物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分物理光学作业参考答案[11-1]一个平面电磁波可以表示为，求：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初相位？（2）波的传播方向和电矢量的振动方向？（3）相应的磁场B的表达式？解：（1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为，速度v=c，故：频率Hz波长振幅初相位（2）波沿z轴正方向传播，电矢量沿y轴方向振动（3）由，知（特斯拉=韦伯/米）故，相应的磁场B的表达式为：[11-2]在玻璃中传播的一个线偏振光可以表示为，试求：（1）光的频率和波长；（2）玻璃的折射率。解：（1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为，速度，故光的：频率波长（2）玻璃的折射率为：[11-3]平面电磁波的表示式为，试求该平面波的偏振方向，传播方向，传播速度，振幅，波长和频率。解：第1页共7页物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分由题设知：因此，振幅：波数：偏振方向与x轴的夹角为：由于传播方向与偏振方向垂直，故传播方向与x轴的夹角为。或：传播方向的方向余弦：传播速度：波长：频率：[11-4]在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片，薄片厚度h=0.01mm，折射率n=1.5，若光波的波长为500nm,试计算透明薄片插入前后所引起的光程和相位的变化。解：插入透明薄片后所引起的光程变化为：插入透明薄片后所引起的相位变化为：[11-6]写出平面波的传播方向上的单位矢量。解：由题条件，知波矢，故其单位矢量：第2页共7页物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分[11-11]电矢量振动方向与入射面成45°角的一束线偏振光入射到两种介质的界面上，两介质的折射率分别为n1=1.0和n2=1.5。(1)若入射角，问反射光电矢量的方位角（与入射面所成的角）是多少?(2)若入射角，反射光的方位角又为多少?解：（1），由折射定律因此：入射光中电矢量振动方向与入射面成45°角，故在入射光中电矢量垂直于入射面分量的振幅As等于平行于入射面分量的振幅Ap。但在反射光中，由于，所以反射光中两个分量的振幅As’和Ap’并不相等。它们的数值分别是：因此，合振幅与入射面的夹角由下式决定：(2)若入射角'14355.160sinsinsinsin121112nn421.0sr此时，反射光的方位角：第3页共7页物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分[11-12]光束入射到平行平面玻璃板上，如果在上表面反射时发生全偏振，试证明折射光在下表面反射时亦发生全偏振。证明：如上图所示，由题意知，光束入射到平行平面玻璃板在上表面反射时发生全偏振，则：，即此时入射角是布儒斯特角。因为，所以：，因此折射光在下表面反射时入射角也是布儒斯特角，故折射光在下表面反射时亦发生全偏振。[11-13]光束垂直入射到45直角棱镜的一个侧面，并经斜面反射后由第二个侧面射出(见图)，若入射光强为，求从棱镜透过的出射光强?设棱镜的折射率为1.52，且不考虑棱镜的吸收。解：入射光在斜面上发生全反射，在两端面上的透射比均为：所以，从棱镜透过的出射光强：第4页共7页物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分[11-14]一个光学系统由两片分离透镜组成，两透镜的折射率分别为1.5和1.7，求此系统的反射光能损失。如透镜表面镀上增透膜，使表面反射比降为0.01，问此系统的光能损失又为多少?设光束以接近正入射通过各反射面。解：（1）此光学系统包括四个反射面，假设光束是接近正入射情形下通过各个反射面，因而各面的反射比分别为：如果入射到系统的光能为，则相继通过各面的光能为：故光能损失为：⑵若各面的反射比均降为，那么故光能损失为：[11-15]下图所示为某三片分离型照相物镜的光学系统示意图，其各片透镜的折射率分别为、、。求此系统的反射光能损失（以百分比表示，其小数位保留两位）。解:该系统由6个反射面组成，各面的反射比（率）为：第5页共7页物理光学作业参考答案-光的电磁理论基础部分------4分设入射光能为，则经该系统后出射光能为：------4分所以，此系统的反射光能损失是：------2分[11-24]利用波的复数表达式求两个波和的合成波。解：两个波的复数表达式分别为：则两个波的合成波为：所以，合成波的实数形式为：[11-37]氪同位素...
