《光学》期末考试试卷.doc

光 学期末考试试卷一、（23分）填空和判断（在括号内，对的打，错的打）。1（5分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括_、_、_、_、_、_。2（4分）波长为的伦琴射线被碳散射，在散射角为90方向上进行观察，则康普顿位移=_。3费马原理是指。4光在真空中传播速度只有一个，即光速C，而电子可以有C的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。5对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。（）6棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。（）7平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。 （ ）8在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。（）9同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（）二、（27分）选择题（将对的答案编号写在括号内）1将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为的介质中，其条纹间隔是空气中的（） A倍 B倍 C倍 Dn倍2在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（）A永远是个亮点，其强度只与入射光强有关B永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变C有时是亮点，有时是暗点3光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（）A入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭B出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭C入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭4一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（ ）A振动方向垂直于入射面的平面偏振光B振动方向平行于入射面的平面偏振光C无反射光5通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（ ）A远了 B近了 C原来位置6使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ ）A光心 B物方焦点 C物方节点 D象方焦点7（5分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M1移动0.1mm时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为（ ）A5000 B4987 C2500 D三个数据都不对8（5分）一波长为5000的单色平行光，垂直射到0.02cm宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm，则所用透镜的焦距为（ ）A60mm B60cm C30mm D30cm9（5分）用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为3mm，在它外边第5个亮环直径为4.6mm，用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m，则此单色光的波长为（ ）A5903 B6080 C7600 D三个数据都不对注：以上不标明分数的题均为2分。三、（14分）有一理想光具组置于空气中，如图所示，已知焦距=2cm，物高为1cm，物距为6cm。分别用作图法和计算法求像的位置、大小和倒正。四、（12分）一束光强为I的自然光，连续通过两尼科耳主截面成60角的偏振元件，若在他们中间插入一块水晶的片，其主截面平分上述夹角，试问：1通过片光的偏振态？2通过第2个尼科尔N2的光强是入射光强的多少倍？五、（12分）波长为3000 的光照射到钾的表面上时，发出光电子的最大动能为2.0eV，试求：1入射光中每个光子的能量。2钾的脱出功。3若入射光的波长为3950，遏止电压是多少？（普朗克常数h=6.6210JS，电子电荷e=1.6110C，真空中光速c=310m/s）物理学专业光学期末考试试卷答案一、填空和判断题自然光，平面偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光；h/m0c (m0微电子的静质量)光在两定点之间传播时其光程为极值，即沿光程极大，极小或恒定值传播；，零；二、选择题1.C 2.B 3.C 4.C 5.B 6.C 7.A 8.D 9.B三、解：由已知得 s/=-6cm f=-2cm f/=2cm 由高斯公式 f/s/+f/s=1 代入数据 2/ s/+(-2)/(-6)=1 得：s/=3cm 又由=y/y=s/s 代入 s=6cm s/=3cm y=1cm 得： y/1=3/(-6) 所以 y/=-0.5cm所以像的位置在距像方主点H/3cm处，大小为0.5cm，是倒立的光路图如图所示：四、解：1.自然光通过一偏振元件后变为平面偏振光，此平面偏振光通过/4片后变为椭圆偏振光；2. 设自然光振幅为A则I=A2 通过一偏振元件后强度变为I/2振幅变为A1=0.707A， 此光通过/4片后可得d光和e光的振幅分别为A1d= A1sin30o=0.5 A1=0.3535A， A1e= A1cos30o=0.866 A1=相位差=/2+=1.5 其中/2为/4片的差，为P1P2在不同象限的差。通过第二个尼科尔后有： A2d= A1d sin30o=0.5 A1d= A2e= A1ecos30o =相位差，则合成后的光强I2= A22= A22e+ A22d+2 A22e A22dcos=20/64 A2N=I2/I=20/64=0.31250.3所以通过第二个尼科尔1V2的光强是入射光强的0.3倍五、解：1.由光栅方程dsin=j得=dsin/j代入数据 得：=510-7m=500 A0又d=410-6m在中间宽度内取k=1 i=kd/b=1=5可知第五级谱线缺级所以在单缝衍射的中央宽度内能观察到I=0，1， 2， 3， 4九条谱线。六、解：1.E=h=hc/=6.62610-34= 6.62610-19J4.14125ev=4.14ev所以入射光中每个光子的能量为4.14ev2. 由 1/2mv2=hv-w 得： w=hv-1/2mv2=4.14ev-2ev=2.14ev 所以钾的逸出功为： 2.14ev3. =