物理光学期末试题

1.波动方程，光程、光程差、相位差2.杨氏干涉、薄膜干涉(等倾、等厚) （重点）3.单缝衍射、圆孔衍射（半波带、分辨本领）、光栅4.马吕斯定律、布儒斯特定律、偏振光之间转换1．)](ex p[0kz t i E E --=ω与)](ex p[0kz t i E E +-=ω描述的是 传播的光波。

A ．沿正方向B ．沿负方向C ．分别沿正和负方向D ．分别沿负和正方向2．牛奶在自然光照射时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是A ．瑞利散射B ．分子散射C ．Mie 散射D ．拉曼散射3．在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是A ．由外到里B ．由里到外C ．不变D ．随机变化5． F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围λ∆A ．恒定不变B ．增加C ．下降D ．=06．光波的能流密度正比于A ． E 或HB ．2E 或2HC ．2E ，与H 无关D ． 2H ，与E 无关7．光在介质中传播时，将分为o 光和e 光的介质属A ．单轴晶体B ．双轴晶体C ．各向同性晶体D ．均匀媒质8.两相干光的光强度分别为I 1和I 2，当他们的光强都增加一倍时，干涉条纹的可见度A .增加一倍B . 减小一半C .不变D . 增加1/2 倍9.线偏振光可以看成是振动方向互相垂直的两个偏振光的叠加，这两个偏振光是A .振幅相等，没有固定相位关系B .振幅相等，有固定相位关系C .振幅可以不相等，但相位差等于0度或180度D .振幅可以不相等，但相位差等于90度或270度10．等倾干涉图样中心圆环 。

（区分迈克尔孙和牛顿环）A ．级次最高，色散最弱B ．级次最高，色散最强C ．级次最低 色散最弱D ．级次最低，色散最强11．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为λ4=a 的单缝上，对应于衍射角为30º的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为A ．2 个B ．4 个C ．6 个D ．8 个14．闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成角，目的是使A．干涉零级与衍射零级在空间分开B．干涉零级与衍射零级在空间重合。

C．条纹变宽D．自由光谱范围增大15．把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环（若是尖劈会怎样）A．向中心收缩，条纹间隔不变B．向中心收缩，环心呈明暗交替变化C．向外扩张，环心呈明暗交替变化D．向外扩张，条纹间隔变大16．在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中，相邻缝的衍射图样A．相同B．相似，但空间位置不同C．相似，但空间位置平移缝距D．强弱互补17．线偏振光通过半波片后，一定是（偏振态间的转换）A．圆偏振光B．线偏振光C．椭圆偏振光D．自然光18．平行平板的等倾干涉图样定域在A．无穷远B．平板上界面C．平板下界面D．自由空间20．一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布懦斯特角，则在玻璃上界面的反射光A．是自然光B．是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面C．是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面D．是部分偏振光。

21．一个衍射光栅宽为3cm，以波长为600nm的光照射，第二级主极大出现于衍射角为30ο处。

则光栅的总刻度线数为A．1.25×104B．2.5×104C．6.25×103D．9.48×10322．强度为I0的自然光通过透振方向互相垂直的两块偏振片，若将第三块偏振片插入起偏器和检偏器之间，且它的透振方向和起偏器的透振方向成θ角，试问透射光的强度为A．I0cosθB．（1/8）I0sin22θC．I0cos2θD．I0cos4θ1．单缝夫琅禾费衍射的观测中，令单缝在纸面内垂直透镜光轴上、下移动，屏上的衍射图样（变、不变），令光源垂直透镜光轴上、下移动，屏上的衍射图样（变、不变）。

2．在双折射晶体内部，频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光，沿光轴传播时，它们的传播速度（相同、不同），沿垂直光轴传播时，它们的传播速度（相同、不同）。

3．当偏振片以光的传播方向为轴旋转一周时，若透射光强不变，则入射光是；若透射光强变，并且有消光现象，则入射光是；若透射光强变，但无消光现象，则入射光是。

4．振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最大光强I max=_____________。

5.在杨氏双缝干涉实验中，缝距为d，缝屏距为D，屏上任意一点p到屏中心p0点的距离为y，则从双缝所发光波到达p点的光程差为___________。

二．计算简答题一平面简谐光波沿x方向传播，波长为λ，设x=0点的相位φ0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布φ（x）；（2）沿y轴光波的相位分布φ（y）；（3）沿r 方向光波的相位分布φ（r）。

1.如图1所示，两平板玻璃在一边相连接，在与此边距离20厘米处夹一直径为0.05mm的细丝，以构成空气楔角．若用波长为589nm的钠黄光垂直照射，相邻暗条纹间隔为多宽？这一实验有何意义？I的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片Pֲ、P2、P3 上，已知2．束光强为P1 与P3 的偏振化方向相互垂直。

求P2 与P3 的偏振化方向之间夹角为多大时，I。

穿过第三个偏振片的透射光强为8/3．在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率1.58的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm，试求薄片的厚度。

4.在杨氏实验装置的一个小孔后面放置一块n=1.5、厚度h=0.01mm的薄玻璃片，试问与放玻璃片之前相比，屏上干涉条纹将向哪个方向移动？移动多少条纹间距？（设光源波长λ= 500nm）即移动了个条纹间距。

5．在等倾干涉实验中，若照明光波的波长λ = 600nm，平板的厚度h=2mm，折射率n=1.5，其下表面涂高折射率介质（n>1.5），问（1）在反射光方向观察到的条纹中心是暗还是亮？（2）由中心向外计算，第10个亮纹的半径是多少？（观察望远镜物镜的焦距为20cm）（3）第10个亮环处的条纹间距是多少？6.在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率1.58的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm，试决定试件厚度。

7.用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时,在长达5cm的范围内共有15个亮纹,玻璃楔板的折射率n=1.52,所用光波波长为600nm,求楔角.用等厚干涉测量玻璃楔板的楔角时，在长达5cm的范围内共有15个亮纹，玻璃楔板的折射率为n=1.52，所用照明光波的波长λ = 600nm，求楔角。

8.在杨氏实验装置中，光源波长为640 nm，两狭缝间距为0.4 mm，光屏离狭缝的距离为50 cm。

试求：（1）光屏上第1 亮条纹和中央亮条纹之间的距离；（2）若P点离中央亮条纹为0.1 mm，则两束光在P 点的相位差是多少？9.在折射率n=1.50的玻璃上，镀上nˊ=1.35 的透明介质薄膜，入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1=600nm 的光波干涉相消，对λ2=700nm 的光波干涉相长。

且在600nm ~700nm之间没有别的波长是最大限度相消或相长的情形。

求所镀介质膜的厚度。

10.钠黄光包括λ= 589.0 nm和λ= 589.6 nm的两条谱线。

使用一块15 cm宽，每毫米内有1200个刻槽的透射型光栅，求：（1）一级光谱中谱线的位置。

（2）两条谱线的角间隔和半角宽度。

6.7.显微镜用紫外光（λ = 275 nm）照明比用可见光（λ = 550 nm）照明的分辨本领约大多少倍？（2）它的物镜在空气中的数值孔径为0.9，用用紫外光照明时能分辨的两条线之间的距离是多少？（3）用油浸系统（n = 1.6）时，这最小距离又是多少？8. 用波长λ= 0.63μm的激光粗测一单缝的缝宽。

若观察屏上衍射条纹左右两个第五级极小的间距是6.3cm，屏和缝之间的距离是5 m，求缝宽。

9. 今测得一细丝的夫琅和费零级衍射条纹的宽度为1cm，已知入射光波长为0.63m，透镜焦距为50 cm，求细丝的直径。

10. 用波长为624 nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽a = 0.012 mm，不透明部分的宽度b = 0.029 mm，缝数N = 1 000，试求：（1）中央峰的角宽度；（2）中央峰内干涉主极大的数目；（3）谱线的半角宽度。

11. 汽车两前灯相距1.2m，设灯光波长为λ= 600nm，人眼瞳孔直径为D=5mm，试问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？12. 若望远镜能分辨角距离为3×10−7rad 的两颗星，它的物镜的最小直径是多少？(2.24m)13．强激光从孔径为d的激光器输出窗射向月球，得到直径为D的光斑。

如果激光器的孔径是2d，则月球上的光斑直径是多少？设计一块光栅，要求：（1）使波长λ= 600nm 的第二级谱线的衍射角θ≤30º，（2）色散尽可能大，（3）第三级谱线缺级，（4）在波长λ=600nm 的第二级谱线处能分辨0.02nm的波长差。

在选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只可能看到波长600nm 的几条谱线？14．波长 ＝600nm的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30º，且第三级是缺级。

(1) 光栅常数d等于多少？(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少。

15．波长为546.1nm的平行光垂直地射在1mm宽的缝上，若将焦距为100cm的透镜紧贴于缝的后面，并使光聚焦到屏上，问衍射图样的中央到（1）第一最小值；（2）第一最大值的距离分别为多少？钠黄光包括λ= 589.0 nm和λ= 589.6 nm的两条谱线。

使用一块15cm宽，每毫米内有1200个刻槽的透射型光栅，求：（1）一级光谱中谱线的位置；（2）两条谱线的角间隔和半角宽度。

16用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽b为0.012mm，不透明部分的宽度a为0.029mm，缝数N为103条。

求：(1)单缝衍射图样的中央角宽度；(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱？17．波长为500nm的平行光垂直地射在0.025mm宽的缝上，若将焦距为50cm的透镜将衍射光聚焦于焦平面上进行观察，求（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；（3）第一亮纹相对于中央亮纹的强度。

18.用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽b为0.012mm，不透明部分的宽度a为0.029mm。

求：(1)单缝衍射图样的中央角宽度；(2)单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱？19.波长为546.3nm的平行光垂直地射在直径D=2.6mm的圆孔，与空相距1m处放一屏幕，问（1）屏幕上正对圆孔中心的P点是亮还是暗；（2）要使P变成与（1）相反的情况，至少把屏幕向前（向后）移动多远的距离？20．没有衍射物时入射光在P点的振幅为α，在菲涅尔圆孔衍射中，圆孔在轴线上P点恰好露出一个半波带，该点的光强为多少？21．一块光栅的宽度为10cm ,每毫米内有500 条逢，光栅后面放置的透镜焦距为500nm。