山东大学光与光学考试范围.docx

1、 单彩虹及双彩虹形成的原因 答：彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成光的色散及反射而成的 阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内也是以不同的角度反射当中 以 40-42 度的反射最为强烈，形成人们所见到的彩虹 双彩虹是指在平常的彩虹外边出现同心，但较暗的副虹（又称霓）副虹是阳光在 水滴中经两次反射而成当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来 在水滴内经过一次反射的光缐，便形成人们常见的彩虹（主虹）因为有两次的 反射，霓的颜色排列次序跟主虹是相反的由于每次反射均会损失一些光能量， 因此霓的光亮度亦较弱副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较 低，所以有时不被肉眼察觉而已2、 蜃景产生的原因是什么？海中与沙漠中的蜃景有什么不同？ 答：蜃景常在海上、沙漠中产生，是光线在延直线方向密度不同的气层中，经过 折射造成的结果夏天，空气温度高而海水的温度低，海面附近的空气温度较低密度较大，而越向 上气温越高空气密度较小，故空气的折射率就形成下层大而上层小的连续变化； 远处的山峰、船舶、楼台等发出的光线从（折射率较大）密度大的空气连续不断 地传播到密度小的上层空气，由于不断被折射而使光线越来越偏离法线，故进入 到上层空气的光线的入射角不断增大，以至发生全反射；当反射光线进入人的眼 睛时，人们逆着光线看去就感觉到远方的山峰、船舶、楼台、树木等景物悬在空 中，这就是“上现蜃楼”。

而夏天的沙漠表面被晒得非常热，故下层空气密度小而上层空气密度逐渐增大， 那么从沙漠地面向上空气的折射率则从小到大连续变化，故从远处物体斜射向地 面的光线，进入折射率逐渐减小的热空气层被折射后，其折射角大于入射角且折 射角与入射角均逐渐增大，而且入射光线可能在沙漠地面附近发生全反射；由于 人眼是按直线追溯射入眼中的光线射来的方向看到物体的，所以人看到这些光线 好像是由他的前方射来的，于是人们就看到前方远处物体的倒影，这就是“下现 蜃楼”3、 什么是“华”？为什么“华”可以作为天气的预兆？ 答：当天空有薄云时，透过云 层在太阳或月亮周围看到的彩色光环其色序为 内紫外红，称为“华”最靠近华发光体的光环叫华盖，华的内侧呈白色或青白色， 中间是黄色，外缘呈红褐色华是由于日光或月光在云中水滴或冰晶间发生衍射而生成的云滴直径越小，光 环越大云滴的大小越均匀，光环的色彩越鲜明因此只要测定华的彩环张角， 就能大致估计云滴的平均大小华是一种地方性的天气预兆，如果从晕变到华， 而且华张角又在减小，则表示云中水滴增大，云层变厚，因而有降水的可能4、 天空为什么是蓝的？旭日和夕阳为什么是红的？云为什么是白的？ 答：首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气散射阳光的结果。

如果没有大气， 即使在白昼，人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中这景 象是宇航员司空见惯了的由于大气的散射，将阳光从各个方向射向观察者，我 们才看到了光亮的天穹，按瑞利定律，白光中的短波成分（蓝紫色）遭到散射比 长波成分（红黄色）强烈得多，散射光乃因短波的富集而呈蔚蓝色瑞利曾对天 空中各种波长的相对光强作过测量，发现与反比律颇相吻合大气的散射一部分 来自悬浮的尘埃，大部分是密度涨落引起的分子 散射，后者的尺度往往比前者 小得多，瑞利反比律的作用更加明显所以每当大雨初霁、玉宇、澄清了尘埃的时候，天空总是蓝得格外美丽可爱，其道理就在这里.5、 什么是光的散射现像？试举例说明答：当光束通过均匀的透明介质时，从侧面是难以看到光的但当光束通过不均 匀的透明介质时，则从各个方向都可以看到光，这是介质中的不均匀性使光线朝 四面八方散射的结果，这种现象称为光的散射例如，当一束太阳光从窗外射进 室外内时，我们从侧面可以看到光线的径迹，就是因为太阳光被空气中的灰尘散 射的缘故6、 透明物体和不透明物体的颜色各是由什么决定的？ 答：透明物体的颜色是由通过它的色光决定的而不透明物体只能反射与它颜色 相同的光，因此不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

7、 如果红色物体表面用绿光照射，那么会呈现什么颜色？为什么？ 答：黑色因为绿光波长的辐射被全部吸收了，而照射光又不包含可以反射的红 光波长所以物体在不同光谱组成的光照射下，会呈现不同的色彩8、 什么是红移现像？ 答：红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现 象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频 率降低红移的现象目前多用于天体的移动及规律的预测上因为红光的波长比 蓝光的长，所以这种拉伸对光学波段光谱特征的影响是将它们移向光谱的红端， 于是这些过程被称为红移答：9、 分别把红、绿、蓝三色光用 R、G、B 来表示，黄、品红、青三色光用 Y、 M、C 来表示当等量 R、G、B 三色光相混合（相加）时，可以得到的的混合 规律是：R+G=YB+R=MB+G=C10、色？R+G+B=W三基色的选择是否唯一？在彩色电视中为什么选择红、绿、篮作为三基三基色的选择不是唯一的在彩色电视中选择红、绿、篮作为三基色是因为 人眼对这三种基色的光最敏感11、 激光的定义答：激光是由受激发射的光放大产生的辐射激光的英文名称LASER，是取自英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的首字母。

12、 激光具有哪些优点？ 答：激光具有方向性好、亮度高、单色性好及相干性好的优点13、 什么是自发辐射与受激辐射？ 答：自发辐射：处于高能级的粒子在没有外来光的影响下，自发跃迁到低能级而 发出一个光子的过程各原子的自发辐射过程完全是随机的，所以自发辐射光是 非相干的受激辐射：处于高能级的粒子在外来光的影响下，跃迁到低能级，辐射一个和外 来光特性完全相同的光子，所以受激辐射光是相干的14、 激光器一般由哪几个部分组成？ 答：激光器一般由三个部分组成，激光介质，激励能源与光学谐振15、 激光与原子能、计算机、半导体、并列为 20 世纪四大发明，举例说明 激光在生活中的应用16、 什么是光伏效应？“光生伏特效应”，简称“光伏效应”，英文名称：Photovoltaic effect指光照使不 均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象17、 什么是吸收光谱？太阳光谱是吸收光谱还是发射光谱？ 吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸汽或气体后产生的， 如让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠的蒸汽就能生成钠的吸收光谱这 个光谱背景是明亮的连续光谱，而在钠的标识谱线的位置上出现了暗线。

太阳光谱是一种吸收光谱，是因为太阳发出的光穿过温度比太阳本身低得多的太 阳大气层，而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体，太阳光 穿过它们的时候跟这些元素的标识谱线相同的光都被这些气体吸收掉了18、 蝮蛇为什么能在黑暗中寻找猎物？ 答：蛇的耳朵已经退化，听觉非常差，它的视觉也很差，只能看见近处的东西 蛇能靠皮肤感觉来自地面或空气中极细微的振动，它用全身的皮肤代替了耳朵 蛇的嗅觉非常发达，与其它动物不同，蛇的嗅觉接收器官使舌头，而不是鼻蛇 经常将舌头伸出来不停的晃动蛇的舌头有两根分叉，能吸收空气中微小的气味 粒子，分辨出不同的气味蛇的眼睛已经退化，它能在夜间捕捉到田鼠，靠的是 它眼睛与鼻孔间的颊窝颊窝就像蛇的红外线接收器，可以根据接收到的温度高 低得知猎物得位置19、 什么是红外探测器？ 答：红外探测器就是能够把入射的微弱红外光转换为电子线路可以测量的电信号 的光电转换器件20、 红外探测器的分类 答：红外探测器可以分为红外热探测器和红外量子探测器 红外热探测器是利用辐射的热效应，通过热电变换来探测辐射入射到探测器光 敏面的辐射被吸收后，引起响应元的温度升高，响应元材料的某一物理量 （电阻 等）随之而发生变化。

热探测器的响应正比与所吸收的能量红外量子探测器是通过光子与探测器材料直接作用，产生内光电效应入射到探 测器光敏面的辐射被吸收后，响应元内的电子直接吸收红外辐射的光子能量而发 生运动状态的改变，利用这一改变所导致的电导的改变或电动势的产生等，度量 入射辐射的强弱21、 举例说明生物如何利用荧光?22、 全息照相与一般照相有什么区别？项目全息照相普通照相原理光的干涉、衍射等物理光学原理几何光学的透镜成像原理记录振幅、位相分布振幅分布记录在介质上物光和参考光的的干涉条纹像将底片分成小块每块可再现完整的图像，但分辨率 下降每块图像不完整，但分辨率不 变物体与底片上不存在—对应关系存在—对应关系23、 什么是自然光？什么是偏振光(线偏振)？答：自然光 指一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方 向上的振幅都相等(轴对称)这样的光叫自然光 . 线偏振光是指光振动只沿某一固定方向的光24、 什么是太赫兹波？太赫兹(THz)波是指频率范围在0.1〜lOTHz的电磁波(lTHz=l,OOOGHz)它 处于科学技术发展较好的微波与红外光学之间特殊位置，而科学家将微波和红外 领域成熟的技术应用到 THz 波段时效果不理想，因此长期以来，由于缺乏有效 的 THz 辐射源和检测方法，人们对于该波段电磁辐射特性了解甚少，以至于出 现“THz空白”(THz gap)的说法。

25、 激光电视的优点是什么？ 激光电视具有色彩鲜明、亮度高、分辨率高的优点26、 红外夜视技术分为几类？ 答：红外夜视技术分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术主动红外夜视技 术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术，对应 装备为主动红外夜视仪被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来 实现观察的红外技术，它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来 发现目标其装备为热像仪红外热成像夜视仪是被动红外夜视技术，跟外界光 线有没有没有关系，只与物体热辐射有关系！28、 红外热成像技术与徽光成像技术的比较(1) 红外热成像系统不象微光夜视仪那样借助夜光，而是靠目标与背景的辐射产 生景物图像，因此红外热成像系统能 24 小时全天候工作2) 红外辐射比微光的光辐射具有更强的穿透雾、霾、雨、雪的能力，因而红外 热成像系统的作用距离更远3) 红外热成像能透过伪装，探测出隐蔽的热目标，甚至能识别出刚离去的飞机 和坦克等所留下的热迹轮廓4) 微光夜视仪的响应速度快，分辨率高(5) 微光夜视频谱响应向短波范围扩展的潜力大，包括高能离子、x射线、紫外线、 蓝绿光景物的探测成像基本上都是基于外光电转换、增强、处理、显示等微光成 像技术原理口。

29、 什么是双折射(double refraction)现象？ 答:一束自然光入射到各向异性的媒质中分成两束线偏振的折射光的现象称为双 折射例如，透一块透明的双折射晶体看白纸上的点，会看到两个像30、 3D眼镜的种类和制作原理 立体感产生的主要原因是左右眼看到的画面不同，左右眼位置不同所以画面会有 一些差异目前市场上的 3D 眼镜主要有色差式、偏光式、时分式三种：色差式：大家常见红蓝，红绿等有色镜片类的都是色差式的3D眼镜左放映机 的画面通过红色镜片(左眼)，右放映机拍摄到的画面通过蓝色镜片(右眼)，通过 左右眼看到的画面不一致，从而产生立体的感觉偏光式也叫偏振式 3D 技术，配合使用的是被动式偏光眼镜拍摄立体图像时就 是用 2 个镜头一左一右然后左边镜头的影像经过一个横偏振片过滤，得到横偏 振光，右边镜头的影像经过一个纵偏振片过滤，得到纵偏振光立体眼镜的左眼 和右眼分别装上横偏振片和纵。