物理光学第二章课后作业解答.pptx

《物理光学第二章课后作业解答.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理光学第二章课后作业解答.pptx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、振动方向振动方向:传播方向传播方向:相位速度相位速度:振振 幅幅:频频 率率:波波 长长:第1页/共27页2(P50)一个线偏振光在玻璃中传播时，表示式为一个线偏振光在玻璃中传播时，表示式为解：解：试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。第2页/共27页频频 率率:波波 长长:折射率折射率:第3页/共27页3(P50)试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：解解:(1)由于由于 因此，圆偏振光。又因为因此，圆偏振光。又因为即，即，/2，因次右旋圆偏振光。，因次右旋圆偏振光。第4页/共27页当当 时，为右旋椭圆偏振光时，为右

2、旋椭圆偏振光。线偏振光，振动方向沿线偏振光，振动方向沿 y=-x。第5页/共27页7(P50)已知冕牌玻璃对已知冕牌玻璃对0.3988m波长光的折射率为波长光的折射率为n=1.52546，dn/d=-1.2610-1/m。求光在该玻璃中。求光在该玻璃中的相速和群速。的相速和群速。解：解：第6页/共27页8(P50)试计算下面两种色散规律的群速度试计算下面两种色散规律的群速度(表示式中表示式中的的 是相速度是相速度):(1)电离层中的电磁波电离层中的电磁波，其中，其中c 是真空中是真空中的光束，的光束，是介质中的电磁波波长，是介质中的电磁波波长，b 是常数。是常数。(2)充满色散介质（充满色散介

3、质（）的直波导光中的电）的直波导光中的电磁波，磁波，其中，其中c是真空中的光速，是真空中的光速，a是与是与波导管截面有关的常数。波导管截面有关的常数。第7页/共27页解解:(1)第8页/共27页(2)第9页/共27页(2)第10页/共27页18(P52)一束自然光从空气垂直入射到玻璃表面，试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计算玻璃表面的反射R0?此反射率此反射率R0与反射光波长与反射光波长是否有关是否有关?为什么为什么?若光束以若光束以450角入射，其反射率角入射，其反射率R45=?由此说明反射率与哪些因素有关由此说明反射率与哪些因素有关(设玻璃折射率设玻璃折射率为为1

4、.52)?解：解：(1)在正入射时，在正入射时，第11页/共27页反射率与入射角和折射率有关，而与波长无直接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。关系，但是折射率与波长有关。(2)自然光斜入射至界面上时，反射率为自然光斜入射至界面上时，反射率为第12页/共27页第13页/共27页 22(P52)如图所示，玻璃块周围介质如图所示，玻璃块周围介质(水水)的折射的折射率率为为1.33。若光束射向玻璃块的入射角为。若光束射向玻璃块的入射角为450，问玻璃块的，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。折射率至少应为多大才能使透入光束发生全反射。解：解：nn1

5、=1.33c4502第14页/共27页从临界角可得从临界角可得第15页/共27页第16页/共27页23(P52)如图，当光如图，当光从空气斜入射到平行平面玻璃片从空气斜入射到平行平面玻璃片上时，从上、下表面反射的光上时，从上、下表面反射的光 R1 和和 R2 之间相位关系之间相位关系如何如何?它们之间是否有附加的它们之间是否有附加的“半波程差半波程差”?对入射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。角大于和小于布儒斯特角的两种情况分别进行讨论。R1R2第17页/共27页解解:(1)入射角小于布儒斯特角入射角小于布儒斯特角n1n2对于对于R1光而言：光而言：10306090-1.0-

6、0.500.51.0tptsrprsB56.3n1=1.0,n2=1.5R1相对与入射光而言有附加的相对与入射光而言有附加的“半波损失半波损失”。第18页/共27页解解:(1)入射角小于布儒斯特角入射角小于布儒斯特角对于对于R2光而言：光而言：n1n2R2相对与入射光而言无附加的相对与入射光而言无附加的“半波损失半波损失”。10306090-1.0-0.500.51.0rprsB33.7n1=1.5,n2=1.0C41.8第19页/共27页解解:(1)入射角小于布儒斯特角入射角小于布儒斯特角因此，因此，R1和和R2之间有附加的之间有附加的“半波损失半波损失”。n1n2n1n2第20页/共27页解解:(2)入射角大于布儒斯特角入射角大于布儒斯特角对于对于R1光而言：光而言：rs 0，rp n2，(1)证明入射光的最大孔径角证明入射光的最大孔径角2u(保证光在纤芯和包保证光在纤芯和包 层界面发生全反射层界面发生全反射)满足关系式：满足关系式：(2)若若n11.62，n21.52，求最大孔径角，求最大孔径角2u?第24页/共27页解：解：(1)证：由证：由 得得 而而 即可得到：即可得到：时在光纤内表面上发生全反射，时在光纤内表面上发生全反射，解得：解得：在空气中在空气中n0=1。因此。因此第25页/共27页(2)由由 得得 第26页/共27页感谢观看！感谢观看！第27页/共27页