光学典型计算题例题6
光学计算题题库
计 算 题4001．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：⑴ 光屏上第1 亮条纹和中央亮条纹之间的距离；⑵ 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？ 解：1,0,0==j dr jy λ ∴（1）08.01064004.050)01(70=⨯⨯⨯-=∆=∆-λd r jy （2）42106405004.001.02270πππλπϕ=⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅=∆-r yd j4002．已知铯的逸出功为1.88 eV ，现用波长为300 nm 的紫外光照射，试求光电子的初动能和初速。
解：W mv h +=221υ ∴sm v W hc W h mv /109.81011.9106.126.22)2(26.288.1106.1103001031063.621)1(531191998342⨯≈⨯⨯⨯⨯=≈-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-=-----λυ4003．波长为546.1 nm 的平行光垂直地射在1 mm 宽的缝上，若将焦距为100 cm 的透镜紧贴在缝的后面，并使光聚焦到屏上，试问衍射图样的中央到 ⑴ 第一最大值；⑵第一最小值；⑶ 第三最小值的距离分别为多少？解：cmf b k y cmf b k y cmf b y bkb f y k 164.01001101.5463)3(055.01001101.5461)2(078.01001101.54643.143.1)1(sin ,43.1sin ,sin tan ,tan 636161010≈⨯⨯⨯='=≈⨯⨯⨯='=≈⨯⨯⨯='=∴=±=≈'⋅=---λλλλθλθθθθ4004．高6 cm 的物体距凹面镜顶点12 cm ，凹面镜的焦距是10 cm ，试求像的位置及高度。
解：cmy s s y cm f s s f s ss y y f s s 3061260)2(60)12()10()12()10()1(,111-=⨯---='-='-=----⨯-='-'='∴'-='≡'=+'β4005．请按以下要求设计一块光栅：① 使波长600 nm 的第二级谱线的衍射角小于30°，并能分辨其0.02 nm 的波长差；② 色散尽可能大；③ 第三级谱线缺级。
大学物理波动光学的试题及解答
r1 r2
O
问:要使 O 点的光强由最亮变为最暗,劈尖 b 至少应向上移动
多大的距离 d(只遮住 S2) 解:双缝发射至屏上中央 O 点处两光线的光程差满足关系为
k 级亮纹: δo= (r2ek+nek)r1=( n 1)ek=kλ k 级暗纹: δo=(n 1)ek+1=kλ+(λ/2)
［C］
说明:由马吕斯定理 I1 I0 2; I 2 I1 cos2 30 3 I0 8; I 32 I 2 cos2 60 3 I0 32
1
GL.普通物理综合练习六(波动光学)解答)
二.填空题
1.如图,波长为 λ 的单色平行光斜入射到真空中的距离为 d 的双缝上, θ 为入射角.在屏中央 O 处
［D］
说明: 光栅光谱满足 (a b)sin k k 1 ; (a b)sin k k 2 , 屏上两套谱线重叠,即 sin k sin k k1 k 2 k k 1 2 (3 5)k (k、k 皆为正整数,故答案(D)满足要求)
4.三个偏振片 p1、p2 与 p3 堆叠在一起, p1 与 p3 的偏振化方向相互垂直, p2 与 p1 的偏振化方向 之间的夹角为 30° . 强度为 I0 的自然光垂直入射偏振片 p1 并依次透过偏振片 p1、p2 与 p3， 则通过三个偏振片后的光强为:
(A) I= I0/4; (B) I=3I0/8; (C) I=3I0/32; (D) I= I0/16 .
主极大明纹的级次？ 解(1):由题意及光栅方程,有 (a+b) sinφk=kλ1;
(a+b) sinφk+1=(k+1)λ2 两种波长上述的主明纹重合,即 sinφk= sinφk+1, 则有 kλ1=(k+1)λ2
2019年初三中考物理二轮专题复习《光学计算题专练》试题含答案
绝密★启用前2019年初三中考物理二轮专题复习《光学计算题专练》试题1.小康学过光的直线传播后，查阅相关资料，利用下面的方法粗略测出月球的直径．如图所示，在月圆时，把一枚一元的硬币AB，放在离眼睛点O约为H米处，在保证与月面平行的情况下，正好把(本题忽略大月亮遮住．已知一元硬币的直径为d，地球到月球距离为L，则证明月球的直径D=LdH气对光的折射)．2.激光是测量距离最精确的“尺子”，它的射程非常远，利用它可以从地球射向月球，再从月球反射回地球．从发射激光到接收到它返回的信号，共用时2s，已知光速为3×108m/s，求地球到月球的距离是多少3.一光源发出的一束光从地面上竖直向上投射到和它垂直的平面镜上，平面镜与地面距离为3米，如果把平面镜绕水平轴转过30°角，则地面上所成光点离光源多远？4.在田径运动会的百米赛跑项目中，小明和小江分别根据发令枪冒烟和听到枪声开始记时，同一运动员的跑步成绩（）A. 小明比小江多了0.294秒B. 小江比小明多了0.294秒C. 小明和小江的记录结果一样D. 小江记录的结果更准确5.百米赛跑时，假如终点记时员在听见起跑的枪声后才开始记时，他记录下来的成绩是11s，这种记录对运动员的成绩会造成什么后果以看到发令枪烟雾计时成绩应该是多少？答案解析1.【答案】证明：∵AB∥CD∴△OAB∽△OCD∴∵AB=d;CD=D;OF=H;OE=L;∴D=【解析】设OE交AB于点F，由题意可知△OAB∽△OCD，根据相似三角形的性质：对应高之比等于相似比计算即可，注意的是结果要保留两个有效数字．=1s，2.【答案】解：光从月球到地球时间：t=2s2月球到地球的距离为：s=vt=3×108m s⁄×1s=3×108m．答：地球到月球的距离为3×108m【解析】从发射激光到接收到它返回的信号，共用时2s，=1s，所以光从月球到地球一趟的时间是：t=2s2已知光速为=3×108m/s，月球到地球的距离为：s=vt=3×108m s⁄×1s=3×108m．3.【答案】如图所示：因为平面镜与水平面成30度角，所以入射光线与镜面夹角为60度，即入射角为30度，那么入射光线与反射光线的夹角为60度，由直角三角形OSA可得，S=OS=1.732×OS=1.732×3m=5.196m．故地面上的所成的光点距光源5.196m远．【解析】由平面镜绕绕水平轴转过30°角，可知反射光线与入射光线夹角为60°，则根据作图可形成直角△ASO三角形，即地面上得到的光斑A点与S点间的距离为SO距离的倍．4.【答案】A【解析】光的传播速度是c=3×108m/s，声音的传播速度是340m/s．因为光的传播速度太快了，所以当光从起点传播到终点时，光的传播时间是可以忽略的．由于声音和冒烟是同时产生的，所以我们可以认为当人看见发令枪冒烟时，声音从起点才开始传播，那么声音从起点传播到小江耳朵里的时间是：t=sv =100m340m/s≈0.294s，这说明当小明看到冒烟时，过了0.294s的时间声音才传到小江的耳朵里，所以小江比小明晚计时了0.294s，小明比小江多计时了0.294s．小明以看到冒烟就开始计时，这和运动员开始起跑的时刻基本是相同的，所以小明记录的结果更准确．5.【答案】解：（1）声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小.（2）声音传播100m时所用的时间：t=s v=100m340m/s≈0.29s所以，看到发令枪烟雾计时成绩应该是11s+0.29s=11.29s答：（1）声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小.（2）看到发令枪烟雾计时成绩应该是11s+0.29s=11.29s【解析】声音在空气中的速度大约为340m/s，光在空气中的传播速度为 3.0×108m/s，光速比声速大得多，如果裁判员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小，少的刚好是声音传播100米所用的时间．。
关于物理光学习题附答案
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+en 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。
光学试卷打印
一、填空1、光的折射定律（1） （2）2、发生全反射的条件为（1） （2）3、费马原理4、用垂轴放大率判断物、像虚实关系方法：当β>0时 β<0时5、物、像位置相对于光学系统的 来确定的称为牛顿公式，相对于光学系统的 来确定的称为高斯公式，如已知光学系统的物、像方的介质折射率分别为n 及n`，则理想光学系统中两焦距间的关系为6、光学系统的垂轴放大率β、轴向放大率α及角放大率γ之间的关系为7、一光学系统由焦距分别为：`,`,2211f f f f 和的两光组组成，两光组间光学间隔为∆=21`F F ，则组合系统的物、像方焦距分别为8、平面反射镜成像的垂轴放大率为 ，物像位置关系为 ，如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变9、限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为 ，限制成像范围的光阑称为 ， 经前面光组在光学系统物空间所成像称为 ，经后面光组在光学系统的像空间所成的像称为 ，主光线是指过 中心的光线10、单色光成像会产生性质不同的五种像差，分别为 ，白光产生的色差有两种，即1、厦门大学《工程光学》课程试卷物理与机电学院机电系三年级测控/机电专业主考教师：张建寰 试卷类型：（试卷）二、计算题1、 一厚度为200mm 的平行平板玻璃，n=1.5，其下面放一直径为1mm 的金属片，若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径为多少？2、 一束平行光束入射到一半径为r=30mm ，折射率n=1.5的玻璃球上，球的一半镀反射层，光从未镀侧入射，求平行光束的会聚点位置，并判断像的虚实。
3、 一光学系统由两薄透镜组组成，焦距分别为mm d mm f mm f 350,50,10021===，一物位于离第一透镜250mm 处，求光学系统所成像位置及垂轴放大率。
4、 如图所示的光学测微系统，光学透镜的焦距为`f ，当聚焦光斑在标尺上刻度为y 时，试推导其测量微小角位移原理。
中北大学物理光学期末考试——计算题
本复习资料专门针对中北大学五院《物理光学与应用光学》石顺祥版教材，共有选择、填空、简答、证明、计算五个部分组成，经验证命中率很高，80分左右,不过要注意，证明题可能变成计算题，填空题变成选择题。
1—1：8610)(2)y tE i e++⨯=-+方程：y=y=方向向量：一个可以表示直线斜率的向量，这个向量就是方向向量。
Ax+By+C=0:若A、B不全为零，其方向向量:（—B，A)。
8610)(2)y tE i e++⨯=-+)(rkEE⋅--=t i eω)(rkEE⋅-=t i eω)(rkEE⋅+-=t i eω)(rkEE⋅+=t i eω1-3 试确定下列各组光波表达式所代表的偏振态及取向①E x=E0sin（ωt-kz）, E y= E0cos（ωt-kz）②E x= E0cos(ωt-kz），E y= E0cos(ωt-kz+π/4)③E x= E0sin（ωt-kz)，E y=-E0sin(ωt-kz）E x=E0sin（ωt—kz)，E y= E0cos(ωt-kz)相位差π/2，E x=E y，圆.讨论xy平面的偏振情况t=0时：合成矢量?t=T/4时:合成矢量？右圆E x= E0cos(ωt-kz）, E y= E0cos(ωt—kz+π/4)相位差π/4，椭圆.t=0时：合成矢量？t=T/4时:合成矢量？右椭圆,长半轴方向45º见p25页。
E x = E 0sin(ωt —kz )， E y =—E 0sin （ωt -kz ) 相位差0，直线.y =—x 方向向量：（—1，1）1—4：两光波的振动方向相同，它们的合成光矢量为:1268+=10[cos cos()]1010210[cos(53.13)cos sin(53.13)sin ]10cos(53.13)t t t t t πωωωωω+-=︒+︒=︒-E E1-5:+=cos()cos()4x y iA kz t jA kz t πωω-+--E =E E ；因此有：=,4y x πϕϕϕ=--=, =ox oy E A A E ， tan 1,α= 得到：tan 2tan(2)cos ,,4πψαϕψ==sin 2sin(2)sin ,,8πχαϕχ==-222tan()0.4142,2,8ba b A aπ-=-≈-+= 得到：2220.17162, 1.31,0.5412a a A a A b A +===。
2021届高考物理二轮专题复习测试：光学计算题(解析版)
2021年高考专题复习测试：光学计算题（解析版）一、解答题1.（2021·辽宁模拟）截面为直角梯形的棱镜，制作材料的折射率n=1.5，其横截面如图所示，图中∠A= 60°，∠B=90°。
截面内一细束与AB边平行的光线，从棱镜AD边上的E点射入，经折射后射到AB边上。
求：（ⅰ）光线在AD边上发生折射的折射角的正弦值；（ⅱ）不考虑多次反射，求从BC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。
2.（2021·永州模拟）如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，∠B＝30°，BC＝30cm，AB面涂有反光材料．某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直．已知BD＝21cm，不考虑光在AC面的反射．求：（i）介质的折射率；（ii）光在介质中的传播时间．3.（2021·重庆模拟）将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。
某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的R范围内的光束平行于PQ射半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ。
若只有PQ上方高度ℎ=√32入后，能直接通过PQ面进入导光管（不考虑集光球内表面的反射），求该材料的折射率。
4.（2021·内江一模）如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60°，AB长度为20cm。
一束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角为45°，进入棱镜后折射到BC边的中点，D、C两点间距离为10cm。
光在真空中的速度C=3×108m/s。
求：(i)三棱镜材料对这束单色光的折射率；(ii)光线从AC边射入到第一次从三棱镜射出所经历的时间。
5.（2021·成都模拟）对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法。
图（a）为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图（b）所示，虚线为垂直于MN边的对称轴，∠AOB可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于MN边射入该钻石内。
初中物理：光学计算题
初中物理：光学计算题
1. 问题描述：
假设一束光射线从空气射入水中，入射角为60度，折射角为45度。
试计算：
a) 求光的折射率n；
b) 求光在空气中的速度v1和在水中的速度v2。
2. 解题思路：
根据折射定律和光速不变原理，可以解决此类问题。
折射定律表示光线从一种介质射入另一种介质时，入射角、折射角和介质的折射率之间满足一定关系。
光速不变原理指示光在不同介质中的速度不同。
3. 解题步骤：
a) 求光的折射率n：
根据折射定律，sin(入射角)/sin(折射角) = n2/n1。
入射角为60度，折射角为45度，代入公式可得：
sin(60°)/sin(45°) = n2/n1。
公式化简后可以得到：
n1 = n2 * sin(45°)/sin(60°)。
b) 求光在空气中的速度v1和在水中的速度v2：
光速不变原理指出：光在任何介质中的速度都是一个常数c，即v = c。
光在空气中的速度v1 = c，光在水中的速度v2 = c。
因此，
v1/v2 = c/c = 1。
换句话说，光在空气中和光在水中的速度是相等的。
4. 结果计算：
a) 计算光的折射率n：
代入数值计算，可得：
n1 = sin(45°)/sin(60°) ≈ 0.866。
b) 计算光在空气中的速度v1和在水中的速度v2：
v1 = v2 = c，即光在空气中的速度和在水中的速度均为常量。
以上为初中物理光学计算题的解题思路和步骤，希望对你有帮助。