物理光学第二章课后作业解答

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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：振动方向:传播方向:相位速度:振幅:频率:波长: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。频率:波长: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0.3988µm波长光的折射率为n=1.52546，dn/d=-1.26×10-1/µm。求

2、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

3、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：nn1=1.33c450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。R1R2解:(1)入射角小于布儒斯特角n1n2①对于R1光

4、而言：10306090-1.0-0.500.51.0tptsrprsB56.3n1=1.0,n2=1.5R1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②对于R2光而言：n1n2R2相对与入射光而言无附加的“半波损失”。10306090-1.0-0.500.51.0rprsB33.7n1=1.5,n2=1.0C41.8解:(1)入射角小于布儒斯特角因此，R1和R2之间有附加的“半波损失”。n1n2n1n2解:(2)入射角大于布儒斯特角①对于R1光而言：rs<0，rp<0n1n210306090-1.0-0

5、.500.51.0tptsrprsB56.3n1=1.0,n2=1.5R1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②对于R2光而言：n1n210306090-1.0-0.500.51.0rprsB33.7n1=1.5,n2=1.0C41.8R2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”。n1n2n1n225(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

6、界面发生全反射)满足关系式：(2)若n1＝1.62，n2＝1.52，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