第一章
1. 设在半径为Rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l0处有一个辐射强度为Ie的点源S，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 且
所以
2. 如图所示，设小面源的面积为∆As，辐射亮度为Le，面源法线与l0的夹角为θs；被照面的面积为∆Ac，到面源∆As的距离为l0。若θc为辐射在被照面∆Ac的入射角，试计算小面源在∆Ac上产生的辐射照度。 解：亮度定义:
强度定义:
可得辐射通量：
则在小面源在∆皮革涂饰剂Ac上辐射照度为：
3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度Le均相同，试计算该扩展源在面积为Ad的探测器表面上产生的辐照度。
答：由得，且
则辐照度：黑发液
4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？
不是热辐射。霓虹灯发的光是电致发光，在两端放置有电极的真空充入氖或氩等惰性气体，当两极间的电压增加到一定数值时，气体中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，使原子中的电子受到激发。当它由激发状态回复到正常状态会发光，这一过程称为电致发光过程。
6. 从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长λm随温度T的升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出
。
答：这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898⨯10-3m∙K。
普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。
7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M。试有普朗克的辐射公式导出M与温度T的四次方成正比，即
这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67 10-8W/m2K4
解答：教材P9，并参见大学物理相关内容。
9. 常用的彩胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？
按温区分。
10 为频率在间黑体辐射能量密度，为波长在 间黑体辐射能量密度。已知 ，试求。
解答：
由，通过全微分进行计算。
11 如果激光器和微波器分别在λ=10μm，λ=500nm和ν=3000MHz输出一瓦的连续功率，问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数分别是多少？
磁性表座
解答：
，
12 设一对激光能级为E2和E1（g2=g1nfj金属防静电），相应的频率为ν（波长为λ），各能级上的粒子数为n2和n1。求
（1）当ν=3000MHz，T=300K时，n2/n1=？
（2）当λ=1μm，T=300K时，n2/n1=？
（3）当λ=1μm，n2/n1=0.1 温度T=？。
解答：
13 试证明，由于自发辐射，原子在E2能级的平均寿命。
解答：
参见教材P12
14 焦距f是共焦腔光束特性的重要参数，试以f表示，，， 。 由于f和是一一对应的，因而也可以用作为表征共焦腔高斯光束的参数，试以表示f、，，。 解答：
15 今有一球面腔，R1=1.5m，R2=-1m，L=0.8m。试证明该腔为稳定腔；并求出它的等价共焦腔的参数。
解答：
稳定强条件：510669，求出g直播延时1和g2为腔参数。
16 某高斯光束=1.2mm，求与束腰相距0.3m，10m和1000m远处的光斑的大小及波前曲率半径R。
解答：
第二章
1. 何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。 答：对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。
2. 何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？
答：是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将使激光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面内的强度闪烁、光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动）、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统称为大气湍流效应。
3．对于3m晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y和z轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即nx=ny=n0、nz＝ne 。它所属的三方晶系3m点电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。电光系数矩阵为：
由此可得铌酸锂晶体在外加电场后的折射率椭球方程为：
（1）
通常情况下，铌酸锂晶体采用450－z切割，沿x轴或y轴加压，z轴方向通光，即有Ez=Ey=0,且Ex≠0。晶体主轴x,y要发生旋转，上式变为：
（2）
因，且光传播方向平行于z轴，故对应项可为零。将坐标轴绕z轴旋转角度α得到新坐标轴，使椭圆方程不含交叉项，新坐标轴取为
，z=z’ （3）
将上式代入2式，取消除交叉项，得新坐标轴下的椭球方程为：
（4）
可求出三个感应主轴x’、y’、z’（仍在z方向上）上的主折射率变成：
（5）
可见，在x方向电场作用下，铌酸锂晶体变为双轴晶体，其折射率椭球z轴的方向和长度基本保持不变，而x,y截面由半径为n0变为椭圆，椭圆的长短轴方向x’ y’相对原来的x y轴旋转了450，转角的大小与外加电场的大小无关，而椭圆的长度nx，ny的大小与外加电场Ex成线性关系。
当光沿晶体光轴z方向传播时，经过长度为的晶体后，由于晶体的横向电光效应（x-z），两个正交的偏振分量将产生位相差：
（6）
若为晶体在x方向的横向尺寸，为加在晶体x方向两端面间的电压。通过晶体使光波两分量产生相位差（光程差/2）所需的电压，称为“半波电压”，以表示。由上式可得出铌酸锂晶体在以（x-z）方式运用时的半波电压表示式：
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