(最新整理)光学

1、(完整)光学(完整)光学 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)光学）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)光学的全部内容。试题一一、填空（每小题2分，共20分）1、梅曼（t。h.maiman）于 首先地制成世界上第一台 激光器。2、干涉现象记录了两相干光的 关系，通常用条纹的可见度反映干

2、涉条纹的强度对比关系，条纹可见度的定义是 。3、薄膜干涉中，当 时，将永远发生相消干涉。4、某光栅的参数为,.该光栅消失的谱线级数为 。5、距水面1m高处的人俯视水中，看见深为1m处的水中有一小鱼,小鱼实际位于水面下 处。（水的折射率为）6、所有光学系统中唯一能够完善成象的是 系统，也就是说物经过该系统成像后，光的 不被破坏。7、显微镜目镜上刻有30,其镜筒长为20cm，物镜的象方焦距为0.2cm,该显微镜的放本领为 .8、右旋圆偏振光垂直入射到半波片上，透射光的偏振态为 。9、根据玻尔的氢原子理论，当氢原子处于n3的激发态时，原子可以发出（ ）波长的光，它们的频率分别为( )。10、只有(

3、）系统和（ ）系统才可能实现粒子数反转。二、选择（每小题3分，共15分）1、光在介质界面上（ ）时，出现半波损失。a、 以临介角入射，光必须由光密介质入射到光疏介质b、 以布儒斯特角入射，光必须由光密介质入射到光疏介质c、 垂直入射或掠射，光必须由光密介质入射到光疏介质d、 垂直入射或掠射，光必须由光疏介质入射到光密介质2、用单色光照射菲涅尔波带片,波带片存在( ）等焦距。a、2、3、b、c、3、5d、3、关于有效光阑的正确说法是（ ）。a、所有光阑中限制入射光最起作用的光阑b、位于光具组最前面的光阑c、孔径最大的光阑d、孔径最小的光阑4、强度相等、波长分别为400nm的紫光与720nm的红光

4、混合，这种混合光的散射光中两者的比例是a、1:10b、2:1c、10：1d、1：25、光与原子的相互作用的主要过程为（）。a、吸收b、受激辐射c、自发辐射d、abc三、简答（每小题8分，共24分）1、干涉和衍射的联系与区别是什么？2、斜插入水中的直木条看起来不直,如果垂直插情况会怎样？用光学理论加以解释。3、为什么早晨日出和傍晚日落时所看到的太阳都呈红色？四、作图题（每小题6分,共12分）1、 mn是一薄透镜的主轴，abc是一条通过透镜的已知光线,作出透镜的焦点位置,并判断透镜性质。（辅助线用虚线并保留，光线用实线）2、光以布儒斯特角入射到介质有界面，作出反射光和出射光的方向并标明其偏振态.(

5、保留辅助线）五、(12分)波长为600nm的光照射到间距d0.3mm的双缝上，求距缝100cm处的光屏上第二级与第三级两条暗条纹的距离。（2）距中央亮条纹10mm处的p点是明条纹还是暗条纹？六、（10分）一物体位于球面镜前20cm处，经过球面镜成一正立的虚像,像的大小是原物的1/3。（1）求象的位置；（2)该球面镜是凸面镜还是凹面镜？七、（7分)光强为i0的自然光通过两夹角为的尼科尔，当由30o变为45o时，这两情况下透射光的光强之比是多少？试题二一、填空(每小题2分，共20分)1、人们通过光的干涉、衍射、偏振等现象证实了光的 ，通过黑体辐射、光电效应、康普顿效应等证实了光的 。2、用普通光源

6、获得干涉图样，通常有 干涉和 干涉两种方法。3、夫琅和费衍射是障碍物到光源和考察点的距离都是 的情况,实际使 光束来实现的。4、用白光照射光栅形成的光谱中，中央零级光谱为白色，其余各级光谱对称地分布在零级两侧，同一级光谱中最靠近零级光谱的是 ,离零级光谱最远的是 .5、照相机的聚光本领与 有关,照相机的f数为n,其物理意义是 。6、光纤在现代科技中扮演着重要的角色，光纤是用光的 规律使光沿弯曲路径传播的光学元件。7、开普勒望远镜成的象是 ，伽利略望远镜所成的像是 。8、自然光经过一尼科尔后,垂直入射到1/4波片上,尼科尔的方向与波晶片光轴夹角为,当/4时,透射光的偏振态为 ；当/2时，透射光的

7、偏振态为 。9、光入射到逸出功为w的金属上时，要发生光电效应必须使入射光的频率大于 .在直角坐标系中，遏止电压与入射光的 之间是一条直线，其斜率与金属的性质无关10、全息照相记录了光波的全部信息，即记录的是光波的 和 。二、选择（每小题3分，共15分）1、能够把一束自然光转变成两束相互分开、振动面相互垂直的平面偏振光的偏振元件是（ ）。a、尼科尔b、波晶片c、巴俾涅补偿器d、渥拉斯顿棱镜2、两个发光点对光具组入射光瞳中心所张的视角为( )时称为光具组的分辨极限。a、b、c、 d、3、偏振光干涉实验装置中，在两块偏振片之间放入一块波晶片,这个波晶片的作用是( ）。a、 分解光束并把两束光的振动引

8、导到相同方向b、 分解光束和延迟光束相位c、 把两束光的振动引导到相同方向并延迟光束相位d、 把两束光的振动引导到相同方向4、两相干光的强度分别为i1和i2，当它们的光强同时都增加1倍时，干涉条纹的可见度（ ）。a、增加1倍b、增加2 倍c、增加1/2倍d、不变5、自然光入射到均匀介质中发生散射，散射光的偏振态为（ ）。a、正侧面是部分偏振光，斜侧面是线偏振光b、正侧面是线偏振光，斜侧面是自然光c、正侧面是线偏振光,斜侧面是部分偏振光d、正侧面是部分偏振光，斜侧面是自然光三、简答(每小题8分，共24分）1、迈克尔逊干涉仪和法布里珀罗干涉仪产生的干涉花样有什么异同？2、不在主轴上的光点能够理想成

9、像的条件是什么？3、一定频率的光入射到金属上,什么情况下发生光电效应?什么情况下发生康普顿效应?四、作图题（每小题6分，共12分)2、 mn是一薄透镜的主轴，s是s的象，作出透镜和焦点的位置。（辅助线用虚线并保留，光线用实线）2、作出在石英晶体内o光和e光的波面和传播方向。五、（12分）有两块折射率分别为1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接触形成弧度的尖劈，将波长为500nm的单色光垂直投射在劈上并在上方观察劈的干涉条纹.（1)求条纹间距；（2）若将整个系统浸入折射率为1.52的油中，计算纹间距，说明条纹间距如何变化？六、（10分）由无穷远的物体发出的近轴光线从左侧入射到位于空气中的透明球

10、上而成象在右半球面的顶点处,球的半径为r，求该球体的折射率。七、(7分)一束自然光入射到由四块尼科尔串接组成的系统上，每个尼科尔的透振方向相对前一个尼科尔的透振方向之间夹角沿逆时针成300角，入射光中有百分之几透过了这个系统？影响该系统透射光强度的主要是哪一个尼科尔？试题三一、选择（本题20分，每小题2分）1、干涉花样记录的是两相干光束的（ ）信息。a、位相b、振幅c、光强d、光程2、在所有光阑中( ）是有效光阑。a、孔径最大的b、位于光具组最前面的c、孔径最小的 d、对入射光最起限制作用的3、空气的折射率略大于1。因此，在牛顿环实验中若将玻璃层中的空气逐渐抽去形成真空，牛顿环的半径将（ ）。

11、a、变大b、变小c、不变d、消失4、关于光的色散曲线的特点是（ ）.a、波长愈短,折射率愈大；愈大，角色散率愈小b、波长愈短,折射率愈小；愈大，角色散率愈小c、波长愈短，折射率愈大；愈大,角色散率愈大d、波长愈短，折射率愈大;愈小，角色散率愈小5、随着黑体温度升高，对应于最大单色光的发射本领的波长将（ ）。a、向长波方向移动b、不受影响c、向短波方向移动d、先向短波方向移动，后向长波方向移动,最后回到原来的位置6、复色光中波长为500nm的绿光与波长为700的红光具有相同的强度，散射光中两者的比例为（ ）a、b、c、d、7、全息照相记录的是光波的（ ）信息。a、振幅和强度b、光程和位相 c、振

12、幅和位相d、光程和强度8、要实现激光输出，必须具备的条件是（ )。a、产生激光的工作物质b、光学谐振腔c、满足激光振荡的阈值条件d、abc9、一束左旋圆偏振光通过了一个半波片，透射光的偏振态为（ ）。a、左旋圆偏振光b、左旋椭圆偏振光c、右旋圆偏振光d、右旋椭圆偏振光10、已知放大镜的焦距为10cm，它的放大本领为（ )。a、0.1b、2.5c、10d、5二、判断正误并简述理由（本题32分，每小题8分，其中判断3分，说明理由5分）1、干涉和衍射本质上是相同的，故干涉花样和衍射花样也完全相同，都是等间距的明暗相间的条纹。2、偏离光轴的一个发光点能够理想成象，该发光点必须是近轴的，但其发出的光线不

13、一定要求近轴.3、有效光阑总是对一个指定的参考点而言的。所以对单独一个薄透镜,其有效光阑和物点的位置一定有关。4、信号灯、信号旗常常采用红色，是由于红光的散射较弱。三、作图（本题10分)1、（5分)mn是空气中薄透镜的主轴,abc是一条通过透镜的已知光线，作出光线de的出射光线，并标出透镜的焦点位置.2、(5分）单色自然光以最小偏向角入射到方解石棱镜上，作出折射光线和偏振态(图中虚线表示方解石晶体的光轴)。四、（10分）在杨氏双缝干涉装置中，用波长为490nm和590nm的黄绿光照射双缝,从第几级开始条纹不清晰？五、(10分）已知一平面衍射光栅的光栅常数为，缝宽为,此光栅将会出现哪些缺级？若用

14、波长为500nm的单色光垂直照射，可观察到哪些谱线？六、（10分）两尼科耳主截面间的夹角原来为/6,现转动第二块尼科耳，使二者之间的夹角变为/4，若用自然光入射,求转动前后透射光的强度之比。七、（8分）直径为50cm的球形鱼缸的中心处有一条小鱼,水的折射率为1。33。若不计玻璃缸壁的厚度，求人观察到小鱼的表观位置。试题四一、选择（本题20分，每小题2分)1、光栅的光强是单缝衍射因子和缝间干涉因子的乘积，其中缝间干涉因子的作用是（ ）.a、影响各主最大值的位置b、调制干涉主最大c、影响各主最大值的强度d、调制干涉极小值2、在某观察点p有一圆孔，其仅露出一个波带。若将该圆孔拿走使p点无任何遮挡，这

15、时p的光强是有圆孔的（ ）倍.a、2b、4c、6d、83、自然光透过尼科耳后又垂直入射到1/4波片上，尼科耳的透振方向与波片光轴之间的夹角是/4，透射光是( ）.a、平面偏振光b、椭圆偏振光c、圆偏振光d、部分偏振光4、夫琅和费单缝衍射花样中，当增大入射光的波长时,中央最大值的宽度（ ）。a、不变b、变小c、消失d变大5、用一定材料（一定）制成的棱镜，不论其有效厚度如何，（ ）。a、棱镜的折射棱角越大，光谱展得越窄b、棱镜的折射棱角越大，光谱展得越宽c、棱镜的折射棱角越小，光谱展得越宽d、光谱的宽窄与棱镜的折射棱角的大小没有确定的关系6、全息照相记录的是光波的（ ）信息.a、振幅和强度b、光程

16、和位相c、振幅和位相d、光程和强度7、爱因斯坦认为在光电效应中,遏止电压表征为入射光频率的函数，则遏止电压一定是一条直线,它的（ ）无关.a、截距与金属材料的红限b、截距与金属材料的性质c、斜率与金属材料的红限 d、斜率与金属材料的性质8、任何物质在光谱的某一区域内如有反常色散出现，则在该区域内的光被强烈的( ）。a、散射b、色散c、漫射d、吸收9、照相机的聚光本领表示为,在l0和都相同的条件下，远物像的照度是近物像的照度（ ）.a、1/4倍b、1/16c、4d、1610、若光具组仅是单独的一个透镜，则有效光阑、入射光瞳和出射光瞳都与透镜本身的边缘重合，且和物点的位置（ ）.a、无关b、同远c

17、、成正比d、相关二、判断正误并简述理由（本题32分，每小题8分，其中判断3分，说明理由5分)1、干涉和衍射本质上是相同的，故干涉花样和衍射花样也完全相同，都是等间距的明暗相间的条纹。2、只有反射情况下,光束的单色性才不被破坏.3、望远镜的聚光本领大,其分辩本领也大。4、双折射晶体中，o光和e光的传播速度一样，二者的波而不一样.三、作图(本题10分，每图5分）1、mn是空气中薄透镜的主轴，abc是一条通过透镜的已知光线，作出透镜的焦点位置，并判断透镜的性质。2、作出方解石晶体内o光和e光的波面与传播方向.四、（10分）尖劈形薄膜最厚处为0。005cm,折射率n1。5，用波长为700nm的光以/6

18、的角入射到尖劈的表面上,求产生的条纹数。五、一平面透射光栅，1mm内有500个条纹，对波长为590nm的光进行观察，当光垂直入射时最多可观察到多少个条纹？六、(10分）两个尼科耳它们的主截面成/6角时观察一光源。当成/3角时观察另一光源.若两所看到的光强相等，求这两个光源的相对强度。七、（8分)一点状物放在凹面镜前0。05m处，凹面镜的曲率半径为0。20m，试确定像的位置和性质。参考答案试题一 答案（评分标准）一、填空（每小题2分，共20分）1、 1960年红宝石 2、位相3、薄膜的厚度d远小于光的波长 4、4、8、12、5、m 6、平面反射单心性7、-3000 8、左旋圆偏振光9、3种、10

19、、三能级 四能级二、选择(每小题3分,共15分）1、c2、b3、a4、c、5、d三、简答(每小题8分,共32分）1、答题要点:(1）干涉和衍射本质都是波的相干叠加，（2分),都是明暗相间的条纹（1分）；（2）干涉是有限几束光的叠加，衍射是无穷多次波的叠加（3分)；(3）干涉条纹的光强分布均匀，衍射条纹的光强分布相对集中（2分）。2、答题要点：光在两种不同折射率介质的分界面斜入射时,折射光的单心性被破坏，不能完整成像（3分），而空气和水的折射不同，直木条斜插入水，看到的不再是直的(1分）。当光垂直入射到两种不同折射率介质的界上时，折射光也垂直于分界面，这时折射光束的单心性没破坏，可以完整成像（2

20、分），由于界面两侧折射率不同，存在象似深度，当木条垂直插入时，看起来比实际短一些(2 分）。3、答题要点:(1）光通过均匀介质时，散射光的强度与波长的四次方成反比。（5分）（2）早晨和傍晚太阳光穿过的大气层最厚，太阳光中波长较短的光都被散射掉,剩下波长较长的红光到达了观察者。(3分）四、作图题（每小题6分，共12分）1、本题答案如图(1题图）。正确作出焦点位置(3分);所用透镜为凹（负)透镜（3分）。2、本题答案如图（2题图）。正确画出反射光和折射光,并标明二者之间关系，即反射光线和折射光线成直角（4分）；标明反射光和折射光的偏振态,反射光是线偏振光，折射光是部分偏振光（2分）.五、（12分)

21、解：（1）两干涉条纹的间距： （3分)代入数据计算得 （2分）（2）当时，相干光在p点的程差：（3分）明条纹条件 （2分)已知600nm，计算，故p点为亮条纹。（2分）六、（10分)解：已知，（1）根据 （2分） 求得 (2分）（2)根据 (2分) 求得 （2分）由于,球面镜是凸面镜（2分）。七、（7分）解:通过第一个尼科尔后,光强为i1i0/2 （1分）；通过第二个尼科尔后光强为i2i1（2分）。30o时,（1分）；45o时，(1分）故当30o时， （2分)试题二 答案（评分标准）一、填空(每小题2分，共20分）1、波动性 粒子性（量子性) 2、分波面 分振幅3、无限 平行光束4、紫红 5、

22、相对孔径（） 镜头焦距等于入射光瞳的m倍6、全反射 7、倒立正立8、圆偏振光 平面偏振光 9、 频率10、位相 振幅（强度)二、选择（每小题3分，共15分）1、d2、a3、b4、d5、c三、简答（每小题8分，共24分）1、答题要点：迈克尔逊干涉仪和法布里珀罗干涉仪都是分振幅干涉（2分）。迈克尔逊干涉仪是等振幅的双光束干涉，干涉条纹光强变化平缓，不易测定最大值和最小值的位置（3分）；而法布里珀罗干涉仪是振幅急剧递减的多光束干涉，干涉条纹对反射率依赖较大，越大条纹越清晰明锐（3分).2、答题要点：（1）光线必须是近轴的。（4分)球面反射：；球面折射：.（2)物点必须是近轴的（4分)球面反射：;球面

23、折射：.3、答题要点:光电效应和康普顿效应都是光和物质发生的相互作用（2分）。当入射光子的能量和电子所受束缚能量相差不大时，主要出现光电效应(3分)；当入射光子的能量大大地超过电子所受的束缚能量时，主要出现的是康普顿效应（3分）。四、作图题（每小题6分，共12分）1、解答图（1题图）。正确画出透镜位置(3分)；标明物方焦点与象方焦点（3分)。2、解答图（2题图）。正确画出o光和e光的波面（3分)，画出o光和e光的折射方向(2分），标明o光和e光的偏振态(1分）.五、（12分）解：产生相干的条件为 （3分)相邻两亮条纹的对应的薄膜厚度差为 （2分）（1）空气n1，则 ，由于很小，故条纹间距与相应

24、的厚度变化之间的关系为 (2分）因此,有 （1分)（2）浸入油后,条纹间距变为 （2分)浸入油后条纹间距变窄（2分）。六、（10分）解：球面折射的物象公式为 （6分）已知,代入上式得 (3分）故 （1分）七、(7分）解：设自然光的光强为i0，依次透过尼科尔后的光强分别为i1、i2、i3、i4,则 （1分） （1分） （1分） （1分)故 (1分）即入射光的21透过了这一系统。通过计算可知，第一个尼科尔透过了入射光强的50,故第一个尼科尔主要影响该系统的透射光强。(2分)试题三 答案（评分标准）一、 选择（本题20分，每小题2分）1、a2、d3、a4、c5、c 6、b7、c、8、d9、c10、b

25、二、 判断正误并简述理由（本题32分，每小题8分，其中判断3分，说明理由5分)1、正确（3分）理由:它们的本质都是光波的相干叠加（3分)，只是参与相干叠加的对象不同,相干是有限几束光的叠加（1分)，衍射是无限多光束的叠加(1 分）。2、不正确（3分）理由：根据光的一级成像理想,要理想成像必须是近轴物（2。5分)，近轴光线（2.5分).3、不正确(3分)理由：有效光阑总是对一个指定的参考点而言的(2分）。但是对单独一个薄透镜而言，它的有效光阑、入射光瞳、出射光瞳都与薄透镜边缘（口径）重合。因而,单独一个薄透镜边缘(口径）大小决定着通过该透镜的光能量（2分）,故它的有效光阑就是其自身，与物点的位置

26、无关(1分）。4、正确（3分）理由:根据瑞利散射定律：散射光的强度与其波长的四次方成反比（3分）。可见光中红光的波长较长，其散射较弱，透射较强（2分）.三、作图（本题10分）1、画出出射光线(3分），标出透镜焦点（2分）。2、画出晶体中的波面(1分），画出出射光线（2分）,正确标明偏振态(2分).四、解：500nm和k级亮纹与490nm的k1级亮纹重叠，则条纹不清晰。因此有 590k490（k1) （5分）解之k4.9 （2分）故从第5级开始,将看不到清晰的条纹（3分）。五、解：已知d,b，d/b=4k（k1，2，3，） （3分）故， 、等级不出现。 （2分)根据光栅方程：，将代入其中，令/2得 （3分）可观察到的谱线为:0,1，2，3,5，6,7,9，10，11等条（2分)。六、解：设入射自然光的光强为i0，