哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题
物理光学秋季期末考试题及答案
一、填空题（每小题3分，总共24分）1.玻璃的折射率为n＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为_________；光从玻璃射向空气时的布儒斯特角为_________。
2. 在双缝杨氏干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e。
波长为λ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为_________。
3. 如图所示，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。
4. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现（即缺级），那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为_________。
5. 波长为λ=600nm的单色光垂直入射于光栅常数d=1.8×10-4 cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为_________。
6.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。
①沿光轴传播时，它们的传播速度是_______的；②沿垂直光轴传播时，它们的传播速度是_______的。
7.对于观察屏轴上P0点，设光阑包含10个波带，让奇数波带通光，而偶数波带不通光，则P0点的光强约为光阑不存在时的_________倍。
8. 光栅方程的普遍形式为________________。
二、简答题（每小题6分，总共36分）1. 何谓复色波的群速度?何谓复色波的相速度?什么介质中复色波的群速度大于其相速度?什么介质中复色波的群速小于其相速度?2.简述光波的相干条件。
3. 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？4. 一束线偏振光垂直于晶面射入负单轴晶体后，分解成o 光和e 光，传播速度快的是o 光还是e 光？为什么？5. 简述法拉第效应及其不可逆性。
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案一、解释下列名词（每小题2分，总共20分）1．复色波的相速度：复色波的等相位面的传播速度。
2．复色波的群速度：复色波的等振幅面的传播速度。
3．布儒斯特角：反射光为完全线偏振光时的入射角。
4．临界角角：光密介质到光疏介质出现全反射现象，产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。
5．光的空间相干性：光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。
6．光的时间相干性：光源非单色性对条纹可见度的影响称为光的时间相干性。
7．爱里斑：圆孔衍射中，中央亮斑称为爱里斑（爱里斑占入射在圆孔上能量的83%）。
8．瑞利判据：两个等强度波长的亮条纹只有当它们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时，才能被分开。
9．晶体的光轴：在晶体中，光沿某方向传播时不发生双折射现象，该方向称为光轴。
10．光的色散：介质中的光速（或折射率）随光波波长变化的现象叫光的色散。
二、简答题（每小题4分，总共40分）1、如图所示，一平面简谐光波沿x方向传播，波长为l，设x=0点的相位j0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布j(x)；（2）沿y轴光波的相位分布j(y)；（3）沿r方向光波的相位分布j(r)。
解：（1）；（2）；（3）2、利用布儒斯特定律，可以测定不透明电介质的折射率。
令测得釉质的起偏角为580，求它的折射率。
解：根据布儒斯特定律，将，代入，可得不透明电介质的折射率为。
3、观察尖劈形肥皂液膜所产生的彩色条纹时，为什么膜的上端的光泽变暗彩色消失时预示着肥皂膜即将破裂？解：尖劈形肥皂膜产生的干涉属于等厚干涉，其光程差。
由于重力作用，尖劈下方的膜将变厚，上方的膜将变薄。
当膜厚时，，此光程差满足干涉相消，所以膜变为黑暗色；当时，膜就裂开。
这就是肥皂膜破裂前由彩色变为黑暗色的缘故。
4、在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径5m，透镜半径为10mm，在钠光的垂直照射下（l=589纳米），能产生多少个干涉条纹？解：5、在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色缝光源，当装置作如下几种改变时，试简单描述屏上的干涉条纹的位置或间距将会怎样变化？（1）将光源向上或向下平移；（2）将整个装置放入水中。
哈工大物期末试卷
哈尔滨工业大学（威海） 2012/2013 学年秋季学期大学物理试题卷（A）考试形式（开、闭卷）：闭卷答题时间：120 （分钟）本卷面成绩占课程成绩 70 %题号一二三四五六七八卷面总分平时成绩课程总成绩分数一、选择题（每题 2 分，共18 分）1. 一质点作简谐振动，周期为T．当它由平衡位置向x轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为［］(A) T /12． (B) T /8． (C) T /6． (D) T /4．2. 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是［］(A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零．3. 用波长为的单色光进行双缝干涉实验，若用薄玻璃板遮住双缝中的一个缝，已知玻璃板中的光程比相同厚度的空气的光程大 3.5 ，则屏上原来的暗条纹处［］(A) 变为明条纹； (B) 仍为暗条纹；(C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹．4.使单色光垂直入射到双缝光栅上观察光栅衍射图样，发现在其夫琅禾费衍射包线的中央极大宽度内恰好有9条干涉明条纹，则光栅常数d和缝宽a的关系是［］(A) d=3a． (B) d=4a． (C) d=5a． (D) d=6a.得分5．一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流的曲线如图中实线所示．然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率，测出其光电流的曲线如图虚线所示．满足题意的图是：［ ］6. 关于不确定关系η≥∆∆x p x ()2/(π=h η，下面的几种理解正确的是［ ］。
(1) 粒子的动量不可能确定．(2) 粒子的坐标不可能确定．(3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定．(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子．(A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1). 7. 一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m ．根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值为 (A) m kT x 32=v ． (B) mkT x 3312=v ． (C) m kT x /32=v , (D) m kT x /2=v ． ［ ］8. 速率分布函数f (v)的物理意义为：(A) 具有速率v 的分子占总分子数的百分比． (B) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比． (C) 具有速率v 的分子数．(D)速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数． ［ ］9. 所列四图分别表示理想气体的四个设想的循环过程．请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号． ［ ］p V pVp VpV二、 填空题 （每题2 分，共16分）1. 一水平弹簧振子，振幅A=2.0×10-2m ，周期为T=0.50s 。
哈工大物理
，最小光强为零。 I I
'
I '0 0 1 ' ' I0 I 5
得 I ' 4I ' 0
I 0 2I '0 1 ' I 2 I
（3）若两组条纹间距分别为L1 0.50mm，L2 0.30mm，
解： ） （1 相邻条纹间距 / 2n x G1与G2长度差h l l / 2x 2.95105 m ( 2) 轻按上面玻璃的中部， 间距加大者低；反之，高。
(3) 说明G2上端面向右下方倾斜。
1、光源S到观察屏的距离为1.5m，到洛埃镜面的垂直距离为2mm。 洛埃镜的长度为40cm，置于光源和屏之间的中央。（1）若光波波长为500nm， 问条纹间距是多少？（2）确定屏上可以看见条纹区域的大小， 此区域共有几条条纹？
S
2mm
P2 P 1 P0
O S
A
0.4m 1.5m
A
（1）
D 1500 500106 x 0.19m m d 2 2
480 109 条纹间距 x f 50 10 2.4mm 3 0.110
（3）单缝衍射的中央包线内共有9条干涉主极大，两端处出现缺级
9、牛顿环： 589nm，第20个暗环直径为0.687cm，当透镜向上移动 d 5 104 cm时，同一级这个暗环直径变为多少？
d
d 20
10、迈克尔逊干涉仪用波长为589.3nm的钠黄光观察，视场中心为亮点， 此外还能看到10个亮环。今移动一臂中的反射镜，发现有10个亮环向 中心收缩而消失，此时视场中除中央亮点外还剩5个亮环。试求开始时 中央亮点的级次，反射镜移动的距离，以及移动后最外亮环的干涉级。
光学试卷1、2+答案
光 学 期末考试卷（甲）一、填空（共26分，每空2分）1、实像和虚像的区别是 。
2、波的 现象是横波区别于纵波的一个主要特征。
3、一个放大倍数为5×的放大镜，其焦距为 厘米。
4、波长为20nm 的紫外光光子的能量为 焦耳。
5、根据表中的每步观察到的现象，填出偏振光的检验结论。
6．欲制一架放大本领M=－100的开普勒天文望远镜，如用一只1f '=100cm 的凸透镜作物镜，则目镜的焦距为 。
7、光导纤维是利用光的 原理制成的传光玻璃丝。
二、选择题（每题4分）1、浸没在油（n=1.10）中的有机玻璃（n=1.50）的临界角是[ ]A 、 )50.110.1(sin 1-=c i B 、 50.110.1=c iC 、 )10.150.1(1-=tg i cD 、 )50.110.1(1-=tg i c2、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3、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、1204、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、700nm5、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6、两相干光的强度均为I，干涉产生的最大光强为[ ]A、IB、2IC、3ID、4I7、将波长为λ的平行单色光垂直投射于一宽度为b的狭缝，若对应于衍射图样的第一最小位置的衍射角θ=30o，试问缝宽b的大小等于[ ]A、λ/2B、λC、2λD、3λ8、在杨氏实验中，如果两狭缝的间距加倍，则干涉图样中相邻明条纹的间距[ ]A、加倍B、为原来的四倍C、为原来的二分之一D、为原来的四分之一三、作图题（每题4分）1、已知凸面镜的焦点F以及物AB的位置，求像的位置与大小。
09-10第一学期期末考试物理试题及答案
胜利一中2009-2010学年度第一学期模块考试高二物理试题第I 卷 选择题（共12小题，48分）一、选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项，有的小题有多个选项。
全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1、图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。
粒子先经过M 点，再经过N 点。
可以判定（ ） A ．M 点的电势高于N 点的电势 B ．M 点的电势低于N 点的电势C ．粒子在M 点时的加速度大于在N 点时的加速度D ．粒子在M 点时的电势能大于在N 点时的电势能2、在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。
当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。
现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ） A ． I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小3、如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面外．一个矩形闭合导线框abcd ，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则（ ）A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a →b →c →d →aB. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a →d →c →b →aC. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左4、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a 、b 两个电子同时从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a 的初速度为v ，b 的初速度为2v ．不计电子间的相互作用.则 （ ） A ．a 先回到出发点 B ．b 先回到出发点 C ．a 、b 同时回到出发点 D ．不能确定5、如图所示，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm ／s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）vB6如图，R 1、R 2 、R 3是三个阻值相等的电阻，U 1、U 2分别表示R 1、R 2上的电压，P 1、P 2 分别表示R 1、R 2消耗的功率，则 ( )A 、当K 断开时，P 2∶P 1 =1∶1；B 、当K 闭合时，P 2∶P 1 =1∶2；C 、当K 闭合时，U 1∶U 2=1：2；D 、当K 闭合时，P 2∶P 1=1：4 7、先后按图中（1）、（2）所示电路测同一未知电阻阻值R x ，已知两电路的路端电压恒定不变，若按图（1）所示电路测得电压表示数为6V ，电流表示数为2mA ，那么按图（2）所示电路测得的结果应有（ ） A 、电压表示数为6V ，电流表示数为2mA B 、电压表示数为6V ，电流表示数小于2mA C 、电压表示数小于6V ，电流表示数小于2mA D 、电压表示数小于6V ，电流表示数大于2mA8、如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，球c 在xOy 坐标系原点O 上，球a 、c 带正电，球b 带负电，球a 所带电荷量比球b 所带电荷量少．关于球c 受到球a 、球b 的静电力的合力方向，下列说法中正确的是（ ）A ．从原点指向第I 象限B ．从原点指向第Ⅱ象限C ．从原点指向第Ⅲ象限D ．从原点指向第Ⅳ象限 9、在图所示的电路中, 电键k 闭合时小灯泡正常发光,则电键K 断开之前与断开之后的瞬间通过灯L 的电流方向应是( )A.先由a 到b,后无电流。
关于物理光学习题附答案
关于物理光学习题附答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]一、 选择题1、在相同时间内，一束波长为λ的单色光在空中和在玻璃中，正确的是 [ ] A 、 传播的路程相等，走过的光程相等； B 、 传播的路程相等，走过的光程不相等； C 、 传播的路程不相等，走过的光程相等； D 、 传播的路程不相等，走过的光程不相等。
2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n1<n2>n3,λ为入射光在真空中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ]A ．λπe n 22 ； B. πλπ+e n 22 ； C ．πλπ+e n 24； D. 2/42πλπ+e n 。
3. 在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点是明条纹。
若将2S 缝盖住，并在21S S 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。
4、用白光源进行双缝实验，若用一纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则 ［ ］A ．干涉条纹的宽度将发生变化； B. 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹； C ．干涉条纹的位置和宽度、亮度均发生变化； D ．不发生干涉条纹。
5、有下列说法：其中正确的是 ［ ］A、从一个单色光源所发射的同一波面上任意选取的两点光源均为相干光源；B、从同一单色光源所发射的任意两束光，可视为两相干光束；C、只要是频率相同的两独立光源都可视为相干光源；D、两相干光源发出的光波在空间任意位置相遇都会产生干涉现象。
6、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径到B点，路径的长度为 L， A、B两点光振动位相差记为Δφ，则［］（A） L =3λ/（2n）,Δφ = 3π； ( B ) L = 3λ/（2n）,Δφ = 3nπ；（C） L = 3nλ/2 , Δφ = 3π； ( D ) L = 3nλ/2 ，Δφ = 3nπ。
2009《物理光学》半期考试(附答案)
《物理光学》半期考试试题一．选择题 (每小题2分，共30分)1. 自然光正入射，其反射光为 D 。
A ．椭圆偏振光B ．线偏振光C ．部分偏振光D ．自然光2. 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为 D 。
A ．B θ B ．C θC ．3πD ．2π3．在相同时间内，同一单色光在空气和在玻璃中 C 。
A. 传播的路程相等，走过的光程相等。
B. 传播的路程相等，走过的光程不相等。
C. 传播的路程不相等，走过的光程相等。
D. 传播的路程不相等，走过的光程不相等。
4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时， C 。
A. 其强度相等B. 其强度不相等C. 其强度比等于两种介质的折射率之比D. 不确定5. 光在界面发生反射和透射，对于入射光、反射光和透射光，不变的量是 D 。
A ．波长B ．波矢C ．强度D ．频率6. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。
A ．无穷远B ．平板上界面C ．平板下界面D ．自由空间7. 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是A 。
A ．由外到里B ．由里到外C ．不变D ．随机变化8. 在对称平板双光束干涉中，无论是等厚干涉还是等倾干涉，也无论是21n n >还是12n n <，两反射光束间的附加相位突变总是 A 。
A ．等于πB ．等于0C ．可以为π也可以为0D ．在0和π之间9. 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 B 。
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10．对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度 C 。
A ．分别为2λ和4λB ．分别为4λ和2λ C ．都等于4λ D ．都等于2λ. 11．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为h ，且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为 C 。
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哈尔滨工业大学2009至2010学年第一学期物理光学期末考试试题一、填空题（每小题2分，总共20分）1、测量不透明电介质折射率的一种方法是，用一束自然光从真空入射电介质表面，当反射光为（）时，测得此时的反射角为600，则电介质的折射率为（）。
2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水，计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为（）。
3、光的相干性分为（）相干性和（）相干性，它们分别用（）和（）来描述。
4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时，干涉条纹对比度分别是（）、和（）。
5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为（）。
6、在夫朗禾费单缝衍射实验中，以波长为589nm的钠黄光垂直入射，若缝宽为0.1mm，则第一极小出现在（）弧度的方向上。
7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹，则缝宽和缝间距需要满足的条件是（）。
8、一长度为10cm、每厘米有2000线的平面衍射光栅，在第一级光谱中，在波长500nm附近，能分辨出来的两谱线波长差至少应是（）nm。
9、一闪耀光栅刻线数为100条/毫米，用l=600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第2级光谱闪耀，闪耀角应为多大（）。
10、在两个共轴平行放置的透射方向正交的理想偏振片之间，再等分地插入一个理想的偏振片，若入射到该系统的平行自然光强为I0，则该系统的透射光强为（）。
二、简答题（每小题4分，总共40分）1、写出在yOz平面内沿与y轴成q角的r方向传播的平面波的复振幅。
2、在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同为d的玻璃片后，原来的中央极大所在点被第5级亮条纹占据。
设l=480nm，求玻璃片的厚度d及条纹迁移的方向。
3、已知F-P标准具的空气间隔h=4cm，两镜面的反射率均为89.1%；另一反射光栅的刻线面积为3´3cm2，光栅常数为1200条/毫米，取其一级光谱，试比较这两个分光元件对l=632.8nm红光的分辨本领。
4、平行的白光（波长范围为390-700nm）垂直照射到平行的双缝上，双缝相距1mm，用一个焦距f=1m的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。
若在屏幕上距中央白色条纹3mm处开一个小孔，在该处检查透过小孔的光，则将缺少哪些波长？5、一块每毫米500条缝的光栅，用钠黄光正入射，观察衍射光谱。
钠黄光包含两条谱线，其波长分别为589.6nm和589.0nm。
求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。
6、若菲涅耳波带片的前10个奇数半波带被遮住，其余都开放，则求中心轴上相应衍射场点的光强与自由传播时此处光强的比值。
7、一束汞绿光以600入射到KDP晶体表面，晶体的n o=1.512，n e=1.470。
设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面，求晶体中o光和e光的夹角。
8、画出沃拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向。
（设晶体为负单轴晶体）9、两偏振片之间插入一半波片，其快轴（光轴）与P1透振方向成380角。
设波长632nm的光垂直照射到P1，欲使透射光有最大光强，P2应如何放置？若晶体的折射率n o=1.52，n e=1.48，试计算此晶体的最小厚度。
10、冕玻璃k9对谱线435.8nm和546.1nm的折射率分别为1.52626和1.51829，试确定柯西公式中常数A和B。
并计算玻璃对波长486.1nm的折射率和色散率。
三、光束以很小的入射角射到一块平板上（如图所示），试求相继从平板反射的两支光束1¢、2¢和透射的两支光束1²、2²的相对强度。
设平板的折射率n=1.5。
（10分）四、一束平行白光垂直投射到置于空气中的厚度均匀的折射率n=1.5的薄膜上，发现反射光谱中出现波长为400nm和600nm的两条暗线，则求此薄膜的厚度。
（10分）五、一光栅宽为50mm，缝宽为0.001mm，不透光部分为0.002mm，用波长550nm的光垂直照明。
试求：（1）光栅常数d；（2）能看到几级条纹？有没有缺级？（3）若以300角入射，则屏上呈现的实际级次为多少？（10分）六、有一方解石直角棱镜，光轴平行于直角棱，自然光垂直入射。
要使出射光只有一种线偏振光，另一种被完全反射掉，则顶角应取什么范围？出射光振动方向如何？（已知n o=1.6583，n e=1.4864）（10分）哈尔滨工业大学2009-2010学年第一学期物理光学期末考试试题答案一、填空题（每小题2分，总共20分）1、测量不透明电介质折射率的一种方法是，用一束自然光从真空入射电介质表面，当反射光为（线偏振光）时，测得此时的反射角为600，则电介质的折射率为（1.732）。
2、若光波垂直入射到折射率为n=1.33的深水，计算在水表面处的反射光和入射光强度之比为（2%）。
3、光的相干性分为（时间）相干性和（空间）相干性，它们分别用（相干时间）和（相干长度）来描述。
4、当两束相干波的振幅之比是4和0.2时，干涉条纹对比度分别是（0.47）和（0.385）。
5、迈克尔逊干涉仪的可动反光镜移动了0.310mm，干涉条纹移动了1250条，则所用的单色光的波长为（496nm）。
6、在夫朗禾费单缝衍射实验中，以波长为589nm的钠黄光垂直入射，若缝宽为0.1mm，则第一极小出现在（5.89´10-3）弧度的方向上。
7、欲使双缝弗琅禾费衍射的中央峰内恰好含有11条干涉亮纹，则缝宽和缝间距需要满足的条件是（）。
8、一长度为10cm、每厘米有2000线的平面衍射光栅，在第一级光谱中，在波长500nm附近，能分辨出来的两谱线波长差至少应是（0.025）nm。
9、一闪耀光栅刻线数为100条/毫米，用l=600nm的单色平行光垂直入射到光栅平面，若第2级光谱闪耀，闪耀角应为多大（）10、在两个共轴平行放置的透射方向正交的理想偏振片之间，再等分地插入一个理想的偏振片，若入射到该系统的平行自然光强为I0，则该系统的透射光强为（I0/8）。
二、简答题（每小题4分，总共40分）1、写出在yOz平面内沿与y轴成q角的r方向传播的平面波的复振幅。
解：该平面波波矢的三个分量分别为其相位分布为其中，j0为原点处的初相位。
设平面波振幅大小为A，其复振幅为2、在杨氏双缝干涉的双缝后面分别放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同为t的玻璃片后，原来的中央极大所在点被第5级亮条纹占据。
设l=480nm，求玻璃片的厚度t及条纹迁移的方向。
解：如果n1和n2分别放置于上缝和下缝，则条纹往下移。
3、已知F-P标准具的空气间隔h=4cm，两镜面的反射率均为89.1%；另一反射光栅的刻线面积为3´3cm2，光栅常数为1200条/毫米，取其一级光谱，试比较这两个分光元件对l=632.8nm红光的分光特性。
解：F-P干涉仪的分辨本领为光栅的分辨本领为故F-P干涉仪的分辨本领高。
4、平行的白光（波长范围为390-700nm）垂直照射到平行的双缝上，双缝相距1mm，用一个焦距f=1m的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。
若在屏幕上距中央白色条纹3mm处开一个小孔，在该处检查透过小孔的光，则将缺少哪些波长？解：暗条纹满足的条件为代入m=4、5、6、7得l=666.67nm、545.45nm、461.54nm、400nm为缺少的波长。
5、一块每毫米500条缝的光栅，用钠黄光正入射，观察衍射光谱。
钠黄光包含两条谱线，其波长分别为589.6nm和589.0nm。
求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。
解：因为因此6、若菲涅耳波带片的前10个奇数半波带被遮住，其余都开放，则求中心轴上相应衍射场点的光强与自由传播时此处光强的比值。
解：设自由传播时轴上场点的振幅为E0，则遮住前10个奇数半波带后该处的振幅为故经波带片后衍射场中心强度与自由传播时的强度比为7、一束汞绿光以600入射到KDP晶体表面，晶体的no=1.512，ne=1.470。
设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面，求晶体中o光和e光的夹角。
解：o光和e光的折射角分别为故它们的夹角为8、分析沃拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向。
（设晶体为负单轴晶体）9、两偏振片之间插入一半波片，其快轴（光轴）与P1透振方向成380角。
设波长632nm的光垂直照射到P1，欲使透射光有最大光强，P2应如何放置？若晶体的折射率n o=1.52，n e=1.48，试计算此晶体的最小厚度。
解：偏振片P1和P2的振动方向应夹760，因为半波片把入射光的振动方向旋转2q 角。
晶体的最小厚度为10、冕玻璃k9对谱线435.8nm和546.1nm的折射率分别为1.52626和1.51829，试确定柯西公式中常数a和b。
并计算玻璃对波长486.1nm的折射率和色散率。
解：从柯西公式可得联立方程解之得当l=486.1nm时的折射率和色散率分别为三、光束以很小的入射角射到一块平板上（如图所示），试求相继从平板反射的两支光束1¢、2¢和透射的两支光束1²、2²的相对强度。
设平板的折射率n=1.5。
（10分）解：当光束以很小角度入射时，平板上表面的反射率为设入射光强为I，第1支反射光的强度为第2支反射光的强度为而两支透射光束的强度分别为四、一束平行白光垂直投射到置于空气中的厚度均匀的折射率n=1.5的薄膜上，发现反射光谱中出现波长为400nm和600nm的两条暗线，则求此薄膜的厚度。
（10分）解：因为只有两条暗线，因此波长对应的相消级次相差一级，又因为有半波损失，所以因此得五、一光栅宽为50mm，缝宽为0.001mm，不透光部分为0.002mm，用波长550nm的光垂直照明。
试求：（1）光栅常数d；（2）能看到几级条纹？有没有缺级？（3）若以300角入射，则屏上呈现的实际级次为多少？（10分）解：（1）光栅常数d为（2）能看到条纹级次为所以，。
考虑到d/a=3，所以±3缺级，故只能看到9条条纹。
（3）若以300角入射，则屏上呈现的实际级次为故一侧呈现的级次为8，另一侧呈现的级次为2。
六、有一方解石直角棱镜，光轴平行于直角棱，自然光垂直入射。
要使出射光只有一种线偏振光，另一种被完全反射掉，则顶角应取什么范围？出射光振动方向如何？（已知no=1.6583，ne=1.4864）（10分）解：全反射临界角为对于o光，其临界角为对于e光，其临界角为故当入射角为37.080-42.280时，只有o光全反射，e光透射。
又因为e光在主截面内振动，所以透射光的振动方向在主截面内。