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
大学物理09(上)试卷答案
y = A cos(ω t − 2 πx λ − π / 2) 故入射波表达式为 在 O′处入射波引起的振动方程为 y1 = A cos(ω t −
π 2π 5 − ⋅ λ ) = A cos(ω t − π ) 2 λ 4
2分 2分
长江大学试卷
学院
班级
姓名
序号
f(v)
f(v)
f(v)
f(v)
O (A)
v
Ovຫໍສະໝຸດ O (C)vO (D)
v
(B) B 卷第 1 页共 4 页 图1
7.在波长为λ的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为 (A) λ/2 . (B) λ/4 . (C) 3λ/4 . (D) λ . 8.单色平行光垂直照射在薄膜上 , 经上下两表面反射的 入射光 n1 两束光发生干涉 ,如图 2 所示,若薄膜的厚度为 e , 且 n1＜ n2 反射光 1 ＜n3 , λ1 为入射光在 n1 中的波长,则两束光的光程差为： n2 反射光 2 e (A) 2 n2e－(1/2)n1λ1. n3 (B) 2 n2 e－λ1 / (2 n1) . 图2 (C) 2 n2 e. (D) 2 n2e－(1/2)n2λ1 . 9.在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 λ的单色光垂直入射到宽度为 a=6λ的单 缝上,屏上第三级暗纹对应于衍射角为： (A) 60o. (B) 45o. (C) 30o. (D) 75o. 10.有一劲度系数为 k 的轻弹簧，原长为 l0，将它吊在天花板上．当它下端挂一 托盘平衡时，其长度变为 l1．然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为 l2，则由 l1 伸 长至 l2 的过程中，弹性力所作的功为： (A) − (C)
…………….…………………………….密………………………………………封………………..…………………..线……………………………………..
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。
九校联考八年级上学期期末物理测试卷(完整版)
图3 图1图42008-2009学年第一学期期末测试卷八年级物理（完卷时间：90分钟 满分100分） 出卷人：黄声伟 核对人：陈健一．填空题。
（有11小题，每空1分，共17分。
）1. 被人们誉为伟大的物理学家，他在前人研究的基础上，构建了具有划时代意义的经典物理学体系，他发现日月星辰的运转与苹果落地有某些相似之处，从而建立了以他的名字命名的运动学三大定律，他是 。
2.承担神州七号发射任务的是长征二号F 型运载火箭，在火箭上升阶段，以火箭为参照物，神州七号是 的 ，以地面雷达测控站为参照物，神州七号是 的 。
3. 如图1所示的这些现象说明：正在发声的物体都在________。
4.有一种电子牙刷，如图2所示，它能发出一种频率超过20000Hz 的声音，其属于 （选填“超声”或“次声”）波，它可以直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙即干净又舒服。
5．如图3所示，编钟是我国古代音乐文化的杰作，古代工匠运用高超的工艺铸造出大小不同的编钟，这些钟在敲击时能发出不同音调的声音，这是由于不同的钟在敲击后振动的___ ___不同．乐队合奏乐曲时，我们可以根据声音的_________不同来辨别不同种类的乐器6．大城市中的一些高楼外墙用玻璃装饰，由于太阳光发生 反射，使附近的住户受较强的光照射而不能很好的工作和休息；观看电影时，我们能从不同角度看到银幕上的景象，是由于发生了光的 反射。
7、晴天，在茂密的树林下面，阳光透过树叶的缝隙，会在地上留下许多圆形的光斑，这是由于 。
8．如图4所示，太阳光通过三棱镜后，在光屏上会形成一条彩色光带，这种现象叫光的 ，产生这一现象的原因是白光中包含的不同颜色的光通过三棱镜发生（“反射”或“折射”）时的偏折程度不同图2图5 图6图8图7 9. 如图5 所示，用扳手拧螺母时，以同样大小的力分别作用在A 、B 、C 各点，且方向也都相同，则三点中作用在C 点时的力的作用效果最明显。
这说明力的作用效果与力的 有关。
物理光学试题含标准答案
6、（附加题20分）当一束纳黄光以30°入射到光轴平行于界面的石英晶体表面（ ），
(1)请采用惠更斯作图法做出折射光传播方向及电场矢量的振动方向，
（2）准确计算出折射光传播方向相对界面法线的夹角。
解：
(1)
（5分）
（2）o光传播方向与界面法线夹角 ：
由 ，得 （3分）
设：e光传播方向与界面法线夹角 ，e光传播方向与光轴夹角 ，
e光波面法线方向与界面法线夹角 ，e光波面法线方向与光轴夹角 ，
则，由
可得
（3分）
（3分）
由 （3分）
得
所以 （3分）
⑴后透镜焦点处的干涉级,
⑵在此焦面上能够看到几个亮条纹?
⑶其中半径最大条纹的干涉级和半径是多少?
解：
⑴ 由于 ，
对应焦点条纹： ， （5分）
⑵ 焦面上能看到的条纹数决定于照明光源可以形成的光线入射角度的范围
（3分）
对应最大条纹的干涉级满足
焦面上能看到的亮条纹数 （2分）
⑶ 焦面上能看到的半径最大条纹的干涉级为 （3分）
4、一束波长450nm线偏振光垂直入射到石英（ ）制成的半波片，
透射光束中o光波相对e光波的位相超前π,石英晶片的厚度最薄应为25μm。
5、当光束以入射角 照射光栅时（光栅常数为d），光栅方程 中
是观察方向与光栅法线的夹角， 表示在 方向观察到波长λ光波的衍射级次， 号分别对应 与 在光栅法线的同侧和异侧。
二、计算题（70分）
1、（15分）一台迈克尔逊干涉仪，使用波长λ=550nm的扩展光源，调节两臂使产生同心圆环干涉条纹。
⑴此圆环干涉条纹为何种干涉条纹？
⑵要使干涉圆环向中心一一消失20个圆环条纹，则可动臂必需移动多远？
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。
物理光学2008年期末考试题及答案
物理光学2008年期末考试题及答案物理光学 试题A题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数第 2 页 （共 13 页）班号 姓名一、解释下列名词（每小题2分，总共20分） 1、复色波的相速度：2、复色波的群速度：3、布儒斯特角：4、临界角：5、光的空间相干性：6、光的时间相干性：7、爱里斑：8、瑞利判据：9、晶体的光轴：10、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)。
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。
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？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（λ=589纳米），能产生多少个干涉条纹？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。
6、单色平面光波波长为500nm ，正入射如图所示的衍射屏上，11r =mm ，2r =，轴上观察点离衍射屏2m ，计算观察点出的光强与入射光之比。
7、什么是光学仪器的像分辨本领？若光的衍射现象完全可以忽略，对理想光学系统成像来说，还存在分辨本领这个问题吗？8、在下图中虚线代表光轴。
试根据图中所画的折射情况判断晶体的正负。
9、简述在KDP晶体的线性电光效应当中，产生 63的纵向运用和横向运用的条件。
10、云和雾为什么是白色？三、光束以很小的角度入射到一块平行平板（如图所示），试求相继从平板反射和透射的头两支光束的相对强度。
设平板的折射率为n=1.5。
《传热学》期末考试试题与答案
《传热学》期末考试试题与答案哈尔滨⼯业⼤学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案⼀、解释概念【5-1】名词解释：流动边界层解：固体壁⾯附近流体，由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层（速度边界层）。
【6-1】名词解释：定性温度解：⽤以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释：辐射⼒解：辐射⼒是指单位时间、单位⾯积的辐射表⾯向半球空间所有⽅向所发射的全部波长的总能量，其单位为W/m 2。
【8-1】名词解释：灰体解：光谱吸收⽐与波长⽆关的物体称为灰体。
⼆、分析论述与回答问题【2-1】写出傅⾥叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
解：tq gradt n nλλ=-=-。
其中q 是热流密度⽮量；λ是导热系数，它表⽰物质导热体本领的⼤⼩；gradt 是空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位⽮量，指向温度升⾼的⽅向，“﹣”号表⽰热量沿温度降低的⽅向传递。
【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并⽐较异同。
解：从形式上看，Nu 数hl Nu λ??=与Bi 数hl Bi λ?=完全相同，但⼆者的物理意义却不同。
Nu 数中的λ为流体的导热系数，⽽⼀般h 未知，因⽽Nu 数⼀般是待定准则。
Nu数的物理意义表⽰壁⾯附近流体的⽆量纲温度梯度，它表⽰流体对流换的强弱。
⽽Bi 数中的λ为导热物体的导热系数，且⼀般情况下h 已知，Bi 数⼀般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对⼤⼩。
【8-1】 “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射⼒越⼤，其吸收⽐也越⼤。
你认为对吗？为什么？解：基尔霍夫定律对实际物体成⽴必须满⾜两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为⿊体。
也即物体辐射⼒越⼤，其对同样温度的⿊体辐射吸收⽐也越⼤，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的⿊体辐射。
所以上述说法不正确。
【2-1】厚度等于δ的常物性⽆限⼤平板，初始温度均匀为0t ，过程开始后，左侧有⼀定热流密度w q 的热源加热，右侧与低温流体f t 相接触()0f t t >，表⾯传热系数h 等于常数，所有物性参数已知，写出该导热问题的数学描写（述）。
光学期末卷及答案
_______级 _________系 ___________专业 _____________班 姓名____________ 学号__________________ ——————————密——————————————封——————————————线————————————____________________________________________________________________________________________________邯郸学院2009-2010学年第一学期2008级物理学、应用物理学专业本科期末考试试卷(A)课程名称： 光学 任课教师：史淑惠 考试时间： 120 分钟 考试性质（学生填写“√”）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）题 号 一 二 三 四 总分 满 分 18 18 14 50 100 得 分 阅卷人 复核人一、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动，则衍射图样： （ ） 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）h3、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 、4λB 、n 4λC 、2λD 、n 2λ 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 2λ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 、左旋圆偏振光二、填空题（每题3分，共18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 4000Ǻ，则此介质的折射率为 ，光在介质内的频率为 。
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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。
解：（1）光源平移与条纹评议的关系为。
当光源项上移动时，，则，即条纹向下平移；同理，当光源下移时，则条纹向上平移。
（2）由于光源在介质中的波长，装置放入水中后，条纹间距为。
因为，所以，
即条纹间距会变小。
6、单色平面光波波长为500nm，正入射如图所示的衍射屏上，mm，mm，轴上观察点离衍射屏2m，计算观察点出的光强与入射光之比。
解：衍射屏分为两部分，的3/4圆孔和的1/4的圆孔。
已知，。
先求半径为的3/4圆孔包含的“半波带”数：
即恰好为一个“半波带”。
令一个“半波带”在观察点的振幅为，则。
再求半径为的1/4圆孔包含的“半波带”数：
即恰好为两个“半波带”，故。
所以观察点的总振幅为
因此观察点出的光强与入射光之比
7、什么是光学仪器的像分辨本领？若光的衍射现象完全可以忽略，对理想光学系统成像来说，还存在分辨本领这个问题吗？
解：光学仪器的像分辨本领是指仪器能分辨开相邻两个物点的像的能力。
对于靠的很近的两个物点，仪器对所成的像还能分辨的开，我们就说它的分辨本领高，反之则低。
如果光的衍射现象可以完全忽略，则点物就可以成点像，任何一个无像差的光学仪器完全可以将两个不论靠的多近的点物分开。
8、在下图中虚线代表光轴。
试根据图中所画的折射情况判断晶体的正负。
解：我们可根据e光的折射方向来判断晶体的正负。
假定晶体是负的，则晶体中的e光次波面是长轴垂直光轴的椭球面。
由惠更斯作图法可知，e光向上偏折。
由此可判定在上图的折射情形中，晶体是负的。
9、简述在KDP晶体的线性电光效应当中，产生g63的纵向运用和横向运用的条件。
解：g63的纵向运用中外加电场和光束均平行于光轴（x3）。
g63的横向运用中外加电场平行于光轴（x3），光束垂直于光轴。
10、云和雾为什么是白色？
解：因为组成云和雾的小水滴的线度接近或大于可见光波长。
白光照射在这些微粒上，将发生米氏散射。
而米氏
散射的强度与光波长关系不大，故微粒的散射光呈白色。
三、光束以很小的角度入射到一块平行平板（如图所示），试求相继从平板反射和透射的头两支光束的相对强度。
设平板的折射率为n=。
（10分）
解：在接近正入射的情况下，光束从空气—平板界面的反射率为
显然，光束从平板—空气界面反射的反射率也等于。
设入射光束的强度为I，则第1支反射光束的强度为
第2支反射光束的强度为
头两支透射光束的强度分别为
四、在阳光照射下，沿着与肥皂膜法线成300方向观察时，见膜呈绿色（l=550nm），设肥皂液的折射率为。
求：（1）膜的最小厚度；（2）沿法线方向观察时，肥皂膜是什么颜色？（10分）
解：（1）由，得
将，，，代入上式，并取，得最小厚度
（2）若，由，得
将，，，，代入，得
故呈黄色。
五、用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽a=，不透明部分b=，缝数N=103条。
试求：（1）中央峰的角宽度；（2）中央峰内干涉主极大的数目。
（10分）
解：（1）中央峰的角宽度为，将，a=代入，得
（2）中央峰内干涉主极大的数目为
六、一束钠黄光以入射角为500入射到方解石平板上。
设光轴与平板平行，并垂直于入射面（如图所示）。
问在晶体中e光和o光的夹角为多少？并画出其振动方向（设n o=，n e=）（10分）解：因为晶体光轴垂直于入射面，
当时，对于o光有。
将，n o=代入，得。
在垂直于光轴的方向，e光也满足折射定律：。
将将，n e=代入，得。
所以，o光、e光在晶片中的夹角为
振动方向如下图所示。