Электромагнитные волны
А.П. РУСИНОВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»
Оренбург 2009 УДК ББК Р
Рецензент кандидат физико-математических наук, доцент Т.М. Чмерева
Методические указания содержат необходимый минимум теоретических сведений и задачи для выполнения расчетно-графических заданий и контрольных работ по курсу «Физические основы оптоэлектроники» и «Квантовая электроника» для студентов специальностей 010801 – «Радиофизика и электроника» и 010707 – «Медицинская физика».
Ó Русинов А.П., 2009 Ó ГОУ ОГУ, 2009 Содержание 1 Геометрическая оптика. Поляризация света. 4 2 Электромагнитные волны.. 6 3 Отражение света от границы раздела двух сред. Формулы Френеля. 6 4 Гауссовы пучки. 9 5 Лучевые матрицы.. 11 6 Распространение света в световодах. 14 7 Распространение света в оптическом волокне. 15 8 Литература, рекомендуемая для изучения дисциплины.. 25
Геометрическая оптика. Поляризация света
· Закон преломления света: (1.1) где j - угол падения, y - угол преломления, - абсолютные показатели преломления соответственно первой и второй сред, - относительный показатель преломления. · Абсолютный показатель преломления среды: (1.2) где с - скорость света в вакууме, v - скорость света в данной среде. · Закон Брюстера: (1.3) где - угол падения, при котором отраженная световая волна полностью поляризована, - абсолютные показатели преломления соответственно первой и второй сред. · Световой вектор - вектор напряженности электрического поляЕ. · Плоскость пропускания поляризатора- плоскость, в которой колебания светового вектора проходят свободно. · Закон Малюса: (1.4) где I - интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; a - угол между направлением колебаний светового вектора волны, падающей на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора. · Степень поляризации света: (1.5) где и - максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором. Задачи 1.1 При каком значении угла падения q, луч, отраженный от поверхности воды, будет перпендикулярен к преломленному лучу? 1.2 Имеются две оптические среды с плоской границей раздела. Пусть j1пр - предельный угол падения луча, и j1 - угол падения, при котором преломленный луч перпендикулярен к отраженному (предполагается, что луч идет из оптически более плотной среды). Найти относительный показатель преломления этих сред, если sinj1пр/sinj1 = h =1,28. 1.3 Угол Брюстера при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 57о. Определить скорость света в этом кристалле. 1.4 Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластину толщиной d=6,0 см. Угол падения j=60°. Найти величину смещения луча, прошедшего через эту пластину. 1.5 При падении естественного света на некоторый поляризатор проходит h1=30 % светового потока, а через два таких поляризатора - h2=13,5 %. Найти угол a между плоскостями пропускания этих поляризаторов. 1.6 Пучок естественного света падает на систему из N=6 поляризаторов, плоскость пропускания каждого из которых повернута па угол a=30о относительно плоскости пропускания предыдущего поляризатора. Какая часть светового потока проходит через эту систему? 1.7 Естественный свет падает на систему из трех последовательно расположенных одинаковых поляроидов, причем плоскость пропускания среднего поляроида составляет угол a=60° с плоскостями пропускания двух других поляроидов. Каждый поляроид обладает поглощением таким, что при падении на него линейно поляризованного света максимальный коэффициент пропускания составляет t=0,81. Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения этой системы? 1.8 Степень поляризации Р частично поляризованного света равна 0,5. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемого через анализатор, от минимальной? 1.9 Степень поляризации частично поляризованного света Р=0,25. Найти отношение интенсивности поляризованной составляющей этого света к интенсивности естественной составляющей. 1.10 На пути частично поляризованного света поместили поляризатор. При повороте поляризатора на угол j=60° из положения, соответствующего максимуму пропускания, интенсивность прошедшего света уменьшилась h=3,0 раза. Найти степень поляризации падающего света.
Электромагнитные волны
Задачи 2.1 Электромагнитная волна с частотой n=3 МГц переходит из вакуума в немагнитную среду с диэлектрической проницаемостью e=4. Найти приращение ее длины волны. 2.2 Плоская электромагнитная волна E=Em cos (wt-kr) распространяется в вакууме. Считая векторы Em и k известными, найти вектор Н как функция времени t в точке срадиус-вектором r=0. 2.3 Найти параметры k' и k'' плоской однородной волны, распространяющейся в следующих средах: а) стекло f=105 Гц, б) полистирол f=107 Гц, в) олово f=1010 Гц. Таблица 2.1 Параметры e и s распространенных веществ
2.4 Фазовая скорость волны изменяется по закону , где v0=const, a=const. Найти групповую скорость волны.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (496)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |