光学和原子物理知识点总结解析

第一篇：光学和原子物理知识点总结解析

几何光学

一、光的反射定律：

1、内容：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线在法线两侧，反射角等于入射角。

围绕入射点将平面镜偏转a 角度，法线也偏转a 角度，反射光线偏转2a 角度。镜面反射与漫反射都遵守光的反射定律。

2、平面镜成像规律：物体在平面镜中成虚像，像与物体大小相等，像与 物体到镜面的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。（对称）

二、光的折射定律, 折射率

1、内容：折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线在法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。

2、折射率（n）：光从真空射入介质中时，入射角正弦值与折射角的正弦值之比。光在真空中的速度与光在介质中速度之比。

sin i c =n = v

3、任何介质的折射率n 都大于1。（空气近似等于1）sin

r 折射率表明了介质的折光本领，也表示对光传播的阻碍本领。注意: 在反射、折射现象中，光路是可逆的；在几何光学中作出光路图是解题关键；

三、全反射，临界角

1、光疏介质：折射率较小的介质。光密介质：折射率较大的介质。光疏介质与光密介质是相对的。

2、定义：光由光密介质射向光疏介质时，折射光线全部消失，只剩反射光线的现象。全反射光线不是折射光线。

3、C 光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C ：

4、光导纤维 光导纤维是光的全反射的实际应用

四、棱镜：横截面是三角形或梯形。

1、三棱镜能使射向侧面的光线向底面偏折，相同条件下，n 越大，光线偏折越多。并将白色光分解为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。(光的色散

棱镜对红光的折射率小，介质中的红光光速大； 棱镜对蓝光的折射率大，介质中的蓝光光速小。(1三棱镜折射规律:出射光线向底边偏折

(2白光通过三棱镜发生色散规律：紫光靠近底边偏得最很

｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，｝

2、全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形（临界角C=42度）。如右图。

3、作用：

三棱镜：向底边偏折光线，色散。平行玻璃砖：平移光线 全反射棱镜、平面镜，改变光路方向，不改变聚散性质。波动光学

一、、光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉

1、光的干涉：频率相同的两列波叠加后，某些区域振动加强，某些区域振动减弱，加强区与减弱区相互隔开。

λ

加强条件：路程差为半波长的偶数倍—— ∆s =2n ⋅ 2 λ

减弱条件：路程差为半波长的奇数倍—— ∆s =(2n +1 ⋅ ①双缝干涉:

｛ 路程差(光程差 ；λ:光的波长；λ/2:光的半波长；｝ 双缝干涉的条纹间距与波长的关系 ∆x = L λ d

∆x 是相邻两条明条纹或暗条纹间距，d 是两条狭缝间的距离；L ：双缝与屏间的距离｝

②薄膜干涉:是由膜的前表面和后表面反射的两列光波叠加形成。在厚度为2d =(2n +1 λ 2 的地方会出现暗条纹；在厚度2d =n λ的地方会出现明条纹 增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d ＝λ/4 利用薄膜干涉法检查平面的平整程度。

③光的颜色由光的频率决定, 光的频率由光源决定, 与介质无关, 光的传播速度与介质有关。

光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小。

二、光的衍射

1、光的衍射：波绕过障碍物继续向前传播。

2、明显衍射条件：障碍物、缝或孔的尺寸与波长相近或比波长小。d ≤λ 如单缝衍射、圆孔衍射、泊松亮斑（圆屏衍射）

（注意条纹特点）

薄膜干涉：光照射薄膜上被前后两面反射形成相干光。薄膜不均匀时出现明暗条纹，薄膜劈（楔）形时形成明暗相间的线形等距条纹。

光的直线性是光波动的一个近似。

三、光的电磁说：（电磁场，电磁波，电磁波的周期、频率、波长和波速）

1、①麦克斯韦电磁理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；

均匀变化的电场产生稳定磁场，均匀变化的磁场产生稳定电场；

周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场； ② 周期性变化的电场或周期性变化的磁场由发生区域由近及远的传播形成电磁波

2、电磁场:变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。

3、电磁波：电磁波是一种横波。变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。（c =3.0⨯108m/s）

4、电磁波的周期、频率和波速: v =

λ T , v =λf

5、电磁波的应用:广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

6、光波是电磁波的某一部分。

7、光波在真空中的传播速度：c=3×108m/s，是横波。

8、公式：v=λ/T=λf = c/n（光进入另一介质时，频率、周期不变，波长、波速改变。）

可见光的波长范围：370nm —750nm 频率范围：8×1014Hz —4×1014Hz

9、光的本质是一种电磁波（麦克斯韦）。电磁波谱(按波长λ从大到小排列:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。

四、偏振：

1、横波：振动方向与波的传播方向相垂直的波。纵波：振动方向与波的传播方向相平行的波。

2、偏振：只在某一方向上振动向前传播的波。只有横波才有偏振现象。

3、自然光：沿着各个方向振动且强度相同的光波。偏振光：沿着单个方向振动向前传播的光波。

4、自然光经偏振片起偏后形成偏振光。光的偏振现象说明光波是一种横波。光的本性（波粒二象性）、近代物理知识

一、能量量子化，光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程

1、光子说(爱因斯坦 ：在空间传播的光也不是连续的，而是一分一分的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量E 跟光的频率ν成正比 即E =h ν ｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的频率｝

2k =h ν-W ｛W 逸出功：电子脱离某种金属所做功的最小值;E k 表示动能最大的光电子所具有的动能｝

W =h ν0(ν0为极限频率，不同的金属极限频率不同

3、光电效应:在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。如果入射光的频率比极限频率低，那么无论光多么强，照

射时间多么长，都不会发生光电效应。入射光的频率比极限频率高，即使光不强，也会发生光电效应。光电效应有瞬时性。

4、记忆光电效应的4条规律：

－

1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过109s.2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光 频率，叫做极限频率。只有当入射光的频率大于金属的极限频率，才能发生光电效应。3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与入射光强度无关。4）饱和光电流强度与入射光的强度成正比．

得出结论:光电效应的发生与否, 与光的强弱无关, 与照射时间 的长短无关, 与光的频率、金属材料的种类有关。

5、光电效应中各相关物理量间的关系

二、光的波粒二象性，光波是概率波

1、最初两种学说:微粒说(牛顿、波动说(惠更斯 都是错误的

2、光是电磁波，光是横波，光具有粒子性，光波是概率波——光具有波粒二象性 光的波粒二象性：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光是一种波光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），可以用波动规律来描述。物理学中把光波叫做概率波。

E =hv E =mc 2 h p = λ

三、粒子的波粒二象性，物质波

1、物质波：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长λ=

h（p 是物体运动的动量，h 是普朗克常量）。人们把这种波叫做物质波，p 也叫德布罗意波。

2、实物粒子也具有波动性

物质波也叫德布罗意波，如电子束穿过铝箔后的衍射图样

四、不确定关系 同时确定

本关系说明，在微观物理学中，位置和动量不能

五、激光的特性及应用 ①相干性好 如光电通信就是激光和光导纤维相结合的产物；全息照相 ②平行度好 如精确测距 ③ 亮度高 如激光武器、切割、焊接 复习光学 的重要规律 单色光的双缝干涉实验

红 紫 f 红

紫

红

紫 紫

红

三棱镜色散实验 n红

红 v紫 偏转角 折射率 介质中光速 临界角 频率 C紫 波长 条纹间距 光子能量 小 红光 红光 大 紫光 紫光 紫光 红光 紫光 红光 红光 紫光 红光 紫光 紫光 红光 紫光 红光

原子物理

一、原子结构 科学进程——原子结构的建立和修正 金属片-0.85eV-1.51eV 影子 n=4 n=3 n=2-3.4eV n=1-13.6eV 荧光

1、卢瑟福：α 粒子散射实验 ①实验装置由几部分组成 ②实验的结果：α 粒子散射 ③卢瑟福对实验结果的解释：核式结构模型 ④核式结构的不足：认为原子寿命的极短 – 认为原子发射的光谱应该是连续的 ⑤卢瑟福用α 粒子轰击金箔进行α 粒子散射实验的贡献：估算出原子核直径约为型

；由此建立原子核式结构

2、玻尔的原子模

基①电子轨道量子化 2 ②原子能量量子化

态、激发态、定态？原子能量指什么？能级？能级图？电离？ ③跃迁： E 初 末 ④玻尔理论的局限性 13.6eV

-0.85eV-1.51eV n=3 n=2-3.4eV 能级 n=1-

第二篇：高三光学原子物理测试题

《光学、原子物理》测试题

一、选择题

1、某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图1所示的哪个光路图是正确的?

物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒

子相等但相反，例如反质子即为，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，通过ＯＯ'进入匀强磁场Ｂ２而形成的4条径迹，则()

(Ａ)

1、2是反粒子径迹

(Ｂ)

3、4为反粒子径迹(Ｃ)2为反α粒子径迹(Ｄ)4为反α粒子径迹

图

12.如图2所示是光电管使用的原理图.当频率为ｖ０的可见光照射到阴极Ｋ上时，电流表中有电流通过，则（）

图

2（Ａ）若将滑动触头Ｐ移到Ａ端时，电流表中一定没有电流通过

（Ｂ）若将滑动触头Ｐ逐渐由图示位置移向Ｂ端时，电流表示数一定增大

（Ｃ）若用紫外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过

（Ｄ）若用红外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过

3、物体从位于凸透镜前3f处逐渐沿主轴向透镜靠近到1.5f处的过程中，像和物体的距离将()(A)逐渐变小；(B)逐渐变大；

(C)先逐渐增大后逐渐变小；(D)先逐渐变小后逐渐变大.4.由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图3所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质.所谓的反

图

35、某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则：

(A)核C的质子数比核A的质子数少2(B)核A的质量数减核C的质量数等于3(C)核A的中子数减核C的中子数等于3(D)核A的中子数减核C的中子数等于

56、在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则:

(A)E2>E1,r2>r1(B)E2>E1,r2r1(D)E2

(D)说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动

8、关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是:（A）

原子核与电子之间的作用力主要是电

磁力

（B）中子和质子间的作用力主要是核力（C）质子与质子间的核力，在2.0×10-15m的距离内远大于它们相互间的库仑力（D）原子核与电子之间的万有引力大于它们之间 的电磁力

9、在下列核反应方程中，X代表质子的方程是：

27430

(A)13Al2He15PX；

发射出来的，它的贯穿本领很强

（C）γ射线是处于激发态的原子核产生的，它是能量很大的光子流（D）红处线和紫外线都是原子的外层电子受到激光后产生的可见光

二、填空题

13、如图5所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，417

(B)147N2He8OX；

21(C)1H0nX；341(D)1HX2He0n．

10、如图4所示，用垂直透镜主轴的挡板MN将发光点S遮住，S到凸透镜的倍，S到凸透镜主轴

21的距离为透镜焦距的倍.下列说法中正

距离为透镜焦距的确的是

(A)发光点S不能经透镜成像；(B)发光点S可以经透镜成虚像；

(C)挡板MN对发光点S成像无任何影响；(D)发光点S经透镜可成放大的实像，挡板MN存在使像的亮度变暗

.图

411、取两块平行玻璃板合在一起用手捏紧, 会使玻璃板上看到彩色条纹, 这个干涉现象来自:(A)上、下两块玻璃板上、下表面反射的光(B)第一块玻璃板上、下表面反射的光(C)上、下玻璃板间空气膜上、下表面反射的光

(D)第二块玻璃板上、下表面反射的光

12、以下说法正确的是()

（A）α射线的原子核衰变产生的，它有很强的电离作用

（B）β射线是高速电子流，是从原子核中

图

5在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。由此可知，该棱镜材料的折射率为________，该棱镜的顶角θ的大小为____

14、一群氢原子从 n = 3 的激发态向基态跃迁时，辐射的三条谱线中，波长较长的二条谱线的波长分别为λ1和λ2，则最短波长λ3＝____。

15、质子、中子的氘核的质量分别为m1、m2、和m3.质子和中子结合成氘核时, 发出γ射线.已知普朗克恒量为h, 真空中光速为c, 则γ射线的频率ν=________.16、测量一凸透镜的焦距时，把凸透镜固定在某一位置，一支蜡烛放在凸透镜的主光轴上，然后移动光屏，能得到放大3倍的清晰的像，然后沿主光轴移动蜡烛3cm，调整光屏的位置，再次出现清晰的像时，像的长度为蜡烛长的5倍，则该凸透镜的焦距是____cm。

17、古生物学家常用碳14测定古代动植物死亡的年代。已知碳的放射性同位素碳14(14C)的半衰期是5730年。大气中的碳14在碳元素中的含量保持不变，这是因为宇宙射线中的中子与氮14碰撞而为断生成新的碳14，产生新的碳14的速率与衰变过程中碳14减少的速率相同。活的生物体不停地与外界进行物质交换，所以体内的碳14与外界碳14的含量相同。生物死亡后，停止从外界吸收碳14，体内的碳14含量就

因衰变而逐渐减少，只要测出古代生物遗体体内的碳14在碳元素中所占的比例，即可测定它死亡的大致时间。

碳1

4的原子核中含有个中子。古生物死亡年后，它体内的碳14原子的数量减为原来的1/8。

三、计算题

18、在地面上有一个光源S，发射竖直向上的平行光束，现在要利用这个光源来照亮地面上与光源相距2m处的物体，则放置在光源上方2m处的平面镜与水平面的夹角应为多大?

19、一个圆柱形水桶, 高H、直径D.没装水时, 从桶边可看到桶沿以上h处, 如图6所示, 如桶中装满水还在刚才的地方刚好能看到桶底边, 求水的折射率.射波长λ=6．63×107ｍ的光束，试根据上述理论，试计算：

（1）该管在1ｓ内发射出多少个光子；（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力Ｆ为多大．

22、已知氘核的质量为2.0136u，中子

－

质量为1.0087u，氦3(32He)的质量为3.0250u.(1)写出两个氘核聚变生成氦3的方程；(2)聚变放出的能量；

(3)若两个氘核以相同的动能Ek＝0.35MeV正碰，求碰撞后生成物的动能.23、如图8所示，在高为3.2m处有一点光源S，在紧靠着光源S处有一小球A以初速υ0作平抛运动.若在落地点预先放置一竖直屏幕，不计空气阻力，小球A在屏幕上的影子P作什么运动?经过0.4s影子的速度是多少?(g取10m/s2)

图620、如图7所示，在折射率为5/3的某种液体中，水平放置一会聚薄透镜L，它在这种液体中的焦距为7cm，透镜其余部分已被完全涂黑而不能透光，仅在距光心6cm的P点留有一小孔，可让光线穿过。求应将点光源放在透镜下方主轴上的哪个范围内，才能使穿过小孔P的光线通过液面折射入上方的空气中（保留3位有效数据）

图824、一般认为激光器发出的是频率为v的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是v（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分从前表面反射回来（这部分称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分称为乙染色）甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间t。理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是，t的最大值tm与v的乘积近似等于1，即只有满足 tmv1才会观察到明显的稳定的干涉现象。

已知某红宝石激光器发出的激光v4.321014Hz，它的频率宽度v

v0.8109Hz。让这束单色光由空气斜

图721、光具有波粒二象性，光子的能量Ｅ=ｈｖ.其中频率表征波的特性.在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量ｐ与光波波长λ的关系：ｐ=ｈ／λ.若某激光管以ＰＷ=60Ｗ的功率发

射到折射率n2的液膜表面，射入时与液膜表面成45角，如图9所示。

图9

（1）求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速率。

（2）估算在图9所示的情景下，能观察到明显稳定干涉现象的液膜的最大厚度dm。

25.如图10所示，有界的匀强磁场磁感强度为Ｂ=0.50Ｔ，磁场方向垂直于纸面向里，ＭＮ是磁场的左边界.在磁场中Ａ处放一个放射源，内装放出某种射线后衰变成（镭），（氡）.试写

出衰变的方程.若Ａ距磁场的左边界ＭＮ的距离ＯＡ=1.0ｍ时，放在ＭＮ左侧的粒子接收器接收到垂直于边界ＭＮ方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距经过ＯＡ的直线1.0ｍ.由此可以推断出

一个静止镭核衰变时放出的能量是多少?保留2位有效数字.（取1ｕ

-2-=1.6×107kg，电子电量ｅ=1.6×1019Ｃ）

图10

第三篇：初中光学知识点总结

光学是物理的重要知识点之一，下面是有关初中光学的知识点，供同学们学习！

初中光学知识点总结

一、光的传播

1、光源：能够发光的物体可分为

（1）自然光源如：太阳，萤火虫

（2）人造光源如：蜡烛，电灯

2、光的传播：

（1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的（2）直线传播现象

①影子的形成：日食、月食、无影灯

②小孔成像：倒立、实像

3、光的传播速度“：

（1）光在真空中的传播速度是3.0×108

（2）光在水中的传播速度是真空中的3/

4（3）光在玻璃中的传播速度是真空中的2/

3二、光的反射

1、反射现象：光射到物体的表面被反射出去的现象

2、概念：

（1）一点：入射点

（2）二角：

①入射角：入射光线与法线的夹角

②反射角：反射光学分与法线的夹角

（3）三线：入射光线、反射光线、法线

3、反射定律：

（1）入射光线、反射光线、法线在同一平面内（三线共面）

（2）入射光线、反射光线分居法线两侧（两线异侧）

（3）反射角等于入射角（两角相等）

4、反射分类：遵循光的反射定律。

（1）镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行

（2）漫反射：入射光线平行，反射光线不平行

5、平面镜成像：平面镜成的像是虚像，像与物体的大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，像与物体关于平面镜对称（等大，正立，虚像）

三、光的折射

1、折射现象：光由一种介质射入另一种介质时，在介面上将发生光路改变的现象。常见现象：筷子变”弯“、池水变浅、海市蜃楼。

2、光的折射初步规律：（1）光从空气斜射入其他介质，折射角小于反射角（2）光从其他介质斜射入空气，折射角大于入射角（3）光从一种介质垂直射入另一种介质，传播方向不变（4）当入射角增大时，折射角随之增大

3、光路是可逆的四、光的色散

1、定义：白光经过三棱镜时被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫光的色散。

2、色光三基色：红、绿、蓝。混合后为白色

3、颜料三原色：红、黄、蓝。混合后为黑色

4、颜色

（1）透明体的颜色决定于物体透过的色光。（透明物体让和它颜色的光通过，把其它光都吸收）。

（2）不透明体的颜色决定于物体反射的色光。（有色不通明物体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射各种色光，黑色物体吸收所有的光）。

五、光学探究凸透镜成像

1、凸透镜：对光有会聚作用。

2、相关概念：

①主光轴

②焦点（F）

③光心（O）

④焦距（f）

3、经过凸透镜的三条特殊光线：

①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过异侧焦点；

②经过光心的光线传播方向不改变；

③经过凸透镜焦点经凸透镜折射后平行于主光轴射出。

4、凹透镜：对光有发散作用。

5、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长线过同侧焦点。

6、凸透镜成像

（1）原理：光的折射。

（2）成像规律：物近像远像变大,二倍焦距见大小,一倍焦距分虚实

六、眼睛与视力的矫正

1、眼睛

（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。

（2）成像原理：当物距大于两倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。

2、视力的矫正

（1）近视眼

①、特点：看不清远处物体。

②、矫正：利用凹透镜来矫正。

（2）远视眼（老花眼）

①、特点：看不清近处物体。

②、矫正：利用凸透镜来矫正

（3）眼镜的度数=100/f（f以米作为单位）

七、神奇的”眼睛"

1、放大镜的成像原理：物体在焦距以内，凸透镜成正立、放大的虚像。

2、显微镜

①结构：目镜、物镜。

②成像原理：物镜成倒立、放大的实像，目镜相当于普通放大镜，把实像再次放大成虚像。

3、望远镜

①结构：目镜、物镜。

②成像原理：物镜成倒立、缩小的实像，目镜相当于普通放大镜，把实像再次放大成虚像。

4、照相机

①结构：镜头、光圈、快门、胶片。

②成像原理：当物距大于两倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。

5、投影仪

①结构：凸透镜、平面镜、屏幕。

②成像原理：当物距在焦距与两倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像。

第四篇：光学历年总结

北京大学工学院光学试题2013年04月07日 23:03:44

我把所有能收集到的题目就乱乱的都贴在一起了~ 版本1：

1.写出惠更斯-菲涅尔原理的内容及基尔霍夫衍射积分公式

2.写出光栅的结构因子和单元因子。与投射式光栅相比，反射式闪耀光栅的优点是： 3.写出Abbe干涉成像原理的内容及其意义

4.泽尼克相衬显微镜（1）研究对象是什么（2）用4f系统和矢量图解法画出工作原理（Ps：这个是他上课讲了但是书上和ppt上都没有的东西……）（3）写出步骤（4）能否将 零级谱光强完全去除，为什么？

5.波带片如图所示（只露出第2、4条半波带）：（1）写出各焦点的位置（2）为何会有 多个焦点？（3）用螺旋式曲线求主焦点和左侧第一次焦点的光强（4）为何对于圆孔在轴 线上会有亮暗分布，而圆屏则轴线上各点均是亮点？

6.Apple公司新出的Iphone4，分辨率为326像素/英寸（25.4mm），据负责人Steven说已超过了人眼的分辨率，请问是否事实如此。人眼的极限分辨率是多少？瞳孔直径2~8mm，接受的波长范围400~750nm（Ps：可能具体数字不准确……）。将该Iphone4放到多远处可看清每个像素？

7.用波长为λ的平行光和球面光全息照相得到余弦光栅底片，其透过率函数为t(x,y)=t 0 + t1*cosk(x^2+y^2)/2Z.现用与水平面夹角为θ向右下入射的波长为2λ的平行光照射 该余弦光栅，问衍射场的组成及特点。

8.写出透镜的空间极限频率与仪器分辨本领的关系，物放在焦面F处。

9.一台光栅光谱仪，两个凹面镜的焦距均为30cm，接收用CCD宽度为2cm，分2000个像素。接收的波长范围是650~750nm，问光栅应如何选取？若入射光的宽度为1cm，应怎样选择透镜以符合其分辨率？

10.根据惠更斯原理，画出平行光正入射到负晶体上，晶体内和晶体外的o光e光传播方向、偏振方向和波前。光轴方向为与水平面夹角α。

11.两偏振片垂直放置，中间放有光程差（n0-ne）d=λ/2的晶片，初始时光轴平行第一 个偏振片放置，然后晶片以ωt的角速度旋转。I0的自然光垂直入射到第一个偏振片上，求I1（透过第一个偏振片的光）I2（透过晶片的光）及I3（透过第二个偏振片的光）。

版本2：

期中也是，考了好多概念和应用的题，不难不复杂，但是要是原理不清，很可能想不清楚 做不对（比如本人……）

Ps：光学本身很妙，但是上wsf的光学，一定随着他讲课的进度及时自学，否则到考试前 再自学恐怕内容太多来不及……ppt和蓝皮书结合看还是不错的。别的不说啥了，大家懂 得，想选光学的学弟学妹们先去试听一节再说。好自为之……

版本3： 填空题： 简述惠更斯原理 两束光相干的三个条件 两种干涉装置及举例 傍轴条件和远场条件

解答题

1、画出迈克尔孙星体干涉仪的简图，说明其巧妙性。

2、近视眼能不能看清等倾条纹？能不能看清等厚条纹？

3、已知波长，求光频率（这个比较简单……）

4、一个凸透镜在中间，左右是两个焦面。左焦面上有OQ两点源，O在光轴上，Q在光轴上方a处。写出两点波前函数（透镜前和透镜后，一共4个）和右焦面接受屏上的干涉条纹形状、间距。

5、凸透镜劈两半的那个干涉装置。画出干涉区域，求两像点连线中垂面接受屏上的干涉条纹形状、零级亮斑位置。

6、（比较怪诞的题）迈氏干涉仪装置的变型。但是n和h都是T的函数。已知dn/dT和dh/dT，还有初始时的n、h、λ，吞吐了80个条纹，求最后的温度。（主要是计算怪异……据说是270多度？）

7、杨氏干涉装置中光源宽度的问题。求极限宽度、极限缝距（和前面一问条件不同）和在第二问条件下缝距变为1/3时的衬比度。

8、已知相关数据，求迈氏干涉仪的测长精度、量程、讯号频率。

9、（书上习题的翻版）工件上有条沟，已知等厚干涉图样、条纹间距和条纹偏离距离，求沟深。

版本4：（送分题部分）

光场时间相干性和空间相干性的反比公式 惠更斯-菲涅尔原理的表述、做图、积分式 阿贝成像原理的表述、意义

四种光波的成分分析（一种平面，两种球面，一种球面加平面）费马定律的表述 用费马定律推导折射定律

（大题部分）

1、类似于对切透镜，但是只有上半部分。即平行光照射，一个凸透镜的上半部分在光轴 上，远处在3F处有个屏，求干涉条纹和一些性质。

2、等厚干涉检验验规是否等高、平整。和红书上那题类似。

3、已知电视机对角线长度，长宽比，分辨率，人眼直径，光波长，求在多远距离之外看电视比较合适。

4、全息图。把一平面波和一球面波（波长相等）的波前记录下来作为衍射光栅，用另一种波长是前两波一半的球面波去重现，求重现波。

5、衍射重复单元。结构单元是单缝，间距分别为a、2a、a、2a、……求衍射场。

6、平行光照射透射光栅。具体不记得了。但就是关于光栅性质的简单计算。（结果我还 是算错了……ft）

7、两个相同的余弦光栅垂直叠加。求频谱面上出现几个谱斑。然后是滤波：只需要cos（2πf（x+y））成分，画图说明怎么滤掉。

8、偏振片干涉。没做完，不说了。

版本5：

1.岸上一个信号发射器，发出电磁波，水面船上一个信号接收器。已知两者高度，电磁波波长。在一个距离D接收器收到加强信号，在D-80米处又收到。求D以及下一次收到加强信号的位置。

2.和现代光学基础4.18题类似。

版本6：

1、惠更斯-菲涅尔原理的内容、积分式与图示说明，并利用积分式说明为什么太阳看起 来是均匀发光的圆盘

2、阿贝成像原理的内容与意义

3、反射闪耀光栅相比投射光栅的优点

4、相衬显微镜的原理

5、布儒斯特角相关，说明对于平行玻璃板，上表面反射光为线偏振光时，下表面反射 光的偏振状态

6、布拉格衍射相关，说明寻找晶体衍射斑的方法及原因；以及微波衍射中，给定波长 时设计合适的晶面间距使得观察效果较好---------概念与计算的分割线-----------------

7、给定星体角间距，求望远镜的最小口径及对应的放大倍数

8、全息图相关，给定物光、参考光、与成像时的入射光，求屏函数与出射场的成分

9、单缝衍射中，将下半部分以折射率为n，厚度为d的啥（名字不记得了）覆盖，（其 实就是增加(n-1)d的光程），求新的衍射场，并在给定缝宽a与(n-1)d的条件下画出光强 分布图

10、透射光栅相关，给条件求光栅常数d、缝宽a、总长度D并说明衍射场情况11、4f系统相关，求正交密接的全同余弦光栅在频谱面上的光斑形状，并设计滤波器使 得像场与cos(2πf(x+y))成正比。

12、利用四分之一波晶片，求自然光与圆偏振光的混合光中两者的比例

13、偏振光相关，叫欧啥棱镜（名字又不记得了），画光路图并计算出射光夹角，类似 小红本习题指导3-14题，但光轴方向不同

第五篇：光学实验总结

2011年第一学期光学实验心得体会

生命科学学院

09级生科3班

余振洋

200900140156 2011/6/1

这个学期即将过去，而光学实验也已经全部结束了。老实说，虽然我是一名学习生物科学的理科生，但这却是我第一次正真意义上的接触到各种光学仪器，第一次深入了解不同的光学原理。因此在实验过程中，当每一次面对不同的仪器和不同的方法时，都需要一个了解和熟悉的过程，这也使得实验的过程显得不是那么的顺利，但总体来说还算平稳，自己也从中收获了很多。

在这个学期中，我跟随着四位不同的老师，学习和体验了六个不同的光学实验，分别是：应用最小偏向角法测定三棱镜的折射率；单色仪的调节与定标；偏振光的产生、检验及强度测定；小型旋光仪的结构、原理及使用；测量牛顿环直径并计算曲率半径；利用双棱镜干涉法测He—Ne激光波长。每做完一个实验，第一感想都是相同的：其实实验本身很简单，只要能够对实验原理有细致深入的了解，在过程中足够细心，很多之前出现过的问题和状况是完全可以避免的。

与此同时，对于我们所使用的这本《实验光学》教材，它在内容的编排上也有其独到之处。与以往的实验指导教材不同，它并不是将每次实验所涉及的实验目的、原理、实验仪器的操作、实验步骤堆在一起列举出来，而是首先将所有的实验原理、实验仪器的操作列举在了书的前面，而将从中发散思维而设计的实验的简洁的实验内容与之分开罗列。这样一来，在进行实验预习的时候就需要自己查阅课本及相关资料，再将它们串联起来。这个过程中就需要对本次实验所涉及的相关内容进行查询，了解设计实验的背景及相关资料，从而更好的认识到这次实验的目的及原理所在，学习前辈学者设计实验的思路及科学的思考问题和解决问题的方法，并且对其进行思考，从而有所发现，加深了对科学实验重要性的了解，明确了物理实验课程的地位，作用和任务。

在试验操作过程中，也培养了自己的动手能力，将学到的实验理论知识应用到实践能力，提高了将实验理论和实际的实验过程相结合的能力，对以后的实验操作及理论知识的学习打下了坚实的基础，有很大的促进作用。

在对实验结果分析的过程中，掌握了测量误差的基本知识，学会了正确处理实验数据的能力。这之中包括：测量误差的基本概念，直接测量量的不确定度计算，间接测量量的不确定度计算以及处理实验数据的一些重要方法。锻炼了分析问题及解决问题的综合能力，从实验过程所遇到的困难中，分析问题的症结所在，并从以往所学到的知识原理中寻找解决措施，从失败的实验结果中分析原因并找出解决方法，从成功的实验结果中分析成功的的关键所在，总结经验，以便下次实验的成功。

下面再对光学实验提出一点建议： 1． 关于实验仪器：

在整个的实验过程中，我想所有的同学包括老师们都知道，有些仪器在操作上并不是那么的准确，甚至是有问题的。而我们学生在使用时，事先并不知情，往往是做到第一组数据出来后或者已经进行到一半了才发现仪器的问题，这样不仅浪费了时间，也有可能打击同学们的积极性。不管是仪器老化还是维护技术的问题，我希望老师们能定时地做一次仪器检测，能调整的尽量调整，不能调整的，就在旁边做一个标注，说明这台仪器有问题，建议同学不要使用。

2.关于老师的教学方式：

我在一个学期的时间里接触到了四位老师，也体验到了不同的教学方式。但这之中，我觉得能带给我们更多启发的是教我们“应用最小偏向角测定三棱镜的折射率”的那位老师（不好意思，由于只接触了一次，我没能记住他的名字）。这位老师在讲解实验原理时，会把我们叫到一块儿，然后根据黑板上的图示，挨个提问我们。在我们说出自己对实验原理的理解后，老师会在此基础上进行正确的讲解并补充相应的细节。这一整个环节后，大家对实验原理就有了透彻的理解，也为接下来实验过程的顺利进行打好了基础。而虽然其他几位老师也都将实验原理及操作方法讲的很仔细，但毕竟只是单方向的输入，而且同时也不能排除有些同学压根就没预习，即使老师讲了以后也没搞懂，最后单纯只是依样画葫芦凑出实验数据了事，我想这样纯粹是浪费时间。而且我们组的成员都觉得，在那位老师和我们一起熟悉了实验原理后，各自都或多或少获得了一些启发性的东西，这样的话，该实验的意义便提高了一个层次了。3.关于实验报告：

每次做完实验，我们都会写一份实验报告，并在最后附上实验数据和针对数据的分析以及讨论。但是我们并不知道我们所回答的课后习题是否正确，而且也不知道我们所总结的实验收获是否完整，也无法了解其余同学的总结。所以希望老师们能在每次实验后将批改完的报告发给我们，以便我们进行自我修正，并提高自己的报告水平。有必要的话，还可以适当进行讲解，加深对实验的认识。4．关于实验内容：

由于时间有限，而实验的内容又很多，所以每个同学每学期只被安排做6个实验，所以很多好的、经典的物理光学实验，我们都没有机会去做，不免让人感到遗憾。比如说全息照相，当我听那些做过的同学讲其中的奥妙和乐趣时，心里那个羡慕啊。但是好像我们在大学阶段就再也无法接触到光学实验了，所以真的很遗憾。对于这点，我也没有很好的办法，毕竟我们不是本专业的学生，所以只能在这儿发一下小感慨了。

总之，我在基础光学实验中，学到了许许多多的东西，我在今后的学习生活中，一定会把它们用上的。最后，再一次对给予我们细致认真讲解和启发性指导的老师表达诚挚的谢意。