工程光学下篇物理光学试卷题目
工程光学习题答案附试题
第一章习题1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。
解：则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s,当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s,当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s，当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s，当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。
2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出：所以x=300mm即屏到针孔的初始距离为300mm。
3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。
若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？解：令纸片最小半径为x,则根据全反射原理，光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射，而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。
而全反射临界角求取方法为：(1)其中n2=1, n1=1.5,同时根据几何关系，利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为：(2)联立（1）式和（2）式可以求出纸片最小直径x=179.385mm，所以纸片最小直径为358.77mm。
4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0，求光纤的数值孔径（即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。
解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有：n0sinI1=n2sinI2 (1)而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：(2)由（1）式和（2）式联立得到n0 sinI1 .5、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。
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？
物理学：工程光学试题及答案(三)
物理学：工程光学试题及答案（三）1、填空题在原子吸收光谱中，谱线变宽的基本因素是自然宽度，（），（），场致变宽，自吸变宽。
正确答案：多普勒变宽；压力变宽2、填空题为达到增反的目的，单层膜的折射率n与玻璃基板折射（江南博哥）率n玻的关系是（）正确答案：n＞nG3、名词解释标准样板精度正确答案：标准样板的曲率半径名义值与其曲率半径实际值的偏差。
4、判断题原子内部的电子跃迁可以在任意两个能级之间进行，所以原子光谱是由众多条光谱线按一定顺序组成。
正确答案：错5、单选在原子吸收光谱法中，对光源进行调制的目的是（）。
A.校正背景干扰B.消除物理干扰C.消除原子化器的发射干扰D.消除电离干扰正确答案：A6、名词解释入光瞳直经正确答案：入光瞳直径等于物空间中用透镜单位表示的近轴像光阐的大小。
7、名词解释基态和激发态正确答案：粒子能级中的最低能量状态称为基态，其余的自下而上依次为第一激发态、第二激发态等。
8、问答题为何在设计望远镜系统时要将孔径光阑置于物镜上？正确答案：望远镜是目视系统，需要与人眼联用。
根据光瞳衔接的原则，望远镜的出瞳应与人眼的瞳孔衔接，故它因该位于望远目镜之后，一般要求6mm以上的距离。
计算表明，将孔径光阑置于物镜上可以满足对出瞳的位置要求，而且望远镜的物镜、棱镜的尺寸最小9、单选选择辅助电极时，最起码的要求是不含（）。
A、基体元素B、被测元素C、碳元素D、其他元素正确答案：B10、单选在原子吸收法中，能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称的变宽应是（）。
A.热变宽B.压力变宽C.自吸变宽D.场致变宽正确答案：B11、判断题光谱分析的检出限指的是某分析方法可靠地检出样品中某元素的最小量。
正确答案：对12、名词解释视见函数正确答案：光度学中，为了表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别，定义了一个函数V（λ），称为“视见函数”。
在可见光范围内，人眼对黄绿光最敏感。
V（555）=1。
13、单选感光板中的（）是感光物质。
光学物理测试题及答案
光学物理测试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光的波动性可以通过以下哪个实验来验证？A. 双缝干涉实验B. 光电效应实验C. 康普顿散射实验D. 光电导实验答案：A2. 光的折射率n与光在真空中的速度c和介质中的速度v之间的关系是？A. n = c/vB. n = v/cC. n = c + vD. n = c - v答案：A3. 光的偏振现象说明光是：A. 横波B. 纵波C. 非波D. 无法确定答案：A4. 以下哪种现象不属于光的干涉现象？A. 牛顿环B. 薄膜干涉C. 光的衍射D. 光的反射答案：D5. 光的波长与频率的关系是？A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率相等答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 光的三原色是________、________和________。
答案：红、绿、蓝2. 光的干涉现象中，两束相干光的相位差为0时，干涉结果是________干涉。
答案：构造3. 光的折射定律中，入射角和折射角的正弦之比等于介质的________。
答案：折射率4. 光的多普勒效应是指当光源和观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的光的________会发生变化。
答案：频率5. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时，此时光不会进入光疏介质，而是在光密介质中发生________。
答案：全反射三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述光的干涉现象及其产生的条件。
答案：光的干涉现象是指两束或多束相干光波相遇时，它们的振幅相互叠加，形成明暗相间的干涉条纹的现象。
产生干涉的条件包括：两束光必须是相干光，即它们的频率相同，相位差恒定；两束光的波前必须相互重叠。
2. 解释光的偏振现象及其应用。
答案：光的偏振是指光波振动方向的选择性，自然光是各向同性的，而偏振光则是在特定方向上振动的光。
偏振现象可以通过偏振片来观察，偏振片只允许特定方向的光波通过。
2023年工程光学下习题库整理汇总
1．在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ´，则其衍射暗条纹间距e 暗=f a λ' ，条纹间距同步可称为线宽度。
3．光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量，当平面板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴入射时，轴向位移量为1(1)d n- 。
4．在光旳衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观测屏，则衍射按照它们距离不一样可分为两类，一类为 菲涅耳衍射，另一类为 夫琅禾费衍射 。
5．光轴是晶体中存在旳特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。
n e <n o 旳单轴晶体称为负单轴晶体 。
6．1/4波片旳附加相位差为(21)0,1,2,...2m m π+=±±,线偏振光通过1/4波片后，出射光将变为 椭圆偏振光或圆片遮光 。
8．两列波相干旳条件 有方向相似旳振动分量 、振动频率相似 、 相位差稳定_。
9.假设光波旳偏振度为p ，则p=0时表达 自然光，p=1时表达线偏振光,0<p<1时表达部分偏振光。
10.菲涅尔圆孔衍射图样旳中心点也许是明旳，也也许是暗旳，而夫琅和费衍射图样旳中心点是明 旳。
11.光波旳振动方向与传播方向互相 垂直 ,因此光波是横波 。
12.当自然光以布儒斯特角入射至两各向同性介质界面上，其反射光为线偏振光，折射光为_部分 偏振光。
14.在迈克尔逊干涉仪中，用单色光源直接照明，若反射镜M 1、M 2严格垂直，则此时发生 等倾（等倾或等厚）干涉，可观测到中央或明或暗旳一系列同心圆环，圆环中央疏、边缘密_（描述条纹特点）,若M 1与M 2’间旳厚度每减少2λ 旳距离,在条纹中心就消失 一种条纹。
17.一般获得相干光旳措施有两类：分波面法和 分振幅法 。
18.牛顿环是一种等厚（等倾或等厚）干涉条纹，反射式牛顿环中心总是暗（亮或暗）旳。
20．迈克耳逊干涉仪旳一种反射镜移动0.33mm时，测得条纹变动192次，则所用光源旳波长为3437.5nm。
应用光学习题”、“物理光学习题”、“工程光学-练习题
“应用光学习题”、“物理光学习题”、“工程光学+练习题”一、选择题1、几何光学有三大基本定律，它们是是：（ D ）A、折射与反射定律，费马原理，马吕斯定律；B、直线传播定律，折射与反射定律，费马原理；C、独立传播定律，折射与反射定律，马吕斯定律；D、直线传播定律，独立传播定律，折射与反射定律。
2、对理想光学系统，下列表述正确的是：（ C ）A、位于光轴上的物点的共轭像点不在光轴上；B、物方焦点与像方焦点共轭；C、基点与基面为：焦点、主点、节点，焦平面、主平面、节平面；D、牛顿物像位置关系，它是以主点为坐标原点。
3、关于光阑，下列表述正确的是：（ B ）A、孔径光阑经其前面的光学系统所成的像称为入窗；B、若孔径光阑在光学系统的最前面，则孔径光阑本身就是入瞳；C、孔径光阑、入窗、出窗三者是物像关系；D、视场光阑是限制轴上物点孔径角的大小，或者说限制轴上物点成像光束宽度、并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑。
4、关于人眼，下列描述正确的是：（ A ）A、眼睛自动改变焦距的过程称为眼睛的视度调节；B、近视眼是将其近点矫正到明视距离，可以用负透镜进行校正；C、眼睛可视为由水晶体、视网膜和视神经构成的照相系统。
；D、人眼分辨率与极限分辨角成正比关系。
5、关于典型光学系统，下列表述正确的是：（ B ）A、增大波长可以提高光学系统的分辨率；B、显微镜的有效放大率，放大率高于1000NA时，称作无效放大率，不能使被观察的物体细节更清晰；C、目视光学仪器，其放大作用可以由横向放大率来表示；D、减小孔径可以提高光学系统的分辨率。
6、关于光的电磁理论，下列表述正确的是：（ D ）A、两列光波相遇后又分开，每列光波不再保持原有的特性；B、两列光波叠加后其光强为两列光波的强度之和；C、等振幅面传播的速度称为相速度；D、两个振幅相同、振动方向相同、传播方向相同，但频率接近的单色光波叠加形成拍现象。
7、关于光的干涉，下列表述正确的是：（ A ）A、平行平板的多光束干涉中，随平板反射率的增加，透射光的干涉条纹变得越明锐；B、楔形平板形成的干涉为等倾干涉；C、等倾干涉条纹为同心圆环状条纹，中央条纹级次最低；D、迈克耳逊干涉仪只能产生等厚干涉条纹。
工程光学-物理光学智慧树知到课后章节答案2023年下北京航空航天大学
工程光学-物理光学智慧树知到课后章节答案2023年下北京航空航天大学北京航空航天大学第一章测试1.光的空间周期性可用（）这样一组物理量来表示。
A:角频率 B:波长 C:空间频率 D:空间角频率答案:波长;空间频率;空间角频率2.电磁波是恒波。
（）A:对 B:错答案:对3.驻波形成的条件：两个频率相同、振动方向相同、传播方向相同的单色光波的叠加。
（）A:错 B:对答案:错4.驻波的现象是形成合成波的强度随时间和位置而变化。
（）A:错 B:对答案:错5.光能量或光信号的传播速度是（）。
A:群速度 B:相速度答案:群速度第二章测试1.任一方位振动的光矢量E，都可分解成两个互相垂直的分量。
平行于入射面振动的分量称为光矢量的p分量；垂直于入射面振动的分量称为光矢量的s 分量。
（）A:错 B:对答案:对2.光在光密-光疏介质界面上反射时，对于正入射或掠入射时，反射光的光矢量产生π的相位改变，称为半波损失。
（）A:对 B:错答案:错3.光从光疏媒质界面上发生全反射时，透过界面进入第二媒质约波长量级，并沿着界面流过波长量级距离后返回第一媒质，沿着反射波方向出射的波称为倏逝波。
（）A:对 B:错答案:错4.光轴是晶体中存在的一个特殊方向，光在晶体中沿光轴传播时会发生双折射现象。
（）A:对 B:错答案:错5.o光的振动方向（）主平面。
A:位于 B:垂直于答案:垂直于第三章测试1.一束自然光以30度角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率n=1.45，反射光的偏振度为93.8%。
（）A:对 B:错答案:错2.波片快轴的定义：在波片中传播速度慢的光矢量方向。
（）A:对 B:错答案:错3.电气石对o光的吸收系数为3.6/cm，对e光的吸收系数为0.8/cm，将它作成偏振片。
当自然光入射时，若要得到偏振度为88%的透射光，偏振片厚度为1.64cm。
（）A:错 B:对答案:错4.通过检偏器观察一束椭圆偏振光，其强度随着检偏器的旋转而改变。
工程光学第三版下篇物理光学第十一章课后习题答案详解
第十一章 光的电磁理论基础解：（1）平面电磁波cos[2()]E A t cπνϕ=-+ 对应有1462,10,,3102AHz m πνϕλ-====⨯。
（2）波传播方向沿z 轴，电矢量振动方向为y 轴。
（3）B E →→与垂直，传播方向相同，∴0By Bz ==814610[210()]z Bx CEy t ππ===⨯⨯-+解：（1）215cos[2()]10cos[10()]0.65E A t t ccπνϕπ=-+=- ∴1514210510v Hz πνπν=⇒=⨯72/2/0.65 3.910n k c m λππ-===⨯（2）8714310 1.543.910510n c c n v λν-⨯====⨯⨯⨯ 3.在与一平行光束垂直的方向上插入一片透明薄片，薄片的厚度0.01h mm =,折射率n=1.5,若光波的波长为500nm λ=,试计算透明薄片插入前后所引起的光程和相位的变化。
解：光程变化为 (1)0.005n h mm ∆=-=相位变化为)(20250010005.026rad πππλδ=⨯⨯=∆= 4. 地球表面每平方米接收到来自太阳光的功率为 1.33kw,试计算投射到地球表面的太阳光的电场强度的大小。
假设太阳光发出波长为600nm λ=的单色光。
解：∵22012I cA ε== ∴1322()10/I A v m c ε=5. 写出平面波8100exp{[(234)1610]}E i x y z t =++-⨯的传播方向上的单位矢量0k 。
解：∵exp[()]E A i k r t ω=- x y z k r k x k y k z ⋅=⋅+⋅+⋅00000000002,3,4234x y z x y z k k k k k x k y k z x y z k x y z ===∴=⋅+⋅+⋅=++=+ 6. 一束线偏振光以45度角从空气入射到玻璃的界面，线偏振光的电矢量垂直于入射面，试求反射系数和透射系数。
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工程光学（下）期末考试试卷
一、填空题（每题2分，共20分）
1．在夫琅和费单缝衍射实验中，以钠黄光（波长为589nm ）垂直入射，若缝宽为
0.1mm ，则第1极小出现在（ ）弧度的方向上。
2．一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜，透镜焦距为50cm ，测得
透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是3
1066.6-⨯cm ，则光波波长为（ ）nm 。
3．已知闪耀光栅的闪耀角为15o
，光栅常数d=1 m，平行光垂直于光栅平面入射时在
一级光谱处得到最大光强，则入射光的波长为（ ）nm 。
4．晶体的旋光现象是（ ），其规律是
（ ）。
5．渥拉斯棱镜的作用（ ），要使它获得较好的作用效果应
（ ）。
6．()
=⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡110
01
011111i i
利用此关系可（ ）。
7．波片快轴的定义：（ ）。
8．光源的相干长度与相干时间的关系为（ ）。
相干长度愈长，说明
光源的时间相干性（ ）。
9．获得相干光的方法有（ ）和（ ）。
10．在两块平板玻璃A 和B 之间夹一薄纸片G ，形成空气劈尖。
用单色光垂直照射劈
尖，如图1所示。
当稍稍用力下压玻璃板A 时，干涉条纹间距（ ），条纹向（ ）移动。
若使平行单色光倾斜照射玻璃板（入射角01>i ），形成的
干涉条纹与垂直照射时相比，条纹间距（ ）。
二、问答题（请选作5题并写明题号，每题6分，共30分）
α
A B
G 图1
1．简要分析如图2所示夫琅和费衍射装置如有以下变动时，衍射图样会发生怎样的变
化？
1）增大透镜L 2的焦距； 2）减小透镜L 2的口径；
3）衍射屏作垂直于光轴的移动（不超出入射光束照明范围）。
2．以迈克尔逊（M ）干涉仪的等倾圆环和牛顿（N ）环为例，对“条纹形状”作一简要讨论，（从中央级次、条纹移动分析它们的相同点与不同点）。
3．利用惠更斯作图法求下列方解石晶体中的双折射光（标出光线方向和光矢量方向）。
4．拟定部分偏振光和方位角为α的椭圆偏振光的鉴别实验。
（包括光路、器件方
位、实验步骤。
）
5．试述如图3所示格兰－付科棱镜的结构原理（要求画出并标出o 光、e 光的传播方
向，光矢量方向）特点，用途和使用方法，并说明此棱镜的透光轴方向。
θ
L 1
L 2
P
接收屏
衍射屏
光源
图2 夫琅和费衍射系统俯视图
θ
图3
6．A grating, used in the second order, diffracts light of 632.8nm
wavelength through an angle of 30o. How many lines per millimeter does the grating have?
7．An oil film (n=1.47, thickness 0.12 m) rests on a pool of water. If
light strikes the film at an angle of 60o
, what is the wavelength reflected in the first order?
三、计算（共50分）
1．（15分）平行的白光（波长范围为390nm －700nm ）垂直照射到平行的双缝上，双
缝相距1mm ，用一个焦距m f 1=的透镜将双缝的衍射图样聚焦在屏幕上。
若在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，问将缺少哪些波长？
2．（20分）图4所示一双缝实验，波长为λ的单色平行光入射到缝宽均为
d(λ>>d )的双缝上，因而在远处的屏幕上观察到干涉图样。
将一块厚度为t ，折射率n 的薄玻璃片放在缝和屏幕之间。
1）论
0P 点的光强度特性
2）如果将一个缝的宽度增加到2d ，而另一个缝的宽度保持不变，
0P 点的光强发
生怎样的变化？（假设薄片不吸收光）。
3．（15分）将一块
4λ
片插入两个偏振器之间，波片的快轴与两偏振器透光轴的夹角
分别为︒60－和︒30，求光强为I 0的自然光通过这一系统后的强度是多少？
t
P 0
图4。