物理光学第二章课后作业解答.ppt

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1、1(P50)计算由下式表示的平面波电矢量的振动方向、传播方向、相位速度、振幅、频率、波长。,解：,2(P50)一个线偏振光在玻璃中传播时，表示式为,解：,试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。,3(P50)试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：,解:(1)由于,因此，圆偏振光。又因为,即，/2，因次右旋圆偏振光。,当 时，为右旋椭圆偏振光。,线偏振光，振动方向沿 y=-x。,7(P50)已知冕牌玻璃对0.3988m波长光的折射率为n=1.52546，dn/d=-1.2610-1/m。求光在该玻璃中的相速和群速。,解：,8(P50)试计算下面两种色散规律的群速度(表示式中的 是相速度):(1)电

2、离层中的电磁波，其中c 是真空中的光束，是介质中的电磁波波长，b 是常数。(2)充满色散介质（）的直波导光中的电磁波，其中c是真空中的光速，a是与波导管截面有关的常数。,解:(1),(2),(2),18(P52)一束自然光从空气垂直入射到玻璃表面，试计算玻璃表面的反射R0?此反射率R0与反射光波长是否有关?为什么?若光束以450角入射，其反射率R45=?由此说明反射率与哪些因素有关(设玻璃折射率为1.52)?,解：(1)在正入射时，,反射率与入射角和折射率有关，而与波长无直接关系，但是折射率与波长有关。,(2)自然光斜入射至界面上时，反射率为,22(P52)如图所示，玻璃块周围介质(水)的折射

3、率为1.33。若光束射向玻璃块的入射角为450，问玻璃块的折射率至少应为多大才能使透入光束发生全反射。,解：,n,n1=1.33,c,450,2,从临界角可得,23(P52)如图，当光从空气斜入射到平行平面玻璃片上时，从上、下表面反射的光 R1 和 R2 之间相位关系如何?它们之间是否有附加的“半波程差”?对入射角大于和小于布儒斯特角的两种情况分别进行讨论。,解:(1)入射角小于布儒斯特角,对于R1光而言：,R1相对与入射光而言有附加的“半波损失”。,解:(1)入射角小于布儒斯特角,对于R2光而言：,R2相对与入射光而言无附加的“半波损失”。,解:(1)入射角小于布儒斯特角,因此，R1和R2之

4、间有附加的“半波损失”。,解:(2)入射角大于布儒斯特角,对于R1光而言：,rs 0，rp 0,R1相对与入射光而言有附加的“半波损失”。,解:(2)入射角大于布儒斯特角,对于R2光而言：,R2相对与入射光而言无附加的“半波损失”。,解:(2)入射角大于布儒斯特角,因此，R1和R2之间有附加的“半波损失”。,25(P53)图所示的一根圆柱形光纤，纤芯折射率为 n1，包层折射率为n2，且n1 n2，(1)证明入射光的最大孔径角2u(保证光在纤芯和包 层界面发生全反射)满足关系式：(2)若n11.62，n21.52，求最大孔径角2u?,解：(1)证：由,得,而,即可得到：,时在光纤内表面上发生全反射，,解得：,在空气中n0=1。因此,(2)由,得,