物理光学复习题

1 波动方程 光程 光程差 相位差 2 杨氏干涉 薄膜干涉 等倾 等厚 重点 3 单缝衍射 圆孔衍射 半波带 分辨本领 光栅 4 马吕斯定律 布儒斯特定律 偏振光之间转换 1 与描述的是 传播的光波 exp 0 kztiEE exp 0 kztiEE A 沿正方向 B 沿负方向 C 分别沿正和负方向 D 分别沿负和 正方向 2 牛奶在自然光照射时呈白色 由此可以肯定牛奶对光的散射主要是 A 瑞利散射 B 分子散射 C Mie 散射 D 拉曼散射 3 在白炽光入射的牛顿环中 同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是 A 由外到里 B 由里到外 C 不变 D 随机变化 5 F P 腔两内腔面距离 h 增加时 其自由光谱范围 A 恒定不变 B 增加 C 下降 D 0 6 光波的能流密度正比于 A E 或 H B 或 C 与 H 无关 D 与 E 无关 2 E 2 H 2 E 2 H 7 光在介质中传播时 将分为 o 光和 e 光的介质属 A 单轴晶体 B 双轴晶体 C 各向同性晶体 D 均匀媒质 8 两相干光的光强度分别为 I1和 I2 当他们的光强都增加一倍时 干涉条纹的可见 度 A 增加一倍 B 减小一半 C 不变 D 增加 1 2 倍 9 线偏振光可以看成是振动方向互相垂直的两个偏振光的叠加 这两个偏振光是 A 振幅相等 没有固定相位关系 B 振幅相等 有固定相位关系 C 振幅可以不相等 但相位差等于 0 度或 180 度 D 振幅可以不相等 但相位差等于 90 度或 270 度 10 等倾干涉图样中心圆环 区分迈克尔孙和牛顿环 A 级次最高 色散最弱 B 级次最高 色散最强 C 级次最低 色散最弱 D 级次最低 色散最强 11 在单缝夫琅和费衍射实验中 波长为的单色光垂直入射在宽度为的单 4 a 缝上 对应于衍射角为 30 的方向 单缝处波阵面可分成的半波带数目为 A 2 个 B 4 个 C 6 个 D 8 个 14 闪耀光栅中 使刻槽面与光栅面成角 目的是使 A 干涉零级与衍射零级在空间分开 B 干涉零级与衍射零级在空间重合 C 条纹变宽 D 自由光谱范围增大 15 把一平凸透镜放在平玻璃上 构成牛顿环装置 当平凸透镜慢慢地向上平移时 由反射光形成的牛顿环 若是尖劈会怎样 A 向中心收缩 条纹间隔不变 B 向中心收缩 环心呈明暗交替变化 C 向外扩张 环心呈明暗交替变化 D 向外扩张 条纹间隔变大 16 在均匀平面波垂直入射的芙琅和费多缝衍射中 相邻缝的衍射图样 A 相同 B 相似 但空间位置不同 C 相似 但空间位置平移缝距 D 强弱互补 17 线偏振光通过半波片后 一定是 偏振态间的转换 A 圆偏振光 B 线偏振光 C 椭圆偏振光 D 自然光 18 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 无穷远 B 平板上界面 C 平板下界面 D 自由空间 20 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 设入射角等于布懦斯特角 则在玻璃上 界面的反射光 A 是自然光 B 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 是部分偏振光 21 一个衍射光栅宽为 3cm 以波长为 600nm 的光照射 第二级主极大出现于衍 射角为 30 处 则光栅的总刻度线数为 A 1 25 104 B 2 5 104 C 6 25 103 D 9 48 103 22 强度为 I0 的自然光通过透振方向互相垂直的两块偏振片 若将第三块偏振片 插入起偏器和检偏器之间 且它的透振方向和起偏器的透振方向成 角 试问透射 光的强度为 A I0cos B 1 8 I0sin22 C I0cos2 D I0cos4 1 单缝夫琅禾费衍射的观测中 令单缝在纸面内垂直透镜光轴上 下移动 屏上 的衍射图样 变 不变 令光源垂直透镜光轴上 下移动 屏上 的衍射图样 变 不变 2 在双折射晶体内部 频率相同而光矢量的振动方向不同的线偏振光 沿光轴传 播时 它们的传播速度 相同 不同 沿垂直光轴传播时 它们的传播 速度 相同 不同 3 当偏振片以光的传播方向为轴旋转一周时 若透射光强不变 则入射光是 若透射光强变 并且有消光现象 则入射光是 若透射光强变 但无消光 现象 则入射光是 4 振幅分别为 A1和 A2的两相干光波迭加后的最大光强 Imax 5 在杨氏双缝干涉实验中 缝距为 d 缝屏距为 D 屏上任意一点 p 到屏中心 p0点 的距离为 y 则从双缝所发光波到达 p 点的光程差为 二 计算简答题 一平面简谐光波沿 x 方向传播 波长为 设 x 0 点的相位 0 0 写出 1 沿 x 轴光波的相位分布 x 2 沿 y 轴光波的相位分布 y 3 沿 r 方向光波的相位分布 r 1 如图 1 所示 两平板玻璃在一边相连接 在与此边距离 20 厘米处夹一直径 为 0 05mm 的细丝 以构成空气楔角 若用波长为 589nm 的钠黄光垂直照射 相邻 暗条纹间隔为多宽 这一实验有何意义 2 束光强为的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片 P P2 P3 上 已知 0 I P1 与 P3 的偏振化方向相互垂直 求 P2 与 P3 的偏振化方向之间夹角为多大时 穿过第三个偏振片的透射光强为 8 0 I 3 在杨氏实验中 两小孔距离为 1mm 观察屏离小孔的距离为 50cm 当用一片 折射率 1 58 的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了 0 5cm 试 求薄片的厚度 4 在杨氏实验装置的一个小孔后面放置一块 n 1 5 厚度 h 0 01mm 的薄玻璃片 试问与放玻璃片之前相比 屏上干涉条纹将向哪个方向移动 移动多少条纹间距 设光源波长 500nm 即移动了个条纹间距 5 在等倾干涉实验中 若照明光波的波长 600nm 平板的厚度 h 2mm 折射 率 n 1 5 其下表面涂高折射率介质 n 1 5 问 1 在反射光方向观察到的条纹 中心是暗还是亮 2 由中心向外计算 第 10 个亮纹的半径是多少 观察望远 镜物镜的焦距为 20cm 3 第 10 个亮环处的条纹间距是多少 6 在杨氏实验中 两小孔距离为 1mm1mm 观察屏离小孔的距离为 50cm50cm 当用一片折射 率 1 581 58 的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了 0 5cm0 5cm 试决 定试件厚度 7 用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时 在长达 5cm 的范围内共有 15 个亮纹 玻璃楔 板的折射率 n 1 52 所用光波波长为 600nm 求楔角 用等厚干涉测量玻璃楔板的楔角时 在长达 5cm 的范围内共有 15 个亮纹 玻璃楔 板的折射率为 n 1 52 所用照明光波的波长 600nm 求楔角 8 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 1 光屏上第 1 亮条纹和中央亮条纹之间的距离 2 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 9 在折射率 n 1 50 的玻璃上 镀上 n 1 35 的透明介质薄膜 入射光波垂直于介 质膜表面照射 观察反射光的干涉 发现对 1 600nm 的光波干涉相消 对 2 700nm 的光波干涉相长 且在 600nm 700nm 之间没有别的波长是最大限度相 消或相长的情形 求所镀介质膜的厚度 10 钠黄光包括 589 0 nm 和 589 6 nm 的两条谱线 使用一块 15 cm 宽 每毫 米内有 1200 个刻槽的透射型光栅 求 1 一级光谱中谱线的位置 2 两条谱 线的角间隔和半角宽度 6 7 显微镜用紫外光 275 nm 照明比用可见光 550 nm 照明的分辨本领 约大多少倍 2 它的物镜在空气中的数值孔径为0 9 用用紫外光照明时能分辨的两条线之间 的距离是多少 3 用油浸系统 n 1 6 时 这最小距离又是多少 8 用波长 0 63 m 的激光粗测一单缝的缝宽 若观察屏上衍射条纹左右两个第五 级极小的间距是 6 3cm 屏和缝之间的距离是 5 m 求缝宽 9 今测得一细丝的夫琅和费零级衍射条纹的宽度为 1cm 已知入射光波长为 0 63 m 透镜焦距为 50 cm 求细丝的直径 10 用波长为 624 nm 的单色光照射一光栅 已知该光栅的缝宽 a 0 012 mm 不透 明部分的宽度 b 0 029 mm 缝数 N 1 000 试求 1 中央峰的角宽度 2 中央峰内干涉主极大的数目 3 谱线的半角宽度 11 汽车两前灯相距1 2m 设灯光波长为 600nm 人眼瞳孔直径为D 5mm 试 问 对迎面而来的汽车 离多远能分辨出两盏亮灯 12 若望远镜能分辨角距离为3 10 7rad 的两颗星 它的物镜的最小直径是多少 2 24m 13 强激光从孔径为d的激光器输出窗射向月球 得到直径为D的光斑 如果激光 器的孔径是2d 则月球上的光斑直径是多少 设计一块光栅 要求 1 使波长 600nm 的第二级谱线的衍射角 30 2 色散尽可能大 3 第三级谱线缺级 4 在波长 600nm 的第 二级谱线处能分辨 0 02nm 的波长差 在选定光栅的参数后 问在透镜的焦面上只 可能看到波长 600nm 的几条谱线 14 波长 600nm的单色光垂直入射到一光栅上 测得第二级主极大的衍射角为 30 且第三级是缺级 1 光栅常数d等于多少 2 透光缝可能的最小宽度 a 等于多少 15 波长为 546 1nm 的平行光垂直地射在 1mm 宽的缝上 若将焦距为 100cm 的透 镜紧贴于缝的后面 并使光聚焦到屏上 问衍射图样的中央到 1 第一最小值 2 第一最大值的距离分别为多少 钠黄光包括 589 0 nm 和 589 6 nm 的两条谱线 使用一块 15cm 宽 每毫米内 有 1200 个刻槽的透射型光栅 求 1 一级光谱中谱线的位置 2 两条谱线的角间隔和半角宽度 16 用波长为 624nm 的单色光照射一光栅 已知该光栅的缝宽 b 为 0 012mm 不透 明部分的宽度 a 为 0 029mm 缝数 N 为 103 条 求 1 单缝衍射图样的中央角宽 度 2 单缝衍射图样中央宽度内能看到多少级光谱 17 波长为 500nm 的平行光垂直地射在 0 025mm 宽的缝上 若将焦距为 50cm 的 透镜将衍射光聚焦于焦平面上进行观察 求 1 衍射图样中央亮纹的半宽度 2 第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离 18 用波长为 624nm 的单色光照射一光栅 已知该光栅的缝宽 b 为 0 012mm 不透 明部分的宽度 a 为 0 029mm 求 1 单缝衍射图样的中央角宽度 2 单缝衍射图 样中央宽度内能看到多少级光谱 19 波长为 546 3nm 的平行光垂直地射在直径 D 2 6mm 的圆孔 与空相距 1m 处放 一屏幕 问 1 屏幕上正对圆孔中心的 P 点是亮还是暗 2 要使 P 变成与 1 相反的情况 至少把屏幕向前 向后 移动多远的距离 20 没有衍射物时入射光在 P 点的振幅为 在菲涅尔圆孔衍射中 圆孔在轴线 上 P 点恰好露出一个半波带 该点的光强为多少 21 一块光栅的宽度为10cm 每毫米内有500 条逢 光栅后面放置的透镜焦距为 500nm 问 1 它产生的波长 632 8nm 的单色光的1 级和2 级谱线的半宽 度是多少 2 若入射光线是波长为632 8nm 和波长与之相差0 5nm 的两种单色 光 它们的1 级和2 级谱线之间的距离是多少 22 设计一块光栅 要求 1 使波长 600nm 的第二级谱线的衍射角 30 2 色散尽可能大 3 第三级谱线缺级 4 在波长 600nm 的第 二级谱线处能分辨0 02nm的波长差 在选定光栅的参数后 问在透镜的焦面上只可 能看到波长600nm 的几条谱线 23 线偏振光垂直入射到一块光轴平行于界面的方解石晶体上 若光蕨量的方向与 晶体主截面成 1 30 2 45 3 60 的夹角求o 光和e 光从晶体透射出来后的强 度比 24 光强为I0的自然光相继通过偏振片P1 P2 P3后 光强变为I0 8 已知P1和P3 的振动方向互相垂直 试问P1和P2振动方向间的夹角为多少 25 一束平行光垂直入射到某个光栅上 该光束有两种波长的光 波长分别为 1 440nm 2 660nm 实验发现 该两种波长的谱线 不计中央明纹 第二次重合于 衍射角60 的方向上 求此光栅的光栅常数d为多少 26 1 线偏振光垂直入射到一个表面和光轴平行的波片 透射出来后 原来在波 片中的寻常光及非常光产生了大小为 的相位差 问波片的厚度为多少 已知ne 1 5533 no 1 5442 500nm 2 问这块波片应怎样放置才能使透射出来的光是 线偏振光 而且它的振动面和入射光的振动面成90 角 27 线偏振光垂直入射到一块光轴平行于界面的方解石晶体上 若光矢量的方向与 晶体主截面成 1 30 2 45 3 60 的夹角求o光和e光从晶体透射出来后的强度 比 28 一束单色自然光自空气 n 1 入射到一块方解石 晶体上 晶体光轴方向如图所示 其主折射率 no 1 658 ne 1 486 已知晶体厚度 d 2 00 cm 入射角 i 60 求 1 a b 两透射光间的垂直距离 2 两束透射光中 哪一束在晶体中是寻常光 哪一束在晶体中是非寻