《光学》期末考试试卷
基础光学期末试题
基础光学期末试题(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷A一、选择题1 A2 B3 C4 D5 A 二、是非题1? 2 ? 3? 4? 5? 6? 7? 8? 9? 10? 三、填空题1 12 23 34 45 5四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况 2图(a)图(b)物平像平五、计算题1解：人眼看到的是字透过透镜成的像．第一种情况，字在球面的顶点，此次成像物、像重合．字再经过平面折射成像，物距为-20毫米，像距为毫米，由成像公式，得,0203.130.1=---n（１） (4分)第二种情况，字仅通过折射成像，物距为－20毫米，像距为－毫米，成像公式为.0.1206.140.1rn n -=--- （２）(4分)解（１）（２）两方程，得5.1=n ， 84.76-=r 毫米． (2分)2解：入射到肥皂水薄膜表面光线的入射角为450，可求出光在膜内的折射角2i ．由折射定律，20sin 33.145sin 0.1i ⨯=⨯，解出 0212.32=i ，8470.0cos 2=i ． (2分)由于光在空气中的肥皂水膜上表面反射时有π的相位变化，在其下表面反射时无π的相位变化，因此光程差中要计入半波损失，对于相干加强的500纳米的绿光，应满足λλk i d n =-2/cos 222． (3分)作图题2解图a /2/2题意求最小薄厚度，应取0=k ，以各值代入上式，得8470.033.121210500cos 212622⨯⨯⋅⨯=⋅=-i n d λ41011.1-⨯=（毫米）． (2分)同一厚度的肥皂水膜，若垂直注视，则1cos 2=i ，此时看到的相干加强的波长??应满足λλ''='-k d n 2/22， (2分)将 2,1,0='k 代入上式发现，仅当0='k 时λ'才落在可见光范围内，以0='k 代入，求得3.590='λ纳米，为深黄色的光． (1分) 可见，从不同方向观看，可以呈现不同颜色，这一现象也表现在一些鸟的羽毛薄膜上．有时从不同方向观看羽毛，颜色不同，这是一种薄膜干涉现象．3解：根据题意可有2.01=d k λ，3.02=dk λ，112=-k k ，nm 600=λ． （1）由上面诸方程可解得d =6微米，k 1＝2，k 2＝3． (3分) （2）第四级缺级，故d ＝4a ，得缝宽a ＝微米． (3分) （3）光栅光谱的最大级次为d /?=10，由于缺级级次为±4和±8，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为0、±1、±2、±3、±5、±6、±7、±9，共15个干涉主极大． (4分)4、解：21I I =（2分） 01o 212834330cos I I I I === （2分） 02o 2233294330cos I I I I === （2分）03o 234128274330cos I I I I === （2分） 1282704=∴I I （2分）西南师范大学期终考试试卷参考答案“ 光学 ”课程 考试试卷B一、选择题1 D2 D3 D4 D5 D 二、是非题1? 2 ? 3? 4? 5? 6? 7? 8? 9? 10? 三、填空题1 12 23 34 45 5 四、作图题1题中给出凹面镜，0<r ，又知物高４倍于像高，即4/1=β，所以应有两种情况 2图(a)图(b) 主五、计算题1 解：已知玻璃板的折射率5.1=n ，板厚.5mm d =物体S 经玻璃板两次折射成像，第一次以O1为原点, 向右为正, 物距s ＝－a ，曲率半径r ＝?，代入成像公式得00.11=--'a s n解得第二次成像,以O2,12d na d s s --=-'= 代入成像公式得,01=---'d na n s解得).(n da s +-='小物体的像向着玻璃板移动了).(35)5.111(5)11()(mm n d d s a s =-⨯=-=-'-=∆2解：（1）m 11.010210550210249k =⨯⨯⨯⨯⨯=∆∴=--x d kD x λ（2）0)(12=-+-e ne r rm 10828.358.0106.6)1(6612--⨯=⨯⨯=-=-n e r r 96.61055010828.39612=⨯⨯=-=∴--λr r k3解：根据题意可有.1na s -='计算题图11 2.01=d k λ，3.02=d k λ，112=-k k ，nm 600=λ．（1）由上面诸方程可解得d=6微米，k １＝２，k ２＝３．（2）第四级缺级，故d ＝４a ，得缝宽a ＝１.５微米．（3）光栅光谱的最大级次为d/?=10，由于缺级级次为±４和±８，第十级的衍射角为900，事实上也不能出现，故屏幕上出现的干涉主极大级次为０、±１、±２、±３、±５、±６、±７、±９，共15个干涉主极大．。
大学物理期末考试卷(光学)
东 南 大 学 考 试 卷（A 卷）课程名称 基础物理学(II)考试学期12-13-2得分适用专业考试形式闭卷考试时间长度 120分钟4. 设星光的中心波长为550 nm ，用一台物镜直径为1.20 m 的望远镜观察双星时，能分辨的双星的最小角间隔δθ 是（ ）。
(A) 3.2 ×10-7 rad (B) 5.4 ×10-7 rad (C) 1.8 ×10-7 rad (D) 5.6 ×10-7 rad5. 波长为λ的单色光垂直入射到光栅常数为d 、总缝数为N 的衍射光栅上，则第k 级谱线的半角宽度∆θ （ ）。
(A) 与该谱线的衍射θ 角无关； (B) 与光栅常数d 成正比； (C) 与光栅总缝数N 成反比； (D) 与入射光波长λ 成反比。
6. 某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm 的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，则重叠处λ2谱线的级数将是（ ）。
(A) 2 ，5 ，8 ，11．．．．．． (B) 3 ，6 ，9 ，12．．．．．．(C) 2 ，4 ，6 ，8 ．．．．．． (D) 5 ，10 ，15 ，20 ．．．．．． 7. 连续谱X 射线射到某晶体上，对于间距为d 的平行晶面，相邻两晶面间反射线能产生干涉加强的最大极限波长为（ ）。
(A) d / 4 (B) d / 2 (C) d (D) 2d 8. 一束圆偏振光通过二分之一波片后透出的光是（ ）。
一、单项选择题（每题3分，共24分）1. 在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的距离为（ ）。
(A) 1.5 λ (B) 1.5 n λ (C) 1.5 λ/ n (D) 3 λ2. 在玻璃（折射率n 2＝1.60）表面镀一层MgF 2 （折射率n 2＝1.38）薄膜作为增透膜，为了使波长为500 nm （1nm=10-9 m ）的光从空气正入射时尽可能少反射，MgF 2薄膜的最小厚度应是（ ）。
大学物理--光学期末试卷答案
1单选(2分)在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。
若在两缝后放一个偏振片，则得分/总分•A.干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱•B.无干涉条纹•C.干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强•D.干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱正确答案：A你没选择任何选项2单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：A你没选择任何选项3单选(2分)用单色光做杨氏双缝实验，如现将折射率n=1.5的薄透明玻璃片盖在下侧缝上，此时中央明纹的位置将：得分/总分•A.向上平移，且间距改变•B.向上平移，且条纹间距不变•C.不移动，但条纹间距改变•D.向下平移，且条纹间距不变正确答案：D你没选择任何选项4单选(2分)关于普通光源，下列说法中正确的是：得分/总分•A.普通光源同一点发出的光是相干光•B.利用普通光源可以获得相干光•C.两个独立的普通光源如果频率相同，也可构成相干光源。
•D.两个独立的普通光源发出的光是相干光正确答案：B你没选择任何选项5单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：A你没选择任何选项6单选(2分)得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：C你没选择任何选项7单选(2分)严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时，干涉圆环的半径将：得分/总分•A.不变•B.变大•C.消失•D.变小正确答案：B你没选择任何选项8单选(2分)有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由玻璃中的空气形成。
当用相同的单色光分别垂直照射它们时，从入射光方向观察到干涉条纹间距得分/总分•A.两劈尖干涉条纹间距相同•B.玻璃劈尖干涉条纹间距较大•C.空气劈尖干涉条纹间距较大•D.已知条件不够，难以判断正确答案：C你没选择任何选项9单选(2分)在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上．对应于衍射角为的方向上，若单缝处波面可分成4个半波带，则缝宽度a等于得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：B你没选择任何选项10单选(2分)设星光的有效波长为550 nm ，用一台物镜直径为1.20 m的望远镜观察双星时，能分辨的双星的最小角间隔是得分/总分•A.•B.•C.•D.正确答案：B你没选择任何选项11单选(2分)波长为550nm的单色光垂直入射到光栅常数为的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为得分/总分•A.1•B.2•C.4•D.3正确答案：A你没选择任何选项1/3•C.1•D.1/4；正确答案：A你没选择任何选项13单选(2分)光强为的线偏振光通过偏振片P，如果P的偏振化方与线偏振光的振动振方向夹角为30度，则光通过P后的光强为.得分/总分•A.3/4利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长。
光学试卷及答案
<光学>期终试卷(一)班级学号姓名成绩一.选择题(每小题分,共25分每小题只有一个正确答案)1.下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是A.频率;B.波长C.速度;D.传播方向3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有A.增大入射光的波长;B.增大接收屏与镜的距离C.增大两平面镜的夹角;D.减小光源与双面镜交线的距离4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为A.红色B.紫红色C.绿色D.青色5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关?A.谱线的衍射角B.光谱的级次C.光栅常数D.光栅的总缝数6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于A.入射光的颜色B.入射光的频率C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度与颜色7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的2倍倍倍倍8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了A.提高入射光的光强B.提高分辨本领C.能看到更大的像D.能看到更清晰的像9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:A.平面偏振光B.椭圆偏振光C.部分偏振光D.圆偏振光和平面偏振光的混合10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的?A.负晶体,V0> Ve,n<neB.正晶体,V0> Ve, n.> neC.负晶体,V0< Ven.> neD.正晶体,V0< Ve, n> ne二.填空(每小题2分,共20分)1.从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm远的幕上,若此两狭缝相距为,幕上所产生的干涉条纹中两相邻亮纹间距离为 ,则此单色光的波长为① mm2.在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入折射率为n.厚度为d的透明介质片,放入后,两束光的光程差改变量为②3.用镜头焦距为50mm的相机拍摄月球照片,已知月球的直径为×106m,离地球距离为×108m,则底片上月球像的直径为③ mm4.一焦距为-60mm的双凹透镜,安装在半径为60mm,折射率为平凸透镜前面120mm处,则系统的有效焦距为④ mm5. 波长为500nm 的单色光垂直照射到宽为的单缝上,单缝右面置一凸透镜以观察衍射条纹,,如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹间的距离为3mm,则其透镜的焦距为 ⑤ mm6. 当圆孔中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度与自由传播时强度之比为 ⑥7.已知某玻璃的折射率为,当入射角为布儒斯特角时,其表面反射率为 ⑦ 8. 两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30?转到45?,则透射光光强将由原来的I 0变为⑧9. 人眼观察远处物体时,刚好能被人眼分辨的两物点对瞳孔中心的张角,称为人眼的最小分辨角,若瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为λ,n 为人眼玻璃状液的折射率,则人眼的最小分辨角为 ⑨10. 一玻璃管长,内贮标准大气压下的某种气体,若这种气体在此条件下的吸收系数为 则透射光强度的百分比为 ⑩三.试用作图法找像的位置和大小(5分)四. 试论述产生干涉的条件.五.计算题(每题10分,共40分)1. 一厚透镜的焦距f ?=60毫米, 其两焦点之间的距离为125毫米, 若: (a) 物点置于光轴上物方焦点左方20毫米处; (b) 物点置于光轴上物方焦点右方20毫米处, 问这两种情况下象的位置各在何处.2. 如图所示, 平凸透镜的曲率半径R=10米, n=, 平板玻璃板由两部分组成: 左和右的折射率分别为n 3=和n 4=. 1与玻璃板接触点在这两部分平玻璃板相接之处, 3 n 4的液体. 若用单色光垂直照射, 在反射光中测得右边第j 级亮条纹的半径r j =4毫米, j+5级亮条纹的半径r j+5=6毫米, 求左边第j 级亮条纹的半径.3. 用可见光(760nm ~400nm )照射光栅, 其夫朗和费衍射的一级光谱和二级光谱是否重叠? 二级和三级又怎样? 如果不重叠, 求整个光谱的角宽; 如果重叠, 指出重叠的波长范围.4.有一厚度为毫米的方解石晶片, 其光轴平行于晶片表面, 将它插入正交尼科耳棱镜之间, 且使光轴与第一尼科耳棱镜主截面成不等于0?, 90? 的任意角度.试问可见光中哪些波长的光不能透过这一装置. 已知方解石的折射率n e =, n o =.<光学>期终试卷(二)一.选择题(每小题分,共25分 每小题只有一个正确答案)1.两个光焦度φ1 . φ2大于零的薄透镜,在空气中怎样组合时,才能得到一个发散的共轴透镜组?A.两透镜之间的距离d=0B.两透镜之间的距离d>(φ1+φ2)/( φ1φ2)C.两透镜之间的距离?d<(φ1+φ2)/( φ1φ2)D.不可能2.下列说法正确的是A,如物体和像重合,说明该光学系统一定存在一个反射光学元件B.一个物体经一折射成像系统,也可以成像于物体所在位置上C.经一成像光学系统后,物和像重合,说明光路是可逆的D.一实物经光学系统后其像和物体重合,则必定是虚像3.两平行光的干涉条纹为直线,增大干涉条纹间距的方法有A.减小光的波长;B.增大两平行光的夹角C.改变接收屏的位置;D.减小两平行光的夹角4.在杨氏双缝干涉实验中,如果光源缝慢慢张开,则A.条纹间距减小;B.干涉条纹移动C.可见度下降;D.干涉条纹没有变化5.在光栅的夫朗和费衍射中,当光栅在光栅平面内沿刻线的垂直方向上作很小移动时,则衍射花样A.作与光栅移动方向相同的方向移动B.作与光栅移动方向相反的方向移动C.中心不变,衍射花样变化D.没有变化1.随着绝对温度的升高,黑体的最大辐射能量将A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.取决于周围环境D.不受影响2.波带片同普通透镜一样,可以对物体成像A.普通透镜的焦距随波长的增大而增大，波带片的焦距随波长的增大而减少B.波带片与普通透镜的成像原理是相同的C.如两者的焦距相同,则对同一物点其像点位置也相同D.同普通透镜一样,波带片也具有从物点发出的各光线到像点是等光程的3.用显微镜对物体作显微摄影时,用波长较短的光照射较好,是因为A.波长越短,分辨率越高B.波长越短,底片越易感光C.波长越短,显微镜放大率越大D.以上都不对4.右旋圆偏振光垂直通过1/2波片后,其出射光的偏振态为A.线偏振光;B.右旋圆偏振光C.左旋圆偏振光;D.左旋椭圆偏振光10.关于晶体的主平面,下列说法正确的是A.e光主平面一定在入射面内B.e光主平面与e光的振动方向垂直C.O光主平面与O光振动方向平行D.O光主平面是O光与光轴所确定的平面二．填空题（每小题2分，共20分）１．如果法布里珀罗干涉仪两反射面之间的距离为,用波长为500nm的绿光作实验,则干涉图象的中心干涉级为①２．在一个折射率为的厚玻璃板上,覆盖有一层折射率为的丙酮薄膜,当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时,发现波长为600nm的光产生相消干涉,而波长为700nm的光产生相长干涉,则此薄膜的厚度为② nm３．一微小物体位于凹面镜镜顶左侧4cm处,凹面镜的曲率半径为12cm,象的放大率为③４．双凸透镜的折射率为,其两面之曲率半径为10cm,如其一面镀以水银,使其成为凹面镜,在距透镜20cm处放一光点,光线自左向右,由未镀银之面射入,则其所成象在④ cm处５．一波长为624nm的平面波垂直地照射到半径为2.09mm的圆孔上, 用一与孔相距1m的屏截断衍射花样,则发现中心点出现⑤６．单色平行光垂直地入射到一缝距d为的双缝上,在缝后距其为D处的幕上测得两相邻亮条纹的距离Δx 为,如果原来D>>d，现将幕移到后，幕上相邻亮纹间的距离增到Δx’为 ,则光波波长为⑥ um７．有一厚度为5cm，极板间距离为1mm的克尔盒放在正交的起偏器和检偏器之间，其中所盛液体的K为1410-⨯2V2。
复旦大学光学期末试卷
复旦大学光学期末试卷
一、选择题（每小题3分，共18分）
1、一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射，当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向上作微小移（）
A、作与光栅移动方向相同方向的移动
B、作与光栅移动方向相反方向的移动
C、中心不变，衍射图样变化
D、没有变化
2、迈克耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率n，厚度为h的透明介质片，放入后，两光束的光程差改变量为（）
A、2（n-1）h
B、2nh
C、nh
D、（n-1）h
3、波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，要使反射光线得到增加，薄膜的厚度应为：（）
A、1
B、2
C、3
D、4
4、屏上得到单缝夫琅和费衍射图样，当入射光波长变大时，中央最大值的宽度：（）
A、变小
B、变大
C、不变
5、晴朗的天空所以呈浅兰色，清晨日出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈现红色，其原因为：（）
A、太阳光被大气所吸收
B、太阳光被大气所色散
C、太阳光被大气所偏振
D、太阳光被大气所散射
6、左旋圆偏振光垂直通过波片后，其出射光的偏振态为：（）
A、右旋椭圆偏振光
B、右旋圆偏振光
C、左旋椭圆偏振光
D、左旋圆偏振光满。
光学试卷
光学试卷考试时间：100分钟一、填空题1，若一双缝装置的两个缝分别被折射率为ｎ1和ｎ2的两块厚度均为ｅ的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差δ＝___________________．2，一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 ｍｍ．若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为_________________ｍｍ．（设水的折射率为４／３）3，用波长为λ的单色光垂直照射折射率为ｎ2的劈尖薄膜（如图）图中各部分折射率的关系是ｎ1＜ｎ2＜ｎ3．观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶开始向右数第５条暗条纹中心所对应的厚度ｅ＝____________________．4，单色平行光垂直入射到双缝上．观察屏上Ｐ点到两缝的距离分别为ｒ1和ｒ2．设双缝和屏之间充满折射率为ｎ的媒质，则Ｐ点处二相干光线的光程差为________________．5，一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度ａ与不透明部分宽度ｂ相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________．6，两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直．若一束强度为Ｉ0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为λ／４，则穿过第一偏振片后的光强为__________________，穿过两个偏振片后的光强为________________．二、选择题1，在真空中波长为λ的单色光，在折射率为ｎ的透明介质中从Ａ沿某路径传播到Ｂ，若Ａ、Ｂ两点位相差为３π，则此路径ＡＢ的光程为[ ]（Ａ）1.5λ（Ｂ）1.5ｎλ（Ｃ）3λ（Ｄ）1.5λ／ｎP ss2，在双缝干涉实验中，屏幕Ｅ上的Ｐ点处是明条纹．若将缝Ｓ2盖住，并在Ｓ1Ｓ2连线的垂直平分面处放一反射镜Ｍ，如图所示，则此时[ ] （Ａ）Ｐ点处仍为明条纹．（Ｂ）Ｐ点处为暗条纹．（Ｃ）不能确定Ｐ点处是明条纹还是暗条纹．（Ｄ）无干涉条纹．3，在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为ｎ的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是[ ](A) λ/2 (B)λ/(2n)(C) λ/n (D))1(2-nλ4，把双缝干涉实验装置放在折射率为ｎ的水中，两缝间距离为ｄ，双缝到屏的距离为Ｄ（Ｄ>>ｄ），所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 [ ]（Ａ）λＤ／（ｎｄ）（Ｂ）ｎλＤ／ｄ（Ｃ）λｄ／（ｎＤ）（Ｄ）λＤ／（２ｎｄ）5，在牛顿环实验装置中，曲率半径为Ｒ的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触，它们之间充满折射率为ｎ的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径ｒK的表达式为 [ ] （Ａ）RkrKλ=（Ｂ）πλ/RkrK=（Ｃ）RkrKπλ=（Ｄ）)/(πλRkrK=6，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 [ ]（Ａ）向中心收缩，条纹间隔变小．（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.7，两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹 [ ]（Ａ）向棱边方向平移，条纹间隔变小．（Ｂ）向棱边方向平移，条纹间隔变大．（Ｃ）向棱边方向平移，条纹间隔不变．（Ｄ）向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变．（Ｅ）向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小．8，如图所示，折射率为ｎ2、厚度为ｅ的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为ｎ1和ｎ2，已知ｎ1<ｎ2＞ｎ3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束（用①与②示意）的光程差是 [ ]（Ａ）２ｎ2ｅ（Ｂ）２ｎ2ｅ－λ21S（Ｃ）２ｎ2ｅ－λ （Ｄ）２ｎ2ｅ－22n λ三、证明题1，如图所示的双缝干涉，假定两列光波在屏上Ｐ点处的光场随时间ｔ而变 1755化的表示式各为 Ｅ1＝Ｅ0ｓｉｎωｔＥ2＝Ｅ0ｓｉｎ（ωｔ＋φ）φ表示这两列光波之间的位相差．试证Ｐ点处的合振幅为 ＥP ＝Ｅm ｃｏｓ（λπdｓｉｎθ） 式中λ是光波波长，Ｅm 是ＥP 的最大值．2，有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定角速度ω绕光传播的方向旋转，如图所示．设入射自然光的光强为Ｉ0.试证明：此自然光通过这一系统后，出射光的光强为 Ｉ＝Ｉ0（1－ｃｏｓ4ωｔ）／16四、计算题1，如图所示，波长为λ的单色光以入射角ｉ照射到放在空气（折射率为ｎ1＝１）中的一厚度为ｅ、折射率为ｎ（ｎ＞ｎ1）的透明薄膜上，试推导在薄膜上、下两表面反射出来的两束光１和２的光程差．3SP 3 P 2 P 1 ωn 1=12，在Ｓｉ的平表面上镀了一层厚度均匀的ＳｉＯ2薄膜．为了测量薄膜厚度，将它的一部分磨成劈形（示意图中的ＡＢ段）．现用波长为6000oA的平行光垂直照射，观察反射光形成的等厚干涉条纹．在图中ＡＢ段共有８条暗纹，且Ｂ处恰好是一条暗纹，求薄膜的厚度．（Ｓｉ折射率为 3.42，ＳｉＯ2折射率为1.50）.3，波长λ＝6500oA的红光垂直照射到劈尖形的液膜上，膜的折射率ｎ＝1.33，液面两侧是同一种媒质．观察反射光的干涉条纹．（１）离开劈尖棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少？（２）若相邻的明条纹间距l＝6 ｍｍ，上述第一条明纹中心到劈尖棱边的距离ｘ是多少？4，在用钠光（ 5893oA）做光源进行的单缝夫琅和费衍射实验中，单缝宽度ａ＝0.5ｍｍ，透镜焦距ｆ＝700ｍｍ．求透镜焦平面上中央明条纹的宽度．5，单缝的宽度ａ＝0.10ｍｍ，在缝后放一焦距为50ｃｍ的会聚透镜，用平行绿光（λ＝5460oA）垂直照射到单缝上，试求位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹宽度．6，钠黄光中包含两个相近的波长λ1＝ 589.0ｎｍ和λ2＝589.6ｎｍ．用平行的钠黄光垂直入射在每毫米有 600条缝的光栅上，会聚透镜的焦距ｆ＝1.00ｍ．求在屏幕上形成的第２级光谱中上述两波长λ1和λ2的光谱之间的间隔l∆．7，两个偏振片Ｐ1、Ｐ2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上．已知穿过Ｐ1后的透射光强为入射光强的２／３．求（１）入射光中线偏振光的光矢量振动方向与Ｐ1的偏振化方向的夹角θ为多大？（２）连续穿过Ｐ1、Ｐ2后的透射光强与入射光强之比．8，三个偏振片Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3按此顺序叠在一起，Ｐ1、Ｐ3的偏振化方向保持相互垂直，Ｐ1与Ｐ2的偏振化方向的夹角为α，Ｐ2可以入射光线为轴转动．今以强度为Ｉ0的单色自然光垂直入射在偏振片上．不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收．（１）求穿过三个偏振片后的透射光强度Ｉ与α角的函数关系式；（２）试定性画出在Ｐ2转动一周的过程中透射光强Ｉ随だ角变化的函数曲线．9，一束自然光自水中入射到空气界面上，若水的折射率为1.33，空气的折射率为1.00，求布儒斯特角．10，在水（折射率ｎ1＝1.33）和一种玻璃（折射率ｎ2＝1.56）的交界面上，自然光从水中射向玻璃，求起偏角ｉ0．若自然光从玻璃中射向水，再求此时的起偏角ｉ0’．2。
物理光学期末试卷题库与解答
物理光学试题库与答案1(须给出必要的计算过程和绘图）1．(6分) 若波的相速为，A为常数，求波的群速？答：2．(6分) 已知腔长为 60 厘米的 He-Ne 激光器的激活介质本身的谱线半值宽度为 1300MHz，激活介质的折射率为 1.0，求输出激光的频谱中包含的纵模个数？答：，，L=60cm，3．(6分) 空腔辐射器处于某一温度时，，若该辐射器的温度增高到使其黑体辐射本领增加一倍时，将变为多少？答：，，，，4．(8分) 若冰洲石晶体的光轴方向为如图所示的虚线方向，用惠更斯作图法确定入射到该晶体上的一束平行光在晶体中的双折射情况？答：双折射情况如图所示：5．(10分)用单色平行光垂直照射菲涅耳衍射屏，衍射屏对波前作如图所示遮挡，b 是衍射屏中心到相应场点 P 处的光程，求垂直衍射屏的中心轴上此场点 P 处的光强与自由传播时的光强之比?答：（ 1）用矢量作图法。
如图：,自由传播时，，所以。
（ 2）衍射屏相当于半面被遮挡，所以有，。
6．(10分) 如图所示，两块 4 厘米长的透明薄玻璃平板，一边接触，另一边夹住一根圆形金属细丝，波长为 5890A 0 的钠黄光垂直照射平板，用显微镜从玻璃板上方观察干涉条纹。
（1）若测得干涉条纹的间距为 0.1 毫米，求细丝直径 d 的值？（2）当细丝的温度变化时，从玻璃中央的固定点 A 处观察到干涉条纹向背离交棱的方向移动了 5 个条纹，则细丝是膨胀还是收缩了，温度变化后细丝直径的变化量是多少？答：（ 1）（ 2）干涉条纹向背离交棱的方向移动是干涉条纹间距变宽的结果，由可知，是两块平板间距（夹角）变小了，说明细丝收缩，直径变小了。
细丝直径的变化量是7．（12）如图所示，一列波长为、在 X-Z 平面沿与 Z 轴夹角为的方向传播的平面波，与一列源点在轴上、距坐标原点为、波长也为的球面波在傍轴条件下干涉，求在Z=0 的平面上干涉条纹的形状和间距？答：干涉条纹的形状为：圆形干涉条纹，圆心在处。
光学试卷3、4+答案
光学期末考试试卷（3）一、填空（共20分，每空2分）1、在空气中频率为5×1014Hz 的单色光，进入某种透明介质后波长变为400nm ，则此介质的折射率为 ，光在介质内的传播速度为 。
2、设计一架5倍的望远镜，已有一块焦距为50cm 的凸透镜作为物镜，当制成开普勒型望远镜时目镜的焦距为 cm ，镜筒长为 cm 。
3、凹球面镜的曲率半径r=24厘米，它的焦距f=______ 厘米，若有一小物体放在曲率中心处，其像成在 。
4、当用曲率半径不等的一双凸薄透镜在空气中对一实物成像。
若先后使透镜两面向物（物距不变），两次成像大小 ，位置 (变或不变)。
5、尼科耳棱镜是产生一束光振动方向位于主截面的 光的器件。
6、对于一定的金属,入射光有一极限频率υo ，当入射光频率 （低或高）于这个频率时，不论光强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生。
二、选择题（每题3分）1、由凸面镜构成的像相对于物通常是（ ） A 、倒立虚象 B 、倒立实象 C 、缩小的正立虚象 D 、放大的虚象2、显微镜由焦距为30mm 的物镜和焦距为5mm 的目镜构成，镜筒的有效长度为0.2m ，则该显微镜的放大本领为（ ）A 、333B 、286C 、185D 、120 3、对应于л/2位相差的光程差是（ ）A 、λB 、λ/2C 、λ/4D 、2λ 4、、在弗朗和费单缝衍射中，如果使缝宽b 增大，则中央明纹的宽度将（ ）A. 变窄B. 变宽C. 不变D. 和缝宽相等 5、波长为λ的单色光垂直投射于缝宽为b ，总缝数为N ，光栅常数为d 的光栅上，其光栅方程为（ ）A 、λθk b =sinB 、()λθk b d =-sinC 、λθj d =sinD 、λθj Nd =sin 6、以平行单色光从上向下投射于牛顿环装置，并从上向下观察，观察到有许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点为（ ）A 、接触点是明的，明暗条纹是等距离的同心圆环B 、接触点是明的，明暗条纹是不等距离的同心圆环C 、接触点是暗的，明暗条纹是等距离的同心圆环D 、接触点是暗的，明暗条纹是不等距离的同心圆环7、杨氏实验装置中，两狭缝的间距为0.10cm ，在80.0cm 远的屏幕上出现亮纹的间距为0.048cm ，则照亮狭缝的光波波长应为（ ）A 、400nmB 、500nmC 、600nmD 、700nm8、有两列频率相同的光波在空间相遇叠加后，若产生干涉，应具备的条件是（ ）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《光 学》期末考试试卷
一、（ 分）填空和判断（在括号内，对的打√，错的打×）。
．（ 分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括 、 、 、 、 、 。
．（ 分）波长为１ 的伦琴射线被碳散射，在散射角为 °方向上进行观察，则康普顿位移△λ 。
．费马原理是指。
．光在真空中传播速度只有一个，即光速 ，而电子可以有ｖ 的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。
．对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。
（）
．棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。
（）
．平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。
（ ）
．在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。
（）
．同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。
（）
二、（ 分）选择题（将对的答案编号写在括号内）
．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为Ｎ的介质中，其条纹间隔是空气中的（）
．倍 ．倍 ．倍 ． 倍
．在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（）
．永远是个亮点，其强度只与入射光强有关
．永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变
．有时是亮点，有时是暗点
．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（）
．入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭
．出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭
．入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭
．一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（ ）
．振动方向垂直于入射面的平面偏振光
．振动方向平行于入射面的平面偏振光
．无反射光
．通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（ ） ．远了 ．近了 ．原来位置
．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ ）
．光心 ．物方焦点 ．物方节点 ．象方焦点
．（ 分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜 移动 时，瞄准点的干涉条纹移过了 条，那么所用波长为（ ）
． ． ． ．三个数据都不对
．（ 分）一波长为 的单色平行光，垂直射到 宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为 ，则所用透镜的焦距为（ ）
． ． ． ．
．（ 分）用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为 ，在它外边第 个亮环直径为 ，用平凸透镜的凸面曲率半径为 ，则此单色光的波长为（ ） ． ． ． ．三个数据都不对
注：以上不标明分数的题均为 分。
三、（ 分）有一理想光具组置于空气中，如图所示，已知焦距 ，物高为 ，物距为 。
分别用作图法和计算法求像的位置、大小和倒正。
四、（ 分）一束光强为 的自然光，连续通过两尼科耳主截面成 °角的偏振元件，若在他们中间插入一块水晶的片，其主截面平分上述夹角，试问：
．通过片光的偏振态？
．通过第 个尼科尔 的光强是入射光强的多少倍？
五、（ 分）波长为 的光照射到钾的表面上时，发出光电子的最大动能为 ，试求：
．入射光中每个光子的能量。
．钾的脱出功。
．若入射光的波长为 ，遏止电压是多少？
（普朗克常数 × · ，电子电荷 × ，真空中光速 × ）
物理学专业光学期末考试试卷答案
一、填空和判断题
自然光，平面偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光；
微电子的静质量
光在两定点之间传播时其光程为极值，即沿光程极大，极小或恒定值传播；
，零；
×
√
×
√
×
二、选择题
三、解：由已知得
由高斯公式 代入数据 得：
又由β 代入
得： 所以
所以像的位置在距像方主点 处，大小为 ，是倒立的
光路图如图所示：
四、解： 自然光通过一偏振元件后变为平面偏振光，此平面偏振光通过λ 片后变为椭圆偏振光；
设自然光振幅为 则 通过一偏振元件后强度变为 振幅变为 ， 此光通过λ 片后可得 光和 光的振幅分别为 ，
相位差Δφ π π π 其中π 为λ 片的差，π为 在不同象限的差。
通过第二个尼科尔后有：
相位差Δφ，则合成后的光强
≈
所以通过第二个尼科尔 的光强是入射光强的 倍
五、解： 由光栅方程 θ λ得λ θ 代入数据
得：λ ×
又 ×
在中间宽度内取 ×
可知第五级谱线缺级
所以在单缝衍射的中央宽度内能观察到 ，± ， ± ， ± ， ± 九条谱线。
六、解： ν λ × ×
所以入射光中每个光子的能量为
由 得：
所以钾的逸出功为：
λ 则光子能量
发光电子的最大初动能：
又由 得：。