《光学》期末考试试卷

1、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3） 。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 移 =_。3 费马原理是指90方向上进行观察，则康普顿位。4光在真空中传播速度只有一个，即光速 有静止质量，而光子的静止质量为c，而电子可以有 。c 的任何速度；电子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

2、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d n 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

3、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， 涉条纹移过了 400 条，那么所用波长为（）当反射镜m1 移动 0.1mm 时，瞄准点的干a5000?

4、b 4987?c 2500? 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 a60mmb60cm c 30mm3mm ，则所用透镜的焦距为（） d 30cm9（ 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 ?b 6080 ?注：以上不标明分数的题均为c 7600 ?2 分。d三个数据都不对3、 （ 14 分）有一理想光具组置于空气中，如图所示，已知焦距 为 6cm 。分

5、别用作图法和计算法求像的位置、大小和倒正。4、 （ 12 分）一束光强为 i 的自然光，连续通过两尼科耳主截面成 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？=2cm，物高为 1cm，物距60角的偏振元件，若在五、（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 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？2.0ev，试（普朗克常数 h=6.623 10j2s，电子电荷 e=1.613 10c，真空中光速 c=33 10

6、m/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；333二、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/=-6cmf=-2cmf/=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得： y/1=3/(-6)代入所以s=6cmy/=-0.5cms/=3cm y=1cm所以像的位置在距像方主点 光路图如图所

7、示：h/3cm 处，大小为0.5cm ，是倒立的四、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 偏振光； /4 片后变为椭圆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= a1ecos30

8、o =相位差 ，则合成后的光强i2= a22= a22e+ a22d+2 a22e a22dcos n=i2/i=20/64=0.3125 0.3 =20/64 a2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： =53 10-7m=500 a0 又 d=43 10-6m在中间宽度内取k=1 i=kd/b=1 3 =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/ =6.6263 10-34= 6.6263 10-19j4.14125ev=4.14ev2. 由 1/2mv2=hv-w 所以钾的逸出功为：所以入射光中每个光子的能量为 4.14ev 得： w=hv-1/2mv2=4.14ev-2ev=2.14ev2.14