长和原点的初相位是多少？
第一章光的电磁理论
2 ）波的传播和电矢量的振
1. 1在 真空中传播的平面电 动取哪个方向？ 3 ）与电场
磁波，其 电场表示为Ex=O, 相联系的磁场8 的表达式如
2 何写？
Ey=O , Ez= （10 ）Cos n x
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物理光学习题
第一章波动光学通论
一、填空题 (每空2 分)
1、. 一光波在介电常数为咽磁导率为 的介质中传播，则光波的速度v=
2 、一束 自然光 以入射到介质的分界面上，反射光只有S 波方向有振动。
【布儒斯特角 】
/ V 、
A 1
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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
解：由Ex=0，Ey=0，Ez=102Cosπ×1014t-xc+π2，则频率υ= ω2π =π×10142π=0.5×1014Hz， 周期T=1/υ=2×10
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=2Cos2π×1014zc-t+π
解：（1）振幅A=2V/m，频率υ=ω2π=2π×10142π=1014Hz，波长λ=cυ=3×1081014=3×10-6m，原点的初相位
1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey
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物理光学第1章习题.doc
光自真空进入金刚石()中,若光在真空中的波长,试求该光波在金刚石中的波长和传播速度。
有一个一维简谐波沿方向传播，已知其振幅，波长，波速，初位相，
试问该简谐波的振动物理量是什么？
写出该简谐波的波函数。
试在同一图中画出和两个时刻的波形图（的范围自），并指出波的传播方向。
3．已知一个一维简谐波在时刻的波函数为：
设，并有： 。
试求，
画出时刻的波形图。
4． 有一频率为的一维简谐波沿方向传播（见图），已知OB段媒质和BC段媒质性质不同：在OB段，波速为，波长为，振幅为；在BC段，波速为，振幅为。假设时，O点处的位相为零，在B点处位相连续，试求OB段和BC段的波函数表达式。
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第一章 光在各向同性介质中的传输特性 虽然光波在整个电磁波谱中仅占有很窄的波段，它却对人类的生存、人类生活的进程和发展，有着巨大的作用和影响，还由于光在发射、传播和接收方面具有独特的性质，以致很久以来光学作为物理学的一个主要分支一直持续地发展着，尤其是激光问世后，光学领域获得了突飞猛进地发展。 2.麦克斯韦电磁方程 。 旋度的计算： 麦克斯韦（J.C.Maxwell)简介 (1831--1879) 麦克斯韦方程的形式变为 ： 2、单色平面波 1） 单色平面光波的三角函数表示 上式是波动方程在平面光波情况下的一般解形
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第三、四章习题3.4在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm。当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时，发现屏上的条纹移动了0.5cm，试确定该薄片的厚度。PxP0r2r1S2S1解：两束光的光程差为：薄片的加入引入的光程差为：3.5一个长30mm的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。继后抽取气室中空气，注入某种气体，发现条纹系移动了25个条纹。已知照明光波波长656.28nm，空气折射率na=1.000276，试求注入气室内的气体的折射率。A解：由题意知，光程差的变化为：B3.6菲涅耳双面镜实验中，单色光波长500nm