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一、选择题
=E0exp(-i（wt-kz)）和E=E0（-i（wt+kz))描述的是相反（沿+z或—z方向)传播的光波。
2。牛奶在自然光照时呈白色,由此可以肯定牛奶对光的散射主要是米氏散射。
3。早上或晚上看到太阳是红颜色，这种颜色可以用瑞利散射解释。
4。拍摄薄雾景色时，可在照相机物镜前加上红色滤光片，其原因可以用瑞利散射解释。
,这种现象可以用(瑞利散射）解释。
6。对右旋圆偏振光,逆着光传播的方向看，E顺时针方向旋转）。对左旋圆偏振光,（逆着光传播的方向看，E逆时针方向旋转）.
，光波的强度正比于振幅的平方(E²)。
8光波的能流密度S正比于(电场强度E和磁场强度H）。
9琼斯矩阵表示的是沿x轴方向振动的线偏振光标准归一化琼斯矢量形式。
10。光在介质中传播时，将分为o光和e光的介质属于单轴晶体.
，出射光只有一束，入射光应为线偏振光或入射光束锥角大于偏振棱镜的有效孔径。
12。劈尖的干涉属于等厚干涉，对反射光的干涉，若（不)考虑半波损失，其棱线总是处于暗纹（亮纹）位置.
°，那么该线偏振光通过1/4玻片后一定是圆偏振光。
,设入射光等于布儒斯特角θB，则在界面的反射光为线偏振光(完全偏振光）。
，其偏振度为P=(IM—Im)/(IM+Im）=0；对于完全偏振光，其偏振度为P=（IM-Im）/(IM+Im)=1。
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16。线偏振片通过玻片后,一定是线偏振光，只是振动面的方位较入射光转过了。
(单轴晶体），5个(双轴晶体)方向,当强度E沿这些方向时，E与相应的电位移矢量D的方向相同。
18。四个复数exp[-i(wt-kz）］、exp［+i（wt—kz)]、exp［—i(kz—wt)]、exp［+i（kz—wt)］表示的是同一列光波。
，以下说法正确的是O光：E//D，k//s；e光:E与D有夹角α，E不平行D.
20。斯托克斯参量表示法描述的光部分、完全非偏振光。
21。喇曼散射和瑞利散射的主要区别在于散射光和入射光波长不同。
。当λ=0。633um，孔径线度为2mm时，菲涅尔衍射区域是Z1>〉1cm（Z1〉>3cm为夫琅和费衍射)。
，必要的三个独立量是(振幅α１、α２和位相差δ，或长短轴ａ、ｂ和表明椭圆取向的ψ角）.
,相隔大约（半个波长）。
25。喇曼散射的谱线不同于瑞利散射，喇曼散射由（瑞利散射线、喇曼红伴线(斯托克斯线）、喇曼紫伴线（反斯托克斯线））组成。
26。孔脱系统研究了反常色散现象，认为反常色散介质对光的(吸收）有密切联系.
二、填空题
,其主折射率(）,对于单轴晶体。其主折射率为(），对于双轴晶体，其主折射率为（）.
(红外线，可见光,紫外线）,光学频谱的波长范围(1mm到10nm），光纤的“窗口"是短波长“窗口”（0。8~）以及（1310nm）和（1550nm）。
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几种线偏振光的标准的归一化琼斯矢量是（ )。
x方向振动的线偏振光： ；y方向振动的线偏振光：;
45°方向振动的线偏振光:；振动方向与x轴成θ角的线偏振光：
左旋圆偏振光：，琼斯矢量的表示式为；
右旋圆偏振光：，琼斯矢量的表示式为。
自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式及偏振度计算公式），全反射时s光和p光的相位特性(相位差计算公式）。
自然光的反射和偏振特性（反射系数、反射率公式、偏正度计算公式),全反射时s光和p光的相位特性（相位差计算公式）。
反射系数:
反射率：s光： p光：
偏振度：
相位特性:
△φ=φrs-φrp=2arctan｛［osθ1√（sin²θ-n²）]/sin²θ}，n=n2/n1
4。理解等厚和等倾干涩，如劈尖干涉和牛顿环，理解平行平干涉中，反射光干涉条纹与透射光干涉条纹关系。
(频率，振动方向)，同一型号的两只激光器发出的激光具有非常相近的强度、波长和偏振方向，那么这两属激光（不能发生相干）。
6。若光矢量的波矢k与晶体某一主轴方向平行，则可以断定其光矢量E和相应的电位移矢量D(平行），用单轴晶体制作的波片可以改变入射光的偏振态，其光轴方向为（与波片通光面平行）。
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晶体的光轴正向分别施加强度500V/mm 和200V/mm的电场，则相应的感应晶体的主轴相对于未加电场时晶体的主轴旋转角度分别为a1和a2。则a1/a2为（1）；KDP型晶体外加电场平行与光轴的纵向应用的半波电压是(）；沿光轴方向施加电场的KDP 型晶体，一般呈现(双轴）晶体特性。
8。薄膜两侧介质折射率相同时,上下两界面反射光的相位差，除光程差贡献外、还有（半波损失附加的）相位差。
9。真空的特征阻抗是（377Ω）；光能变为其他形式能量的物理现象是（光的吸收）
10。光在n1和n2 界面发生反射和透射，对于入射光、反射光和透射光,不变的物理量是（频率）；自然光正入射，其反射光必为(自然光）.
，当偏振片旋转一周时,出射光的强度未改变，则可以断定入射光是（自然光或圆偏振光)。
、散射等损耗机制，光通过薄片之后，强度(不变）；若用双轴晶体做玻片,且希望用较薄的晶片产生尽可能大的光程差,那么其光抽方向为（垂直于波片通光面)。
（π/2); 描述介质色散特性的科希经验公式是(）.
。9nm 的光呈现强烈吸收,由此可以断定钠蒸气对此波长附近的光呈现所谓的（反常色散）。
15。基模高斯光束在其传播轴线附近，可以看作是一种非均匀的球面波，其等相位面是曲率中心不断变化的球面，(强度)和（振幅）在横截面内保持高斯分布。
，光由光密介质进入光疏介质的能量入口处和返回能量的出口处在入射面内存在一个横向位移，此位移称为古斯-汉欣，大小约为（半个波长)。
（P276）当光与物质相互作用时存在着三种现象，分别是光的吸收、色散、散射.
12、偏振棱镜的主要特性参量有（通光面积、孔径角、消光比、抗损伤能力）。
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三、简答题。
1、什么是法拉第旋光效应？有什么特性,主要的应用是什么？
答：当线偏振光沿着磁化强度方向传播时,由于左右圆偏振光在铁磁体中的折射率不同,使偏振面发生偏转角度。 特性：法拉第效应的旋光方向取决于外加磁场方向，与光的传播方向无关，即法拉第效应具有不可逆性。主要应用于光隔离器和磁光调制.
2、当观察太阳光经玻璃反射而来的太阳光时，在什么情况下可以分别看到线偏振光、自然光或者部分偏振光？
答：自然光正入射和掠入射界面时，反射光与折射光仍然是自然光；自然光斜入射界面时，反射光与折射光都变成了部分偏振光，当自然光以布儒斯特角入射界面时，反射光为线偏振光，折射光为部分线偏振光。
3、单色平面光波经过衍射小孔后的衍射有三个区域分别是什么？各有什么特点？什么是菲涅耳近似和夫琅和费近似？
答：几何投影区（衍射效应可以忽略，光沿直线传播），近场衍射区（距离增大，光斑范围扩大，光斑中圆环数减少，环纹中心亮暗交替变化）和远场衍射区(距离增大,光斑范围扩大，形状基本不变）。
菲涅尔近似：当满足，时
夫琅禾费近似，当满足时,
4、声光调制器由哪些部分组成？发生布拉格衍射的条件是什么?布拉格衍射的显著特点是什么?
答：(1）声光调制器组成：驱动源，换能器，耦合介质,声光介质,吸声器，反声器。
声光调制的原理：当驱动源的某种特定载波频率驱动换能器时，换能器即产生同一频率的超声波，并传入声光介质，在介质内形成折射率声变化，光束通过介质时即发生相互作用而改变光的传播方向即产生衍射。
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（2）布拉格衍射的条件：
:平面光波的入射角；：衍射方向
：布拉格角
（3）特点:衍射光强分布不对称，而且只有零级、+1或-1级衍射光.
5、什么是高斯光束?基横高斯光束的特性有哪些？什么是消失波?消失波具有哪些特点？什么是GH位移? GH位移的大小。
答：高斯光束:由激光器产生的激光既不是均匀平面光波，也不是均匀球面波,而是振幅和等相位面都在变化的高斯球面光波，简称高斯光束。
基模高斯光束：波动方程在激光器谐振腔边界下的一种特解，以z轴为柱对称，其表达式内包含有z，且大体沿着z轴的方向传播。
基模高斯光束的特性：基模高斯光束在其传播轴线附近可以看做是一种非均匀的球面波,其等相位面是曲率中心不断变化的球面,振幅和强度在横截面内保持高斯分布.
消失波：透入到第2个介质很薄的一层内的波，是一个沿着垂直界面的方向振幅衰减，沿着界面方向传播的一种非均匀波，称为消失波。
特点：①消失波是一种沿x轴方向传播的行波，相速度
②消失波振幅沿着界面的法线方向按指数方式衰减
③等相面上沿z方向各点的振幅不相等,因此消失波是一种非均匀的平面波。另外，由菲涅耳公式可以证明，消失波电矢量在传播方向的分量E2x不为0，说明消失波不是一种横波.
④由光密介质射向光疏介质的能量入口处和返回能量的出口处不在同一点，相隔大约半个波长，在入射面内存在一个横向位移,此位移为古斯—汉欣位移。
GH：光束极细才会出现
P： S:
6、设单轴晶体的主折射率为n1=n2=no，n3=ne,可否依此认为寻常光的折射率为no，非寻常光的折射率为ne，为什么？
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答：可以认为寻常光的折射率为n，因为其与光的传播方向无关；
不可以认为非寻常光的折射率为ne,因为，当时，n”=ne,当时,n”=no,所以不能认为非寻常光的折射率为ne。
7、什么是惠更斯-菲涅耳原理?如何用惠更斯—菲涅耳原理解释光的衍射现象？
答：惠更斯菲涅耳原理:任一波面上的各点，都可看成是产生球面子波的波源，在其后的任一时刻,这些子波的包络面构成新的波面;同一波前上的各点发出的子波都是相干波；各相干子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。
解释：在任意给定的时刻，任一波面上的点都起着次波波源的作用，它们各自发出球面次波，障碍物以外任意点上的光强分布，即是没有被阻挡的各个次波源发出的次波在该点相干叠加的结果.
全反射时反射光与入射光的振幅相位的关系是什么?全反射过程中第二介质所起的作用是什么?
答：关系：在全反射时，反射光和入射光的振幅相同，但有一定的相位差。反射光中的s分量和p分量的相位变化不同，它们之间的相位差取决于入射角和二介质的相对折射率n,由下式决定：
作用：在半周内光能量进入第二介质，在界面附近一层薄层内储存起来，在另一半周内，该能量释放出来进入第一介质变为反射光能。
8、全反射时全反射时反射光与入射光的振幅及相位的关系是什么（p37）？全反射过程中第二介质所起的作用是什么?
答:（1）关系：振幅：相等
由上式可见，发生全反射时，反射光强等与入射光强，而反射光的相位变化较复杂，大致规律如图：
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作用:在前半周内，光能量进入第二介质，在界面附近一个薄层内储藏起来；在另一半周内,该能量释放出来，进入第一介质变为反射光。
9、什么是光的衍射和干涉?两者不同之处在于?普通光源发出的光为什么不能产生干涉？对于自然光而言，其干涉的方法有哪些？
答：光的干涉：两束或多束光在空间相遇时,在重叠区形成稳定的强弱强度分布的现象
光的衍射：指光波在传播过程中遇到障碍物时，所发生的偏离直线传播的现象，且光可绕过障碍物，传播到障碍物的几何阴影区域,并在观察屏上呈现出光强的不均匀分布。
异同点：干涉与衍射就本质来讲是有限个相干光波的叠加，而衍射现象则是无限多个相干光波的叠加结果.
普通光源的发光方式主要是自发辐射，各个原子是一个独立的发光中心,且发光杂乱无章。因此不同原子产生的各个波列之间,同一原子先后产生的各个波列之间,都没有固定的相位关系，所以不会产生干涉现象。
自然光的干涉方法:分波面法、分振幅法。
10、什么是光的偏振特性？ 横波和纵波的区别标志是什么？
答:一般在垂直平面光波传播方向的平面内，光场振动方向相对光的传播方向是不对称的，光波性质随光场振动方向的不同而发生变化，这种性质为光的偏振特性。区别特点是偏振特性。
11、
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光的电磁理论的基本方程是什么？其微分形式的表达式?描达介质色散特性的科希经验公式什么？
答：麦克思维方程组的微分形式： 
 描述光与介质相互作用经典理论的基本方程组 
描述介质正常色散特性科希公式n=A+B/λ²+C/λ^4
12、复折射率的表达式？ 在描述光的传播特性时，其实部与虚部的作用各是什么?
表达式
实部n：表征介质影响光传播相位特性的量,即通常所说的折射率
虚部η :表征介质影响光传播振幅特性的量，通常称为消光系数
13、什么是主截面? 什么是o光？ 什么是e光？ 什么是离散角？ 什么是波片?波片的切割方式和使用时的注意事项?
答：光轴与晶面法线所决定的平面是主截面.
o光：与光的传播方向无关，与之相应的光称为寻常光，简称o光。
e光：光的传播方向有关,随θ变化，相应的光称为非常光，简称e光。
离散角:波法线方向k与光线方向的夹角称为离散角。
波片：从单轴晶体上按一定方式切割的、有一定厚度的平行平面的波片是玻片.
波片的切割方式:对于单轴晶体,晶体表面与光轴平行,对于双轴晶体，晶体表面可与任意主轴平面平行
使用注意事项:a。光波波长b。玻片的主轴方向
14、什么是喇曼散射和瑞利散射? 喇曼散射的谱线与瑞利散射谱线的特点和不同点是什么?
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答：喇曼散射：光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称喇曼效应。 
 特点：①。在每一条原始的入射光谱线旁边都伴有散射线，在原始光谱线的长波长方向的散射谱线称为红伴线或斯托克斯线，在短波长方向上的散射线称为紫外线和反斯托克斯线，它们各自与原始光的频率差相同；②。这些频率差的数值与入射光波长无关,只与散射介质有关。③.每种散射介质有它自己的一套频率差，其中有些和红外吸收的频率相等，它们表征了散射介质的分子振动频率。
瑞利散射：亭达尔等最早对微粒线度不大于（1/5~1/10）λ的浑浊介质进行了大量的实验研究，研究规律叫亭达尔效应。这些规律后来被瑞利在理论上说明，所以又叫瑞利散射.
特点：①.散射光强度与入射光波长的四次方成反比，即②.散射光强度随观察方向变化③散射光是偏振光，不论入射光是自然光还是偏振光都是这样，该偏振光的偏振度与观察方向有关。
15、在双轴晶体中，为什么不能采用0光与e光的称呼来区分两个正交线偏振光？
答:当波矢k沿着除两个光轴和三个主轴方向传播时,过折射率椭球中心且垂直于k的平面与折射率椭球的截线均为椭圆,这些椭圆不具有对称性，相应的两个线偏振光的折射率都与k的方向有关，，不能采用o光与e光的称呼来区分两个正交线偏正光。 
16、简述渥拉斯顿棱镜的工作原理? 简述格兰—汤普森棱镜的工作原理?
答：渥拉斯顿棱镜又称双像棱镜，由光轴相互垂直的两块直角棱镜沿斜面胶合而成，正入射的平行光束在第一块棱镜内垂直光轴传播，o光和e光以不同相速度同向传播。它们进入第二块棱镜时，光轴方向旋转90度，使第一块棱镜中的o光变成e光，且由于方解石为负单轴晶体，将远离界面法线；第一块晶体中的e光变成o光，靠近法线偏折，这两束光在射出棱镜时，将再偏折一次。
格兰-汤普森棱镜：格兰汤普森棱镜利用全反射原理工作的，存在着入射光束锥角限制。