工程光学基础考试试题库1

1、WOR格式2008级光电子技术f '，则其衍射暗条纹1 .在单缝衍射中，设缝宽为a,光源波长为入，透镜焦距为间距e暗=f，条纹间距同时可称为线宽度。2.当保持入射光线的方向不变，而使平面镜转15°角，则反射光线将转动30° 角3.光线通过平行平板折射后出射光线方向 轴向位移量，当平面板厚度为率为n，贝U在近轴入射时，轴向位移量 为不变_ - d,折射1 d (1)n但会产生4. 在光的衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，一类为菲涅耳衍射，另一类为夫琅禾费衍射。 ,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折5. 光轴是晶体中存在的特殊方

2、向射。n <n的单轴晶体称为负单eo5T +- u 士 土成倒立缩小像 n I轴晶体 。6. 1/4波片的附加相位差为2,线偏振光通过波片后，出射光将变(2m1)m 0,21, 1/4为椭圆偏振光或圆片遮光。7.单个折射球面横向放大率B = nl，当-1<B <0 时，成像性质为物像处于球面的两侧,&两列波相干的条件有方向相同的振动分量、振动频率相同、相位差稳定 _。9. 假设光波的偏振度为p，则p=0时表示自然光，p=1时表示线偏振光,0<p<1 时表示部分偏振光。10. 菲涅尔圆孔衍射图样的中心点可能是明的，也可能是暗的，而夫琅和费衍射图样的中心点是明

3、的。11. 光波的振动方向与传播方向互相垂直，所以光波是横波。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 偏振光光线通过双平面镜后，其入射光线与出射光线的夹角13.为50°，则双平面镜的夹角为25°。在迈克尔逊干涉仪中，用单色光源直接照明，若反射MM严格垂直，则此时发14.镜生等倾（等倾或等1 2_ （描述条纹,若厚）干涉，可观察到中央或明或暗的一系列同心圆环，圆环中央疏、边缘密M1'的距离，二在条纹中心就与M间的厚度每减少 消失一个条纹2专业资料整理WOR格式限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为孔径光,限制物体成

4、像范围的光阑称为视场光阑，能15阑够在像平面上获得足够清晰像的空间深度称为景深。n sin I n sin I，反射定律可看作是折射定律16. 光的折射定律数学表达式为在 n n时的一种特殊情-1-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术 况。17. 一般获得相干光的方法有两类：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）的。19.发生全反射的条件为（1 ）光线从光密介质射入光疏介质（2）入射角大于临界角192 次，20.迈克耳逊干涉仪的一个反射镜移动0.33 mm时，测得条纹变动则所用光源的波长为3437.5 nm21 .光

5、学系统的物方焦点F的共轭点是无限远处的像点。22. 从自然光获得线偏振光的方法有三种：（1 ）由反射和折射产生线偏振光（2） 由晶体的一向色性产生线偏振光（3） 由晶体双折射产生线偏振光23. 检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检验的光入射到偏振片上，然后旋转偏振片，若从偏振片射出的光的强度不变化和入射光为自然光。若射出的光的强度有明暗变化但不完全消失，则入射光为部分偏振光。若射出的光的强度在极大和零之间变化，则入射光为线偏振光。24.对于 入=5100埃，圆孔直径为1.22cm，由焦距为5cm的透镜产生的夫琅禾费衍射图样的第一暗环的半径是2.55 m25. 光从光疏介质射向光密介质时，

6、反射光会（会、不会）发生半波不会1000mm的屏上量得（会、不会）发生半波损失。10个条纹间距总长为16mm则其双损失；光从光密介质射向光疏介质时，发射光反 射光波长为550nm的光射在杨氏双缝上，在距26. 缝缝距离为344 m 。27. 一束自然光由折射率为n=4/3的水中入射到玻璃上，当入射光为50.82 ° I t1 时反射光是线偏振光，则玻璃的折射率为1.64。28. 用劈尖干涉检测工件的表面，当波长为入的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图。由图可见工件表面有一凹槽。29. 用波长为入的单色光垂直照射牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环。若使平凸透镜慢慢地

7、垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d的移动过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于药。30. 振动方向对于波的传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别纵波的一个最明显标志，只有横波才有偏振现象。二、选择题1. 将波长为入的平行单色光垂直投射于一宽度为b的狭缝。若对应于夫琅禾费单缝衍射的第一最小值位置专业资料整理WOR格式-2-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术的衍射角0为n /6 o试问缝宽b的大小为多少？C(A)入 /2(B)入 (C) 2 入 (D)3 入(E)4 入2. 在真空中行进的单色自然光以布儒斯特角i _57°入射到平玻璃板上。下列叙

8、述中，哪一种是不正确的?E(A) 入射角的正切等于玻璃板的折射率(B)反射线和折射线的夹角为n /2(C) 折射光为部分偏振光( D )反射光为线偏振光(E)反射光的电矢量的振动面平行于入射面3波长为入的单色光垂直投射于缝宽 .为(A ) bsin 0=mX(D) Ndsin 0=mX4b，总缝数为 N，光栅常量为d的光栅上，其光栅方程为Csin 0 =mX ( C) dsin0 =mX杨氏实验装置中， 为涉花样的间距为多少毫米?B(A)4.5(E) Nbsin光源的波长(B) 0.9(C)3.1600nm，两狭缝的间距为 2mm(E)(D) 4.15.2试问在离缝 300cm的一光屏上观察到

9、干d的透明介质片。放入后，两光束的光程差该变量为 A(A) 2 ( n-(C) nd(D)( n-1 ) d(B) 2nd 1 ) d(E ) nd /26牛顿环的实验装置是以 平凸透镜置于 平板玻璃今以平行单色光从上向下投射，. 上。察，在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚度为并从上向下观观察到有许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点为：D(A) 接触点是明的，明暗条纹是等距离的圆环(B) 接触点是明的，明暗条纹不是等距离的圆环(C) 接触点是暗的，明暗条纹是等距离的圆环(D) 接触点是暗的，明暗条纹不是等距离的圆环(E) 以上均不正确7. 如下图，若L=100 ,(A)I(

10、b )n(C)m( d)wU=1 °代表图中的I、H、KM) ion8. 光学仪器的分辨本领将受到波长的限制。根据瑞利判据，考虑由于光波衍射所产生的影响，试计算人眼能区分两只汽车前灯的最大距离为多少公里？设黄光的波长入=500nm；人眼夜间的瞳孔直径为 D=5mm两车灯的距离为d=1.22 m。C专业资料整理WOR格式-3-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术(A) 1 ( B) 3(C) 10( D) 30( E) 1009. 一束白光从空气射入玻璃，当光在玻璃中传播时，下列说法错误的是B(A)紫光的速率比红光小(B)红光的频率比紫光大(C) 在玻璃中红光的偏向角比紫

11、光小(D) 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同10. 在下列几种说法中，正确的说法是C(A) 相等光程的几何距离必然相等(B) 几何距离大的其光程必然较大(C) 相同的光程必然有相同的对应的真空距离(D) 上述说法都不正确11. 右旋圆偏振光垂直通过1/2波片后，其出射光的偏振态为C(A)线偏振光(B )右旋椭圆偏振光(C)左旋圆偏振光(D)右旋圆偏振光(E)左旋椭圆偏振光12借助玻璃表面上涂以折射率n=1.38的MgF2透明薄膜，可以减少折射率为n ' =1.60的玻璃表面的反射，若波长为5000?的单色光垂直入射时，为实现最小的反射，此薄膜的厚度至少应为：C(A

12、) 50?( B ) 300 ?( C) 906 ?(D ) 2500 ?13. 把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过，当一块偏振片旋转180 °时， 会发生何种现象？B(A) 光强增加然后减小到不为零的极小值(B) 光强增加然后减小到零(C) 光强始终增加(D) 光强增加，尔后减小，然后再增加(E) 光强增加，减小，增加，然后再减小14. 严格地讲，空气折射率大于1,因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽成真空时，干涉环将：A(A)变大 (B )缩小(C)不变 (D)消失15. 一束自然光入射到一个由两个偏振片组成的偏振片组上，两个偏振片的光轴方向成30

13、°角，则透过这组偏振片的光强与入射光强之比为C(A) 3: 4(B)3 : 4(C) 3: 8(D) 1 : 8-4-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术1.试利用符号规则作出下列光组和光线的实际位置。r= 40mm , L= 100mm , U= 10o, L ' = 200mm2.画出虚物点A的像点A /的位置4. 一表面镀有一层二氧化硅（n1=1.5）膜的硅片（n2=3.42）置于空气中，画出入射光小角度入射时在各介质分界面上的反射光、折射光的S分量与P分量的相位情况。Si5.画出出射光束的成像方向专业资料整理WOR格式-5-共14页专业资料整理WOR格式

14、2008级光电子技术6.画出焦点F、L的位置E Hr7.试确定下图中棱镜系统的成像方向8.用作图法F t求出下图中物体FA 11llr专业资料整理WOR格式-6-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术9. 下图中C为凹面镜的球心，请作图求出物体AB经凹面镜所成的像。10. 用作图法求出下图中物体AB 的像¥Hf F11. 折射率为n=1.5的薄膜置于空气中，以大于布儒斯特角的入射光入射时薄膜上下表面上的反射光、 折射光的S分量与P分量的相位情况。12.画出下图出射光线的成像方向13. 下图中C为凹面镜的球心，请作图求出虚物AB经凸面镜所成的像-7-共14页专业资料整理WO

15、R格式2008级光电子技术14. 在下图中标出轴上物点 A、其像点A '、角、入射角、折射角、物方孔径角、像方孔径角、球面曲 率半径、物距、像距。15. 用作图法求出下图中物体AB 的像四、简答题1. 当一束光从空气进入水中时，光束的截面积发生怎样的变化？如图所0矣n2，应有 i i i 2。答：一束光从空气进入水中，由折射定律in i in2 sin i 2和折射率关系n i示，2 2d cosi 1d cosi 2设00 d，光束在空气中的横截面积为，在水中为。由于2 2专业资料整理WOR格式-8-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术cosi 1蟻cosi 2，则光束

16、在水中的横截面积大于在空气中的横截面积。2. 简述劈尖干涉的条纹特点及其产生明纹和暗纹的条件，若将劈尖的上表面顺时针旋转，条纹如何变化；将劈尖的上表面向下平移，条纹又如何变化。答：置于空气中的劈尖的干涉条纹是一些与其棱边平行的明暗相间的直条纹，且其棱边处形成暗条纹。劈尖形成明纹的条件为： 毎=2nM=m I， m =1,2,3,2劈尖形成暗纹的条件为： 疣三2nh ' 一（2 m 1） ', m 0丄2,32 2若将劈尖的上表面绕交棱顺时针旋转，由条纹间距公式e -'，即“角变小，则条纹间距会变大；2n日将劈尖的上表面向下平移，贝U条纹间距不变，但条纹会向远离交棱的方向

17、移动。3. 自然光和圆偏振光都可看成是振幅相等、振动方向垂直的两线偏振光的合成，它们之间的主要区别是什么？答：主要区别在于，合成圆偏振光的两线偏振光的相位差恒为n /2的奇数倍；而合成自然光的两线偏振光的相位是完全无关的。4. 简述菲涅耳波带片的定义与其作用。答：将奇数波带或偶数波带挡住所制成的特殊光阑叫菲涅耳波带片。菲涅耳波带片类似于透镜，具有聚光作用。5. 写出夫琅和费圆孔衍射爱里斑的角半径公式，简要说明瑞利判据的内容。渝尸卸总爲a答：夫琅和费圆孔衍射爱里斑的角半径公式为0 0.61 ，其中o为角半径，为入射光的波长，为a衍射圆孔的半径。瑞利判据：如果一个点光源的爱里斑中心刚好和邻近的另一

18、个点光源的爱里斑边缘（第一极小）相 重合，则这两个点光源恰好能被这一光学仪器所分辨。6. 理想光阻有哪些基点、基面？说明节点的特性、指明物方焦点F的共轭点。答：理想光组的基点、基面有：主面和主平面、焦点和焦平面、节点和节平面。节点具有以下特性：凡是通过物方节点J的光线，其出射光线必定通过像方节点J '，并且和入射光线相平行。对于处于同一介质中的光组，其节点和主点重合。物方焦点F的共轭点为无限远的像点。7. 简述惠更斯原理和惠更斯-菲涅耳原理的内容。答：惠更斯原理：波源在某一刻所产生的波前上的每一点都可以看作是发出球面子波的新的波源（次波源），这些球面子波的包络面就是下一时刻的波前。惠更

19、斯一菲涅耳原理：波阵面艺上每个面元d艺 都可看成是新的振动中心，它们发出次光波，在空间某一-9-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术点P的光振动是所有这些次光波在该点的相干叠加。8. 一个沿Z方向前进的单色右旋圆偏振光先后经过一个最小厚度的1/4波片和一个最小厚度的1/2波片，两波片的快轴都在丫方向，请分析通过1/4波片后和1/2波片后的光波偏振状态。（需写出具体的分析过程和理由）答：入射光为右旋圆偏振光， y 分量与x 分量的相位差®二Qy_<px=2m辽+ （m = 0,里，生） 两2振动分量振幅相等，即Eo yEo x。 经快轴在 丫方向的 / 4波片后，y

20、分量与x分量的相位差<!>¥=（> 一瞬 M 霍 =±±2m （m 0, 1, 2,.），即出射光成为振动在1、3象限且与 丫轴夹45角的线偏振光。冒2又经，过快轴“在 丫方，向的 / 2 波片后，y分量与x分量的相位差二'ft n 二JL 二 工 '3 (2 m 1) (m 0, 1, 2,.) 角的线偏振光。,即出射光成为振动在2、4象限且与 丫轴夹459. 一束在空气中波长为 589.3nm的钠黄光，从空气进入水（水中观察这束光时，其颜色会改变吗？n水4/3）中时，它的波长将变为多少？在答：根据光在介质中的波长/ n ,水的

21、折射率n 4 / 3,则钠黄光在水中的波长589.3nm442.0nm。光的颜色是由光波的频率决定，在不同的介质中，光的频率不变，所以在水中观察这束光，其颜色不变，仍为黄色。10.在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色线光源，当装置作如下几种改变时，试简单描述 屏上的干涉条纹将会怎样变化？（1）将光源向上或向下平移；（2 ）观察屏移离双缝；（3 ）换用两个独立光源，使其分别照明双缝。答：杨氏双缝干涉实验装置如图，以干涉图样的中央条纹在如题三种情况下的移动情况来说明干 涉条纹的移动。（1 ）如图由光源 S发出的两束光到中央条 纹则R R，要满足中央条纹的光程差条件，则需1 2时，则条纹向上平移

22、； （2 ）观察屏移离双缝，即图 中一换用两个独立光源，使其分别照明双缝，则从SP点的光程差满足 R 1 r 1 R 22，将光源向上平移，r r，即条纹会向下平移；同理，当光源向下平移1 2DD值增大，因为条纹间距公式为e；（ 3 ）dS2发出的光波不是相干光，不产生干涉，屏上一专业资料整理WOR格式片均匀亮度。11.光由光密介质向光疏介质入射时，其布儒斯特角能否大于全反射的临界角？答：光由入射时，全反射临界角为sin i c n2 / n 1，其中ni和n?分别为光密介质和光疏介质的折射率，布-10-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术2JFTrI 基B儒斯特角为tan /

23、n i ,根据函数关系，布儒斯特角又可以表示为_i bsin i bn2 1 t n2 丿，所以ninisin i b sine，故布儒斯特角始终小于全反射的临界角。12.试列举出一种不产生明暗相间条纹的光干涉现象。AA答：光的干涉合光强由相干光的光程差决定，而干涉图样是等光程差点的轨迹。若干涉场中各处值不A同，则出现明暗相间的干涉图样；若干涉场中各处一样，整个视场中光强成均匀分布，没有条h三切上纹出现。 例如在薄膜干涉的应用增反膜中，,j反射光的光程差2nh eosi，若以平行白光照二 2射，由于 n 、 h 、 i疋，仅由波长决定。若白光中某一波长恰满足相长干涉，则整个平薄膜就均匀地呈现出

24、这种波长的光的颜色。虽然薄膜上无条纹，但这仍是光的干涉现象。13.(t0昶简谐平面波函数E A cosz ）中，z表示什么？如果把波函数写为A cos( tz又表示什么?答:表示在z方向任意一点的振动落后于坐标原点（或振源）的一个时间间隔。而表示波函数的初相位15.，试判断物、像的虚实。答：（A）图对应的是虚物、实像;（B ）图对应的是实物、虚像；（C）图对应的是实物、虚像16. 简述光的直线传播定律与光的独立传播定律。答：光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光线按直线传播。光的独立传播定律：从不同 光源发出的光线以不同的方向通过某介质点时，彼此互不影响，各光线独立传播。17. 用作图法

25、证明，人通过一个平面镜看到自己的全身，则平面镜的长度至少要有多长？与人离镜 子的距离有没有关系？专业资料整理WOR格式-11-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术答:kI11III * 1I如上图所示，由反射定律，从人的两端A、B两点发出的光线应都能射到人眼E处，则在镜面上两个反射点的距离为 OiQ J AE 1 EB 1 _( AE EB) 一1 AB2 2 2 2即平面镜的长度至少要有人身长的一半。与人离镜子的距离没有关系。18. 用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？并论证。答：两者不能合一，因为这两种光阑起着完全不同的作用。孔径光阑的作用是限制轴上物点入

26、射光束大小，并可选择轴外物点入射光束的位置；而视场光阑的作用是限制成像范围的大小19. “平面镜只能成虚像”这句话对吗？ 若不对，请说明理由答：不对，平面镜能对实物成虚像，对虚物则成实像，如下图所示。答：理想单色平面光波场中各点的振幅相同，其波面是一平面，而线偏振是指在垂直于传播方向的 某一平面内，光矢量只改变大小而不改变方向，它的末端的轨迹是一条直线。光的单色性和光 的光的线偏振态是两个不同的概念，故理想单色平面光波，其光波长、频率以及相速单一，其 偏振状态并不一定是线偏振。五、计算题1. 波长为500nm的平行光垂直入射到一块衍射光栅上，有两个相邻的主极大分别出现在sin 9 =0.2和s

27、ine =0.3的方向上，且第4级缺级。求光栅的常数和缝宽。解：(1 )由题意得光栅常*d-J二mmd 2. 5 m ,化叹哮四级缺级，d.=4，则光栅的缝宽400ad 1amm 625nm41600专业资料整理WOR格式-12-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术(2 )由d sinm -'可求得第二级衍射光谱的衍射角m 72 500sin 71 - 一- 0.4"於、3d 2.510光栅的缝总数 N 一 50 400 "20000第二级衍射光谱的半角宽度50010 3rag_rad 1.09 105radNd cos20000 2.510.4 25

28、00nm 0.0125 nm(3)由 AmN得 ddmN 2 200003.42 ，SiO2 折射率 1.5，入射为光2. 制造半导体元件时，常常要精确测定硅片上二氧化硅薄膜的厚度，这时可把二氧化硅薄膜的一部分腐蚀掉，使其形成劈尖，利用等厚条纹测出其厚度。已知硅的折射率为波长为589.3呦，观察到7条暗纹(如图所示)。问SiO2薄膜的厚度e是多少?SiO2劈尖的折射率与其上表面介质空气的折射率、下表面介解：由题意质Si的折射率间满足如下关系n空气nSiQnSi则SiO2励尖上表面的反射光对间无相位突变，光程差中不记半波损失2nSiQ2由题意，在整个劈尖上看到七条暗纹，令光程差满足出现暗纹的条

29、件 2nSiQ2 h (2m1) m 0,1,2,.2-时，对应第一条暗纹；则劈尖最高处第七条暗纹对应的级当m 0数为m 6 SiQ2薄膜的厚度e h (2m 1)(2 6 J)589?3nm 1276.8nm-4SQ4 1.53. 航空摄影机在飞行高度PPI :! r 三旨备X-解：由题已知589nm1000m时，得到底片比例为nd-, n1.3mm , r1/5000，且成倒像，则镜头的焦距应是多大?1.5m ;又为单色平行光照明，R轴线与屏的交点是亮点还是暗点取决于小孔露出的波面部分所包含的半波带数N-.厂NN(11)N1.321.91 2R r。589 10 6 1.5103 I1 -

30、Ttff址”工N为偶数，则该亥交点是-P =<-个暗点。若要使它变为亮点，一N=1 或 N=3则须2X欽 1 淇:： X.=t.由NN得NN °0=溪=当 N=1 时,13 1 58910当N=3时，3 589 10专业资料整理WOR格式1.5103 mm0.94ln5m10 3 mm 1.63mm其相应小孔直径分别为D 2 i 1.88mm及 D 2 3 3.26mm4. 一根长玻璃棒的折射率为1.6350 ，将它的左端研磨并抛光成半径为2.50cm的凸面球。在空气中有一小-13-共14页专业资料整理WOR格式解：由题画图如下已知n =1 ，=-9.0n ' =1.6

31、350, r =2.50cm，lcm,代入求得2008级光电子技术物体位于光轴上距球面顶点9.0cm处。求（1）球面的物方焦距和像方焦距；（2）光焦度；（3） 像距；（4）横向放大率2.50cm 3.94cm1.6350 11.6350 2.50 cm6.44cm1.6350 10.635025.4D0.025mn- n n 得 1.6350!- l l - r*1l-9.00.6350 l 11.44cm2.5nl11.440.777 像。是一倒立的缩小的实1.6350 ( 9.0)5.用波长为624nm的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽a°.012m：不透明部分宽度b 0.02

32、9mm,缝数N1000条，试求：（1 ）中央峰的角宽度;一级谱线的半角宽度。解：（； 1）求中央峰的角宽度即求单缝衍射中央条纹的角宽度（2）中央峰内干涉主极大的数目;(3)02262410 6rad 0.104rad+0.012a= + = - +（2）中央峰内干涉主极大的数目为n 2K 12 d12 a b1 2 0.012 0.0291 7二 _ aa0.012（3 ）求一级谱线的半角宽度先求一级谱线的衍射角由 d sinsinmm 1624 10 60.0152d 0.012 0.029谱线的半角宽度为专业资料整理WOR格式-14-共14页专业资料整理A9> =624 10-範 X

33、V 一Nd cos 1030.0411 0.0152 26.光学系统由焦距为5.0cm的会聚薄透镜L1和焦距为rad1.52 105 rad10.0cm 的发解:散薄透镜L2组成，L2在L1右方5.0cm 处，在L1光轴上放置高度为 5mm的小物体，通过计算求此光学系统最后成像的位置和高度，以及像的正倒、放缩和虚实情况。由题意画光学系统示意图如右则物体AB先经透镜L1成像，左方10cm处的J电5 cm >如£匚JsnfI Ocwi « B10cm, f 1 5cm ,代入公WOR格式2008级光电子技术将AB经L1所成像作为L2的I 2有-十5cm, f 210cm,

34、代入公式1计算得1 I 110cm,101 1 1 -I 2 10cm10透镜L1的垂轴放大率10 -透镜L2的垂轴放大10光学系统的垂轴放21已知物高y 5mm 由得物咼yy y5 ( 2) mm10mm则小物体经过此光学系统最后成像在解：光线经过玻璃球成像可看作是先经过个折射球面成像再经过一个反射球面成像。光路图如下:L2右侧10cm处，像高10mm，成倒立、放大的实 像。7.有一个玻璃球，如图，直径为 2R折射率为1.5 ，后半球面镀银成反射面。一束近轴平行光入射， 问光束会聚于何处？专业资料整理WOR格式-15-共14页专业资料整理2R, 12 R。由公式112有11212 R1 21

35、 2 r 2即成像于图中的A点。12 R R3光线经反射球面反射后又入射到折射球面，即A经折射球面再次成像，设成像于8.性，将A 视为物，A点视为像，有九R, n31， n 3 1.513A点。根据光路的可 逆R 5R。由公2R式33n3n31 31 3n3n3有面顶点0.5R 处通过偏振片观察一束部分偏振光1.511.511 32.5R即最终光束会聚于玻璃球后，距镀银球5R/3 13 R当偏振片由对应光强最大的位置转过WOR格式2008级光电子技术对第一个折射球面，有 二二 二二rR, ni1, ni1.5 , 11 。由公式J1"jH, _ 二 I.I :; - I： 2_nin

36、ini ni 1.51 -1.5 1有11 3Rifl»1 i 1 i r i1 iR即成像于图中 A点。 再经过反射球面成像，则像的rr尸 点A .可看成反射球面的物点，有-1=50-13设：透镜的折射率为在n1n 11 i '5020i?.A'经r2反射后，成像于B'点。故将A'处，将已知条件150mm代入公式十=-n' n1 ' 1n'nr 得1 121 111. ' d 1111，代入反射面公式 1r ，12 ' 1 110 ?n,物点A经卩折射成像专业资料整理60 时，其光强减为一半。试求这束部分偏振光

37、中的自然光和平面 偏振光的强度之比以及光束的偏振度。B'd 1211'-12'=-13'WOR格式2得:B'点再经r1折射成像B点。根据光路的可逆性，l 3在将B视为物，B'点视为像，有(d5) 5，代入折11 n 1l 2'520射公式，得：?-16-共14页专业资料整理WOR格式解:由题意画光路示意图如下如图所示，未插平行平板之前，物体经物镜出射的某条傍轴光线C会聚于像点Pi。当插入平行平板后，C光受到平行平板的折射作用，会聚于像点P2。由平行平板的近轴光线轴向位移公式Al d(1iiK.1) , PP 12 d (11 )nn即像面

38、将会向远离物镜的方向移动6020(11.51)mm 20mmOmm10.今测得一细丝夫琅和费衍射中央亮条纹的宽度为1cm,已知入射光波长为0.63卩m,透镜焦距为 50cm ,2008级光电子技术由式解得：n _1.69. 一物镜其像面与之相距150mm，右在物镜后置一厚度d=60mm，折射率n=1.5 的平仃平板，求：像面位置变化的方向和大小(此题要求画出光路示意图)求细丝的直径。解：依题意，油膜上表面介质为空气 (n3 1.5niA =<.<n3 ,n2 满足4 -P “；n 1)因此当油膜上表面反射光,油膜的介质折射率n21.32，其下表面玻璃的折射率间干涉相消时，其光程差2

39、n2 h(2 m 1)(m20,1,2,.)1.32 h(2 m1) 485 nm-眷；2由题意，可列联立方程1.32 h2( m1) 1 679nm解上面方程组得h即油膜的厚度为 0.643 m 。0.643 m11.试根据衍射来估计,在离地面1千米咼处飞翔的鹰，是能看清大 小为.L的存在?2厘米的小老鼠还是只能发现它Vca解：将 E z 102 cos 10 w (匚1014 rad与平面波的三角函数形式2盘;1013 Hz , T 12 1014 sEq cOS (t )0 对照，得专业资料整理WOR格式cT 3 1082 10 14 m6 10 6 m-17-共14页专业资料整理WOR格式2008级光电子技术振幅Eo _10 V / m初相位 ：o _ - 2波沿着 x方向传播，电场强度矢量振动方向为z轴方向。12.有一理想光组对一实物所成的像为放大3倍的倒像，当光组向物体靠近18mm寸，物体所成的像为放大4倍的倒像。问系统的焦距是多少? 解：依题意画示意图如下b13mr e111 !411If A7n11Jl | i11a分析题意，此题利用牛顿公式计算，已知 12X118mmX