光学期中论文选题参考.pdfVIP

期中考试 一. 形式： “小论文” 封面：标题、班级、姓名、学号； 文前：摘要（约100字）、关键词（2-3个）； 文后：参考文献（作者、题目、出版物、卷号/页码、年份）。 二. 目的：培养独立学习和研究问题的能力 三. 要求： 1. 选题：所列题目任选一道或自己拟题（需提前与教师确认）； 2. 通过查找资料、建模推导等步骤，独立组织语言以科技论文形式撰写， 重点应放在物理原理的阐述上，不必过多地叙述具体的工程技术细节。 3. 小论文应突出主题，内容集中，并要有自己的观点和体会，并注意合 理标注参考文献。篇幅不限，建议1500-2500字。若手写，请注意字迹清 晰。 4. 第14周周五（12月6 日）交。 1 期中考试 每一道题目的满分为100分。如果选某一题目的人数超过15 人，则该题满分将减少（选题人数- 15）分。 发现抄袭的按零分处理。 四.参考题目： ① 去年案例（勿选）：8月28 日，CCTV新闻联播报道了北京市天空出现 霓与虹，引起市民的争相围观。请结合所学知识，建立物理模型并计 算，解释“霓虹”现象。 ② 去年案例：红外和拉曼光谱的区别 ③ 去年案例：解释光晕的原理及其重现（得98分） 2 期中考试 小颗粒散射与吸收 ① 瑞利散射的散射光总强度与入射光波长的4次方成反比。请建立模 型，证明小颗粒的瑞利散射定律。 ② 利用Mie理论推导单个小球的散射、与吸收公式。 ③ 推导一个介质小球在静电场中的球外电场分布。如果这个小球是金 属（介电常数满足Drude模型）的，讨论什么时候发生共振，查找 文献，认识局域表面等离激元共振现象。 ④ 阅读课外文献，理解光的轨道角动量，并讨论当小颗粒吸收具有轨 道角动量的光子之后发生的行为； ⑤ 查找课外文献，认识光镊的原理与装置。 ⑥ 夜晚的珞珈山常常有激光射向黑暗的夜空，请查阅相关资料，解释 他们实验的原理以及如何实现。 3 期中考试 反射与折射 ④ 课外文献阅读，认识广义反射与折射，认识metasurface 。 ⑤ 推导出一层膜体系（空气、膜层、基底）的在平面入射光照射时的 电场、磁场的公式，并讨论膜层厚度、折射率等的影响，利用软件 （如Matlab ）画出强度分布，加深理解。 ⑥ 推导出多层膜（ABAB…交替）的反射率公式，设计针对某一特定 波长（如633 nm氦氖激光）的高反膜（Distributed Bragg Reflector ）。 （提示：有递推公式） ⑦ 推导一束左旋偏振光入射到空气-玻璃界面上，反射光在垂直入射面 上发生的位移，参考课外文献，认识光子自旋-轨道耦合效应。 4 期中考试 全内反射 ④ 推导出发生全内反射时空间的电场、磁场的公式，用软件（如 Matlab ）画出分布，并讨论光疏介质中光场的偏振态及其随系统参 数（入射角、折射率等）的影响。 ⑤ 发生全内反射时，反射光相对入射光在沿着界面方向有“古斯-汉森” 位移(Goos-Hänchen Shift)，请查找相关资料（Page 137 ），解释这 个位移。 air ⑥ 如右图，已知金膜的厚度为h ，金的介电 Au 常数eAu满足Drude模型其中。推导出反射