(完整版)光学仪器基本原理习题及答案
完整版仪器分析习题及答案
光谱概论习题一、单项选择题1．下列表达式表述关系正确的是（）。
A．B．C．D．2．下述哪种性质可以说明电磁辐射的微粒性（）。
A．波长B．频率C．波数D．能量3．光量子的能量正比于辐射的（）A．频率和波长B．波长和波数C．频率和波数D．频率、波长和波数4．下面四个电磁波谱区中波长最短的是（）A．X射线B．红外光区C．紫外和可见光区D．无线电波5．下列四种电磁辐射中能量最小的是（）。
A．微波B．X射线C．无线电波D．g 射线二、简答题1．简述下列术语的含义：（1）电磁波谱（2）发射光谱（3）吸收光谱（4）荧光光谱2．请按照波长和能量递减的顺序排列下列常见的电磁辐射区：紫外光、红外光、可见光、X射线、无线电波。
3．常见的光学分析法有哪些类型？光谱概论习题答案A 2．D 3．C 4．A 5．C紫外-可见分光光度法习题一、单项选择题1．分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱，其原因是（）A．分子中价电子运动的离域性质B．分子中价电子能级的相互作用C．分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁D．分子中电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁2．在紫外-可见分光光度分析中，极性溶剂会使被测物的吸收峰（）A．消失B．精细结构更明显C．位移D．分裂3．在紫外-可见分光光度法中，某有色物质在某浓度下测得其透光率为T；若浓度增大1倍，则透光率为（）A．T/2 B．T2 C．T1/2 D．2T4．用分光光度计测量有色化合物的浓度，相对标准偏差最小时的吸光度为（）A．0.334 B．0.343 C．0.434 D．0.4435.下列表达正确的是（）A．吸收光谱曲线表明吸光物质的吸光度随波长的变化而变化B．吸收光谱曲线以波长为纵坐标、吸光度为横坐标C．吸收光谱曲线中，最大吸收处的波长不一定为最大吸收波长D．吸收光谱曲线不能表明吸光物质的光吸收特性6．在紫外分光光度法中，参比溶液的选择原则是（）．通常选用蒸馏水A．B．根据加入试剂和被测试液的颜色、性质来选择C．通常选用试剂溶液D．通常选用褪色溶液7．下列四种化合物中，在紫外区出现两个吸收带的是（）A．乙醛B．乙烯C．1, 5-己二烯D．2-丁烯醛8．助色团能使谱带（）A．波长变短B．波长变长C．波长不变D．蓝移9．不能用作紫外-可见分光光度法的定性参数是（）A．吸光度B．最大吸收波长C．吸收光谱的形状D．吸收峰的数目10．以下四种化合物，能同时产生B吸收带、K吸收带和R吸收带的是（）A．B．C．D．11.紫外可见分光光度法测定中，使用参比溶液的作用是（）A. 消除试剂等非测定物质的影响B. 吸收入射光中测定所需要的光波C. 调节入射光的光强度D. 调节仪器透光率的零点12. 扫描K2Cr2O7硫酸溶液的紫外-可见吸收光谱时，一般选作参比溶液的是（）A. 蒸馏水B. H2SO4溶液C. K2Cr2O7的水溶液D. K2Cr2O7的硫酸溶液13.在比色法中，显色反应的显色剂选择原则错误的是（）A. 显色反应产物的e值愈大愈好B. 显色剂的e值愈大愈好C. 显色剂的e值愈小愈好D. 显色反应产物和显色剂，在同一光波下的e值相差愈大愈好14.某分析工作者，在光度法测定前用参比溶液调节仪器时，只调至透光率为95.0%，测得某有色溶液的透光率为35.2%，此时溶液的真正透光率为（）A. 40.2%B. 37.1%C. 35.1%D. 30.2%15. 下列化合物中，不适合作为紫外分光光度法测定用的溶剂是（）A．水B．苯C．乙腈D．甲醇二、简答题1．电子跃迁的类型有哪几种？2．具有何种结构的化合物能产生紫外吸收光谱？3．为什么邻二氮杂菲分光光度法测定微量铁时要加入盐酸羟胺溶液？4．在没有干扰的条件下，紫外分光光度法为什么总是选择在λmax处进行吸光度的测量？5．举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。
光学习题及答案
光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一.选择题1. 有三种装置(1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上；(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上.以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是 (A) 装置(3). (B) 装置(2). (C) 装置(1)(3). (D) 装置(2)(3).2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝.(B) 把两个缝的宽度稍微调窄. (C) 使两缝的间距变小. (D) 改用波长较小的单色光源.3. 如图所示,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n 1和n 2，且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程r ,光程差 和相位差分别为(A) r = 0 , = 0 , = 0.(B) r = (n 1－n 2) r , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r / . (C) r = 0 , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r / . (D) r = 0 , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r .4. 如图所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化答:(A) 保持不变. (B) 条纹间隔增加. (C) 条纹间隔有可能增加. (D) 条纹间隔减小.5. 用白光(波长为4000～7600)垂直照射间距为a =的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是(A) ×104m , ×104m. (B) ×104m , ×103m. (C) ×104m , ×104m. (D) ×104m , ×104m. 二.填空题图图1. 在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n 1和n 2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e ,波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差 = .2. 如图所示, s 1、、s 2为双缝, s 是单色缝光源,当s 沿平行于s 1、和s 2的连线向上作微小移动时, 中央明条纹将向 移动；若s 不动,而在s 1后加一很薄的云母片,中央明条纹将向 移动.3. 如图所示,在劳埃镜干涉装置中，若光源s 离屏的距离为D , s 离平面镜的垂直距离为a (a 很小).则平面镜与屏交界处A 的干涉条纹应为 条纹；设入射光波长为，则相邻条纹中心间的距离为 . 三.计算题1. 在双缝干涉实验中,单色光源s 到两缝s 1和s 2的距离分别为l 1和l 2,并且l 1－l 2=3, 为入射光的波长,双缝之间的距离为d ,双缝到屏幕的距离为D ,如图,求(1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离； (2) 相邻明条纹间的距离.2. 双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D =120cm,两缝之间的距离d =,用波长=5000 的单色光垂直照射双缝.(1) 求原点O (零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.(2) 如果用厚度e =×102mm,折射率n =的透明薄膜覆盖在图中的s 1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x .练习二十三 薄膜干涉 劈尖一.选择题1. 如图 所示, 薄膜的折射率为n 2, 入射介质的折射率为n 1, 透射介质为n 3,且n 1＜n 2＜n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分别为(1)和(2), 则产生半波损失的情况是(A) (1)光产生半波损失, (2)光不产生半波损失. (B) (1)光 (2)光都产生半波损失. (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失.(D) (1)光不产生半波损失, (2)光产生半波损失.2. 波长为的单色光垂直入射到厚度为e 的平行膜上,如图,若反射光消失,则当n 1＜n 2＜n 3时,应满足条件(1)； 当n 1＜n 2＞n 3时应满足条件(2). 条件(1),条件(2)分别是(A) (1)2ne = k , (2) 2ne = k .图图图(B) (1)2ne = k + /2, (2) 2ne = k +/2. (C) (1)2ne = k －/2, (2) 2ne = k . (D) (1)2ne = k , (2) 2ne = k －/2.3. 由两块玻璃片（n 1 = ）所形成的空气劈尖,其一端厚度为零，另一端厚度为，现用波长为7000 的单色平行光，从入射角为30角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数为(A) 27. (B) 56. (C) 40. (D) 100.4. 空气劈尖干涉实验中,(A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变稀,从中心向两边扩展. (B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,从两边向中心靠拢. (C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变疏,条纹背向棱边扩展. (D) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹, 劈尖夹角变小时,条纹变密,条纹向棱边靠拢. 5. 一束波长为的单色光由空气入射到折射率为n 的透明薄膜上,要使透射光得到加强,则薄膜的最小厚度应为(A) /2. (B) /2n . (C) /4. (D) /4n . 二.填空题1. 如图所示,波长为的平行单色光垂直照射到两个劈尖上,两劈尖角分别为 1和2 ,折射率分别为n 1和n 2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等,则1 , 2 , n 1和n 2之间的关系是 .2. 一束白光垂直照射厚度为m 的玻璃片,玻璃的折射率为,在反射光中看见光的波长是 ,在透射光中看到的光的波长是 .3. 空气劈尖干涉实验中,如将劈尖中充水,条纹变化的情况是 ,如将一片玻璃平行的拉开, 条纹变化的情况是 . 三.计算题1. 波长为的单色光垂直照射到折射率为n 2的劈尖薄膜上, n 1＜n 2＜n 3,如图所示,观察反射光形成的条纹.(1) 从劈尖顶部O 开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e 5是多少(2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少2. 在折射率n =的玻璃上,镀上n =的透明介质薄膜,入射光垂直于介质膜表面照射,观察反1图图射光的干涉,发现对1=6000的光干涉相消,对2=7000的光波干涉相长,且在6000～7000之间没有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况,求所镀介质膜的厚度.练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪 衍射现象一.选择题1. 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(A) 变小. (B) 不变. (C) 变大. (D) 消失.2. 在图所示三种透明材料构成的牛顿环装置中,用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点P 处形成的圆斑为(A) 全明. (B) 全暗.(C) 右半部明,左半部暗. (D) 右半部暗,左半部明.3. 在一块平玻璃片B 上,端正地放一个顶角接近于,但小于的圆锥形平凸透镜A ,在A 、B 间形成空气薄层,如图所示,当用单色光垂直照射平凸透镜时,从玻璃片的下面可观察到干涉条纹,其特点是(A) 中心暗的同心圆环状条纹,中心密,四周疏. (B) 中心明的同心圆环状条纹,中心疏,四周密. (C) 中心暗的同心圆环状条纹,环间距相等. (D) 中心明的同心圆环状条纹,环间距相等.4. 把观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜, 用单色光垂直照射半圆柱面的平凸透镜时,观察到的干涉条纹的特点是(A) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间密,两边稀. (B) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹,中间稀,两边密. (C) 间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹. (D) 间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹.5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一个折射率为n ,厚度为d 的透明片后,这条光路的光程增加了(A) 2(n －1)d . (B) 2nd .图图n 2n 2图(C) (n －1)d . (D) nd . 二.填空题1. 用 = 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第4个暗环(中央暗斑为第1个暗环)对应的空气膜厚度为 m.2. 光强均为I 0 的两束相干光相遇而发生干涉时, 在相遇区域内有可能出现的最大光强是 .3. 惠更斯－菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各个面积元上，所发出的子波在观察点P 的 , 决定了P 点的合振动及光强. 三.计算题1. 图所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R =400cm,用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第5个明环的半径是.(1) 求入射光的波长.(2) 设图中OA =,求在半径为OA 的范围内可观察到的明环数目.2. 在如图所示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃(设玻璃折射率n 1=之间的空气(n 2=改换成水 (n 2 = ),求第k 个暗环半径的相对改变量 (r k － r k ) / r k .练习二十五 单缝衍射 圆孔衍射 光学仪器的分辨率一.选择题1. 对杨氏双缝干涉的理解应为(A) 杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉,因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制. (B) 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉. (C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射,无干涉. (D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加. 2. 关于半波带正确的理解是(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2. (D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.3. 波长 = 5000 的单色光垂直照射到宽度a = mm 的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为(A) 2m.(B) 1m.(C) .(D) .(E) .4. 单色光垂直入射到单狭缝上,对应于某一衍射角, 此单狭缝两边缘衍射光通过透镜到屏上会聚点A的光程差为= 2 , 则(A) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为明点.(B) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个,屏上A点为暗点.(C) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为明点.(D) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个,屏上A点为暗点.5. 一直径为2mm的He－Ne激光束从地球上发出投射于月球表面,己知月球和地面的距离为376×103km, He－Ne激光的波长为6328,则月球得到的光斑直径为(A) ×103m.(B) .×103 m.(C) 290×103 m.(D) 29×103 m.二.填空题1. 在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光（1≈5890 ）照射单缝得到中央明纹的宽度为, 则用2=4420 的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度为.2. 波长为5000 ～6000 的复合光平行地垂直照射在a=的单狭缝上,缝后凸透镜的焦距为,则此二波长光零级明纹的中心间隔为,一级明纹的中心间隔为.3. 己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为×107rad,它们发出的光波波长按5500 计算,要分辨出这两颗星,望远镜的口镜至少要为.三.计算题1. 用波长= 6328的平行光垂直照射单缝,缝宽a = ,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为,求此透镜的焦距.2. 在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长1和2,并垂直入射于单缝上,假如的第一级衍射极小与2的第二级衍射极小相重合,试问1(1)这两种波长之间有何关系(2)在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其它极小相重合练习二十二光的相干性双缝干涉一.选择题 A C C D B二.填空题1. 2(n1n2)e/.2. 下, 上.3. 暗, x=D/(2a) .三.计算题1.光程差=(l2+r2)(l1+r1)=(l2l1)+(r2r1)= l2l1+xd/D=3+xd/D(1)零级明纹=0有x=3D/d(2)明纹=k=3+x k d/D有x k=(3k)D/dx=x k+1-x k=D/d2.(1)光程差=r2r1=xd/D=kx k=kD/d因k=5有x5=6mm(2)光程差=r2-(r1-e+ne)=r2-r1-(n-1)e=x'd/D-(n-1)e=k有x'=[k+(n-1)e]D/d因k=5,有x'5=练习二十三薄膜干涉劈尖一.选择题 B C A C B二.填空题1. n11= n22.2. m; m, m.3. 依然平行等间距直条纹,但条纹变密；依然平行等间距直条纹，条纹间距不变，但条纹平行向棱边移动.三.计算题1.(1)因n1<n2<n3，所以光程差=2n2e暗纹中心膜厚应满足=2n2e k=(2k+1)/2 e k=(2k+1)/(4n2)k对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹=/2，即k=0，所以第五条暗纹的k=4，故e4=9/(4n2)(2)相邻明纹对应膜厚差e=e k+1-e k=/(2n2)2．因n1<n2<n3所以光程差=2n2e相消干涉，有=2n2e=(2k1+1)1/21相长干涉，有=2n2e=2k22/22因2>1,且中间无其他相消干涉与相长干涉，有k 1=k 2=k ，故(2k +1)1/2=2k 2/2 k=1/[2(2-1)]=3得 e=k 2/(2n 2)=10-4mm练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪一.选择题 C D D B A二.填空题 1. . 2. 4I 0 .3. 干涉(或相干叠加).三.计算题1. (1) 明环半径 r =[(2k 1)R /2]1/2=2r 2/[(2k 1)R ]=5000(2) (2k 1)=2r 2/(R )=100k =故在OA 范围内可观察到50个明环（51个暗环）2. 暗环半径 2n kR λr k =2n kR λr k '=' 222n kR λn kR λn kR λr r r kk k '-='-13.6%111122222='-='-=n n n n n练习二十五 单缝 圆孔 分辨率一.选择题 A B B D C二.填空题 1. .2. 0, 15mm.3. . 三.计算题1. 单缝衍射暗纹角坐标满足 a sin k =k 线坐标满足 x k =f tan ≈f sin=f k /ax=x k x k -1f/a fax/=400mm=；2.(1) 单缝衍射暗纹角坐标满足a sin 1=1 a sin 2=22因重合有a sin 2=a sin 1，所以1=22(2) a sin 1=k 11 = k 122 a sin 2=k 22a sin 1= a sin 2得k2=2k1故当k2=2k1时,相应的暗纹重合。
仪器分析习题课(光学分析部分)
（3）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠，可选择待测 元素的其它吸收灵敏线作分析线，若其它吸收灵敏线的测定灵敏度过低， 可采取分离干扰元素的方法解决。
C(Mg)=5.62 ng·mL-1
第六章：原子吸收分光光度分析
1.简述原子吸收分光光度分析的基本原理，并从原理上 比较发射光谱法和原子吸收分光光度法的区别？
答：原子吸收分光光度分析中，被测试样在原子化中经 雾化、蒸发、干燥、离解、原子化过程后，被测元素被转化 为基态原子，由锐线光源辐射的锐线为被测元素所吸收而减 弱，透过光线经单色器分光后而为检测器所接收，被测元素 的吸光度与试样中的浓度成正比，此既为原子吸收分光光度 分析的基本原理。
优点：分析速度快，灵敏度高，选择性好，检测限低， AAS较AES受原子化温度影响小，设备也较便宜，AES适合 于多元素同时分析。
2．何谓锐线光源，AAS为何使用锐线光源？ 答：锐线光源是指能辐射出半宽度很窄的发射线的光源。 原子吸收光谱由于受谱线变宽的影响，谱线具有一定的 轮廓，而试样中被测元素的基态原子总数是与积分吸收成正 比的，但是由于原子吸收谱线的半宽度太小，其积分吸收是 不能直接测定的。但若使用锐线光源，由于其发射线宽度远 小于吸收线宽度，而两者的中心频率是重合的，而峰值吸收 与积分吸收成正比，因此，可利用测量峰值吸收来代替积分 吸收，此时峰值吸收与被测元素浓度成正比。
3．在原子吸收分光光度计中，为什么不采用连续光源（例如钨丝 灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？
答：原子吸收光谱为线状光谱，其半宽度很小，仅10-2—10-3nm，如 要测量其积分吸收，则要求入射光的通带宽度应远小于原子吸收线的半 宽度,若采用连续光源，则要求单色器的分辨率很高，至少应在五十万分 之一，这在当前技术条件下难以作到。一般分光光度计的通带宽度均大 于0.1nm，若直接测量原子吸收，则由于其通带宽度远大于原子吸收线的 半宽度，由待测元素原子产生的吸收占通带内的入射光的比例很小（约 1%以内），导致测量的误差太大，因此原子吸收分光光度法中，不采用 连续光源，而采用空心阴极灯等锐线光源作光源，测量原子的峰值吸收。
几何光学和光学仪器
几何光学和光学仪器一、几何光学基本概念与原理1.1 光线：光线是用来表示光的传播方向的直线，通常用一个小箭头表示。
1.2 光的反射：光在传播过程中遇到障碍物，一部分光会被反射回来，例如平面镜成像、球面镜成像等。
1.3 光的折射：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变，称为折射现象，如透镜、棱镜等。
1.4 透镜：透镜是一种光学元件，能够使光线发生折射，分为凸透镜和凹透镜。
1.5 焦点：凸透镜对光有会聚作用，能使平行光线汇聚于一点，该点称为焦点。
1.6 光路：光在传播过程中的路径，可以通过光线的实际路径或反向延长线来表示。
二、光学仪器的基本原理与结构2.1 望远镜：望远镜是一种利用透镜或反射镜收集和放大远处物体光线的仪器，主要由物镜、目镜等组成。
2.2 显微镜：显微镜是一种利用透镜放大微小物体光线的仪器，主要由物镜、目镜等组成。
2.3 照相机：照相机是一种利用透镜成像的原理，将景物记录在底片或数字传感器上的设备。
2.4 投影仪：投影仪是一种将图像投射到屏幕上的设备，主要利用透镜和光源将图像放大后投射出来。
2.5 眼镜：眼镜是一种用于纠正视力问题的光学仪器，根据个人的视力情况选择不同类型的透镜。
2.6 光学仪器的设计与制作：光学仪器的设计与制作需要考虑光线的传播、折射、聚焦等原理，以及各种光学元件的性能和组合方式。
三、光学仪器的应用与拓展3.1 光学仪器在科研领域的应用：如望远镜在天文观测、显微镜在生物研究等方面的应用。
3.2 光学仪器在生活中的应用：如照相机记录生活瞬间、眼镜改善视力等。
3.3 光学仪器的发展与创新：随着科技的发展，光学仪器不断更新换代，如数码相机、激光技术等。
3.4 光学仪器在我国的发展：我国光学仪器产业经过多年的发展，已经取得了一定的成绩，部分产品在国际市场上具有竞争力。
四、光学知识在现代科技领域的应用4.1 光纤通信：利用光在光纤中传输的特性，实现高速、大容量的数据传输。
(完整版)仪器分析试题及答案
复习题库绪论1、仪器分析法：采用专门的仪器，通过测量能表征物质某些物理、化学特性的物理量，来对物质进行分析的方法。
（ A ）2、以下哪些方法不属于电化学分析法。
A、荧光光谱法B、电位法C、库仑分析法D、电解分析法（ B ）3、以下哪些方法不属于光学分析法。
A、荧光光谱法B、电位法C、紫外-可见吸收光谱法D、原子吸收法（ A ）4、以下哪些方法不属于色谱分析法。
A、荧光广谱法B、气相色谱法C、液相色谱法D、纸色谱法5、简述玻璃器皿的洗涤方法和洗涤干净的标志。
答：（1）最方便的方法是用肥皂、洗涤剂等以毛刷进行清洗，然后依次用自来水、蒸馏水淋洗。
（3分）（2）玻璃器皿被污染的程度不同，所选用的洗涤液也有所不同：如：①工业盐酸——碱性物质及大多数无机物残渣（1分）②热碱溶液——油污及某些有机物（1分）③碱性高锰酸钾溶液——油污及某些有机物（1分）（3）洗涤干净的标志是：清洗干净后的玻璃器皿表面，倒置时应布上一层薄薄的水膜，而不挂水珠。
（3分）6、简述分析天平的使用方法和注意事项。
答：（1）水平调节。
观察水平仪，如水平仪水泡偏移，需调整水平调节脚，使水泡位于水平仪中心。
（2分）（2）预热。
接通电源，预热至规定时间后。
（1分）（3）开启显示器，轻按ON键，显示器全亮，约2 s后，显示天平的型号，然后是称量模式0.0000 g。
（2分）（4）称量。
按TAR键清零，置容器于称盘上，天平显示容器质量，再按TAR键，显示零，即去除皮重。
再置称量物于容器中，或将称量物（粉末状物或液体）逐步加入容器中直至达到所需质量，待显示器左下角“0”消失，这时显示的是称量物的净质量。
读数时应关上天平门。
（2分）（5）称量结束后，若较短时间内还使用天平（或其他人还使用天平），可不必切断电源，再用时可省去预热时间。
一般不用关闭显示器。
实验全部结束后，按OFF键关闭显示器，切断电源。
把天平清理干净，在记录本上记录。
（2分）第一章 电位分析法1、电化学分析法：利用物质的电学及化学性质进行分析的一类分析方法。
(完整)应用光学习题解答分解
一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 。
2、发生全反射的条件是。
3、 光学系统的三种放大率是 、 、 ，当物像空间的介质的折射率给定后,对于一对给定的共轭面，可提出 种放大率的要求。
4、 理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是 。
5、物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜,光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为 ，物镜的垂轴放大率为 ，目镜的视放大率为 。
6、 某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是(填“实”或“虚"）像。
7、人眼的调节包含 调节和 调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为 30 度.10、近轴条件下，折射率为1.4的厚为14mm 的平行玻璃板,其等效空气层厚度为 10 mm 。
11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行,目的是 保持系统的共轴性 。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 提高数值孔径和减小波长 。
13、近轴情况下,在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 小 。
一、填空题1、光路是可逆的2、光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0，其中，sinI 0=n 2/n 1。
3、垂轴放大率；角放大率；轴向放大率；一4、轴上无穷远的物点5、－20；－2； 106、实7、视度瞳孔8、在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置,使后面系统的通光口径不致过大.9、3010、1011、12、13、小二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？答:光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统.物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间.2、如何确定光学系统的视场光阑？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间。
(完整版)光学仪器基本原理习题及答案
第四章 光学仪器基本原理1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。
试计算眼球的两个焦距。
用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534=-⨯当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1º=22.2×3∕4×0.01746=0.29mm2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。
有人能看清距离在100㎝到300㎝间的物体。
试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm近点时透镜焦距'f =21002100+⨯=1.961cm远点时透镜焦距f ＇=23002300+⨯ =1.987cm当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m34125.0100.1111=+-=---=-'=Φs s D 300=度3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20㎝，求目的物在镜前的最近距离？解：.18.0m f =' ms 20.0='照相机成像公式：f s s'=-'111 556.020.0118.01111-=+-='+'-=s f s ms 8.1-=目的物在镜前的最近距离为m8.14．两星所成的视角为8′，用望远镜物镜照相，所得两点相距1㎜，问望远镜物镜的焦距时多少？解：已知︒=︒⎪⎭⎫⎝⎛='=0667.06044u mmm l 001.01=='m u l f 8594.0667.0tan 001.0tan =--='='5．一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
仪器分析习题习题解答-1
何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？ 4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线 共振线(resonance line)。 解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共 振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 灵敏线(sensitive 是元素激发电位低、 强度较大的谱线， 灵敏线 (sensitive line) 是元素激发电位低 、 强度较大的谱线 ， 多是共 振线(resonance line)。 振线(resonance line)。 最后线(last 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时， 最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观 察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 分析线(analytical line)。 进行分析时所使用的谱线称为 分析线(analytical line)。 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下， 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择 共振线作为分析线。 共振线作为分析线。
π→π* 跃迁产生的 。 它的特点是 ：跃迁所需要的能量较 R 吸收带大 ， 跃迁产生的。它的特点是：跃迁所需要的能量较R吸收带大，
吸收带是共轭分子的特征吸收带， 摩尔吸收系数εmax＞104。K吸收带是共轭分子的特征吸收带，因此用 于判断化合物的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最多的吸收带。 于判断化合物的共轭结构 。紫外 - 可见吸收光谱中应用最多的吸收带 。
第九章 紫外吸收光谱分析
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10cm
2cm
D1 L1
D2
D3
L2 L3
题 4.9 图
解：已知 f1 10cm D1 4cm f 2cm D2 1.2cm f 2cm D3 1.2cm
望远镜中物镜是有效光阑和入射光瞳，它被后面光具组 O2和O3共轴组成 所成的像为出
射光瞳
1 1 1
由逐次成像得： s2
s 2
f 2
当 s =﹣25 cm 时 s =﹣100 cm ﹦﹣1 m
1 1 1 1 1 4 3
s s 1.00 0.25
D 300度
3．一照相机对准远物时，底片距物镜 18 ㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距 20 ㎝，求目的物在镜前的最近距离？
解： f 0.18m. s 0.20m
解：已知：显微镜 f物 0.5cm. f目 2cm L 22cm
物
s s
s
f
物
s f物 0.5cm
2
M 25L 25 22 550 f1f 2 0.5 2
8．已知望远镜物镜的边缘即为有效光阑，试计算并作图求入射光瞳和出射光瞳的位置。 解：有效光阑是在整个光具组的最前面，所以入射光瞳和它重合，其大小就是物镜的口径， 位置就是物镜所在处。
d
f 3 f1
d1
8mm
讨论分析： O2 的作用： O2 位于 O1 后焦面上。将望远镜观测物无穷远来的光会聚成一点。
成为 O3 在物焦平面上的物点，成为 O3 的物镜，分别把宽光束变成细光束。
10．有一光阑直径为 5 ㎝，放置在薄透镜后 3 ㎝处。透镜的焦距为 5 ㎝，孔径为 6 ㎝。现有 一高为 3 ㎝的物 PQ 置于透镜前 12 ㎝处。要求：⑴计算对主轴上 P 点的入射光瞳和出射光 瞳的大小和位置；⑵找到象的位置；⑶作光路图。
解：已知： y 3cm s 12cm D1 6cm 光阑孔径 D 5cm f 5cm
s sf 5 12 60 8.571cm
薄透镜成像： s f 5 12 7
y y s y 60 3 15 cm
像方：
s 7 12 7
依题意分析，在透镜后 3cm 处有效光阑的孔径为 D ，根据相似三角形对应边成比例的关系
6 8.57 8.57 D 6 5.57 3.90cm
11 1
s3 s3 f3
由图示题意得： s 10cm s s2 2cm f2 f3 2cm
3
s 2
f
2
s 2
f2 s2
2 10 5
2 10 2
s3
s2
2
5 2
2
1 2
1 1 1 12 5
s3 f3 s3 2
2
s3
2 5
cm
4mm
即出射光瞳在 O 3 右方 4 mm 处。其大小为
第四章 光学仪器基本原理
1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为 5.55mm，内部为折射率等于 4 ／3 的液体，外部是空气，其折射率近似地等于 1。试计算眼球的两个焦距。用右眼观察月 球时月球对眼的张角为 1°，问视网膜上月球的像有多大？ 解；眼球物方焦距；当 s’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65 ㎜=﹣1．665 ㎝
而有效光阑对于后面的光具组所成的像即为出射光瞳，即 l 1 对 l 2 成的像为出射光瞳
111 1 1
又- s
f '1 ( f 2) ，
f
'
1
f
2 ，而
s'
f '2
s
f '2
f ' f
s' 即
f 's f 's
f 2 f '1 y' f' ，
s' y s
f2y f '1
9．组成题 4.9 图的简单望远镜中各薄透镜的参数为 L1 : f1=10 ㎝,D1=4 ㎝; L2: f2=2 ㎝,D2=1.2 ㎝; L3: f3=2 ㎝,D3=1.2 ㎝.计算该系统出射光瞳的位置和大小。
解：已知
60
l 1mm 0.001m
f l 0.001 0.8594m tan u tan 0.667
5．一显微镜具有三个物镜和两个目镜。三个物镜的焦距分别为 16 ㎜、4 ㎜和⒈9 ㎜，两个 目镜的放大本领分别为 5 和 10 倍。设三个物镜造成的象都能落在象距为 160 ㎜处，问这显 微镜的最大和最小的放大的放大本领各为多少？
4 5.55
3 4 1
22.2mm
眼球的象方焦距：f＇=s＇= 3
当 u=1°时，由折射定律 n1sinu1=n2sinu2 U1=1°n1=1,n2=4∕3 像高 l＇=f＇tanu2=f＇sinu2=f＇×3∕4 sin1º
=22.2×3∕4×0.01746=0.29mm
2 ．把人眼的晶状体看成距视网膜 2 ㎝的一个简单透镜。有人能看清距离在 100 ㎝到 300 ㎝
f1 4mm
M 目 10
M 160 4 10 400
f 1.9mm M目 5
M 160 5 421.01 1.9
f 1.9mm M目 10
M 160 10 842.10 1.9
显微镜 M min 50 M max 842 .10
6．一显微镜物镜焦距为 0.5 ㎝，目镜焦距为 2 ㎝，两镜间距为 22 ㎝。观察者看到的象在无 穷远处。试求物体到物镜的距离和显微镜的放大本领。
解： f1 16mm
f
2
4mm
f
3
1.9mm
s
160mm
M1 10 M 2 10
M
因为放大本
物
M目
分别计算： f1 16mm M目 5
M 160 5 50 16
f1 16mm
M目 10
M 160 10 100 16
f1 4mm
M目 5
M 160 5 200 4
1 1 1 照相机成像公式： s s f
1 1 1 1 1 0.556 s f s 0.18 0.20 s 1.8m 目的物在镜前的最近距离为1.8m
1
4．两星所成的视角为 8′，用望远镜物镜照相，所得两点相距 1 ㎜，问望远镜物镜的焦距 时多少？
u 4 4 0.0667
间的物体。试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清 25 ㎝远的 物体，需配戴怎样的眼镜？ 解：人眼 s＇=2cm. S1=100cm.s2=300cm
100 2 近点时透镜焦距 f ' = 100 2 =1.961 cm
300 2 远点时透镜焦距 f ＇= 300 2 =1.987 cm