光学期末卷与答案

1、邯郸学院2009-2010学年第一学期2008 级物理学、应用物理学专业本科期末考试试卷（A）满分18得分1、一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射，当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向上作微小移动，则衍射图样：（：A 作与光栅移动方向相同方向的移动R 作与光栅移动方向相反方向的移动C、中心不变，衍射图样变化D没有变化2、迈克耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率 n,厚度为 h 的透明介质片，放入后，两光束的光程差改变量为：（）A2（n-1）hB、2nhC、nhD、（n-1）h3、波长为人的单色光从空气垂直入射到折射率为 n 的透明薄膜上， 要使反射光线得到增加， 薄膜的厚度应为： （）2波片后

2、，其出射光的偏振态为:B、右旋圆偏振光D、左旋圆偏振光1、在空气中频率为 5X1014Hz 的单色光进入某种透明介质后波长变为 4000?,则此介质的折射率为,光在介质内的频率为。2、用迈克耳逊干涉仪测微小的位移，若入射光的波长入=5.893X10-5 当动臂反射镜移动时，干涉条纹移动了 2048 条，反射镜移动的距离 d=m。3、设某远视眼的近点为 1.25m,他应戴的凸透镜的度数是。4、在单轴晶体中光矢量振动方向垂直于主截面的光称,平行于主截面的光称。5、显微镜物镜的横向放大率为 45 倍，目镜的视角放大率（即放大本领）为 10 倍，则显微镜的放大本领为倍。6、有两个偏振片平行共轴放置，偏

3、振化方向的夹角为 30,光弓虽度为I 的自然光垂直入射，则经过第二个偏振片光强变为。满分口 4 三、作图题（每小题 7 分，共 14 分）1、已知空气中薄透镜的焦点，作出物点 P 的象。A4B、4nC、2D、2n4、.屏上得到单缝夫琅和费衍射图样，当入射光波长变大时，中央最大值的宽度：（）A、变小 B、变大 C、不变5、晴朗的天空所以呈浅兰色，清晨日出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈现红色，具原因为：（）A、太阳光被大气所吸收 B、太阳光被大气所色散C、太阳光被大气所偏振 D、太阳光被大气所散射2、作出方解石晶体内。光和 e 光的波面和传播方向下载可编辑题号一二三四总分满分阅

4、卷人复核人6、左旋圆偏振光垂直通过A 右旋椭圆偏振光G 左旋椭圆偏振光满分30得分、填空题（每题 3 分，共 18 分）课程名称：光学任课教师:史淑惠考试时间：120 分钟考试性质（学生填写）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）、选择题（每小题 3 分，共 18 分）1 r1r四、计算题（1、2 每小题 15 分，3、4 每小题 10 分，共 50 分）1、有一玻璃球，折射率 1.5,半径为 R,置于空气之中。问（1）物在无限远时经过球成像于何处？（2）物体在球前 1.5R 处，求像的位置及横向放大率。3、 波长为0.6pm的一束平行光垂直照射在宽度为20仙m的单缝上， 透镜焦距为2

5、0cm求（1）零级夫琅和费衍射斑的半角宽度和线宽；（2）若缝宽缩小到 8 小成问第三级极小到中央的距离。4、使自然光通过两个透光方向成 600角的偏振片，透射光强为原光强的多少？2、在杨氏双缝干涉实验中，（1）波长为 632.8nm 的激光射在缝的间距为 0.022cm 的双缝上。求距缝 180cm 处的光屏上所形成的相邻两个干涉条纹的间距；（2）若缝的间距为 0.45cm,距缝 120cm 的光屏上所形成的相邻两个干涉条纹的间距为 0.015cm,求光源的波长并说明是什么颜色的光。下载可编辑满分50得分D 振动面平行于棱镜主平面的完全偏振光6、光电效应中的红限依赖于：A、入射光的强度 B、入

6、射光的频率G 金属的逸出功 D、入射光的颜色一、选择题（每小题 3 分，共 18 分）满分 18_得分1、杨式双缝实验装置中，光源的波长为 6000?。两狭缝的间距为 2mm 在离缝300cm 的一光屏上，观察到干涉图样的明条纹的间距为：（）A4.5mmB4.1mmC3.1mmD0.9mm2、将折射率为 m=1.5 的有机玻璃浸没在油中，而油的折射率为 02=1.10,则临界角 ic为：（）Asin-1（1.10/1.50）B、1.10/1.50C、1.50/1.10D、cos-1（1.10/1.50）3、一菲涅耳波带片包含 16 个半波带，外半径 p16=32mm 中央的第一个半波带的半径P

7、1等于：（）A16mmB、8mmC、4mmD、2mm4、含有兰、绿、黄、红颜色的一束光照射到一衍射光栅上，偏离中心象最远的光是：（A、兰 B、绿 C、黄 D、红5、自然光通过尼科耳棱镜后，出射光为：（A、圆偏振光B、部分偏振片C、振动面垂直于棱镜主平面的线偏振光2、深度为 h 的水（n=4/3）杯底有一点物，人站在上面垂直向下看到点物的深度 3、真空中光速为 c,介质中光速为 v,介质的折射率为,在介质中通过距离 l 的光程是。4、按光源和光源到障碍物的距离的不同将衍射分为两类，如果光源和光屏距障碍物都很远，这种平行光的衍射称为衍射，如果光源和光屏距障碍物为有限，称为衍射。5、将两个偏振片布置

8、为起偏器和检偏器，它们的透振方向之间的夹角为 300今以强度为 I。的自然光正入射起偏器，则透过检偏器的光强为。6、 在光栅衍射中， 若 a+b=3a=8.0乂10-6m,当用人=7.0乂10-7m 的红光垂直照射时，单缝衍射中央亮纹区出现的衍射明纹数为。满分|14三、作图题（每小题 7 分，共 14 分）1、已知空气中薄透镜的焦点，作出物点 P 的象0pF012、作出方解石晶体内 o 光和 e 光的波面和传播方向题号一二三四总分满分阅卷人复核人课程名称：光学任课教师:史淑惠考试时间：120 分钟考试性质（学生填写）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）满分1

9、8得分、填空题（每小题3 分，共 18 分）1、一平凸透镜放在一平晶上，以波长入=5.893X10-7m 的单色光垂直照射其上，测量该装置的牛顿环，测得从中央数起第k亮环的弦长为Lk=3103m,第k+5亮光环弦长Lk5=4.6103m,则平凸透镜的球面半径 R 二 m邯郸学院2009-2010学年第一学期2008 级物理学、应用物理学专业本科期末考试试卷（B）下载可编辑3、已知平面透射光栅狭缝的宽度b1.582103mm,若以波长6328nm的 He-Ne 激光垂直入射在此光栅上，发现第四级缺级，会聚透镜白焦距为 1.5m,试求：(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的距离；(2)屏幕上所呈

10、现的全部亮条纹数。四、计算题(1、4 每小题 10 分，2、3 每小题 15 分，共 50 分)1、一个 1.2cm 高的物体，放在离凹或面镜前 0.05m 处，凹球面镜的曲率半径为 0.20m,试确定像的位置和性质。4、波长入=5.893nm 的一束左旋圆偏振光垂直入射到 5.141x10-14cm 厚的方解石波晶片上，试问透射光束具有什么样的偏振态。已知 no=1.65836,ne=1.486412、 在牛顿环实验中， 透镜的曲率半径为 50m 而透镜白直径为 20cm,使用的光波波长为 589nm 问：(1)在空气中可以产生多少个环形干涉条纹?(2)把透镜与玻璃板之间充以水(n=1.33

11、)时， 可以产生多少个环形干涉条纹？(设透镜凸面与平板玻璃为良好接触)下载可编辑满分50得分邯郸学院2009-2010学年第一学期2008级物理学、应用物理学专业本科期末考试(A)1.51.01.51.0Si1.5R9R答案及评分标准ns1n1sl1.09R1.51.5R对于第二折射球面,S2S19R2R11R课程名称：光学任课教师：史淑惠时间：120分、选择题(每选 3 分，共 18 分)1、D2、A3、B4、B5、D6、B、填空题(每小题 3 分，共 18 分)1、1.55x1014Hz2、6,0341043、320S2分)1.511R11.5S211R4（5111.5R41.011R山山

12、八八3,4、o 光 e 光 5、4506、I8三、作图题(每小题 7 分，共计 14 分)总的横向放大率形成倒立的放大的实像。2、解：2x10m,（7 分）(1)根据题中给的已知条件，入=632.8X10-9m,d=0.022X10-2m,代入公式(4-14)（5分）r0=180四、计算题（15+15+10+10 分，共 50 分）1、解：已知 n=1.0,n；=1.5,n2=1.0,r1=Rr2=-R03、解：(1)_21801092632.8100.52cm0.022102已知 d=0.45cm,r0=120cm,Ay=0.015cm，根据公式（4-14）0.451200.015562.5

13、nm(黄光)（8分）(1)物在无限远时，对第一折射面，S1=1.51.01.51.0S1R即 S13R同样， 对第二折射球面 S2=s1-2R=R 有工1511.5R电RR即S22分)无限远处的物体将成像于球外离第二折射表面 0.5R 处，此即球的第二焦点(2)物在球前 1.5R 处，S1=-1.5R,由第一折射球面，有下载可编辑斑的半入=0.6mmb=20mmf=20cm根据公式可知零级夫琅和费衍射屋角宽度屏上中央零级条纹的线宽度根据公式得l2f_22222201020.031.2102m(5分)(2)若缝宽缩小，则条纹向外扩展，条纹宽度变大，根据(5-19)式其中 b=8iim3Sin3b

14、Sin入=0.6Nm30.6l；200,22584.5cm0.225rad分）4、解：设自然光光强为|0,自然光通过第一个偏振片后光强为 L 则（5 分）Ii1I02由题意，第一偏振片出射的光是平面偏振光，振动方向与 Pi相同。并与 P2夹角为 60,根据马吕斯定律：通过第二个偏振片的光强心为（5 分）I2I1cos1.2”10cos602力。四、计算题（共计 50 分）1、解：光线自左向右进行，如图 1-19 所示,s=-0.05m,r=-0.20m邯郸学院2009-2010学年第一学期2008级物理学、应用物理学专业本科期末考试（B）12srs210.200.0510.10s0.10m根据

15、符号法则判定，像在 O 点右侧距 O 点（5 分）ys0.10.2ys0.05像是正立的放大的虚像，像的大小 y得0.10m 处，横向放大率0.0120.024m答案及评分标准（5 分）2、解：根据牛顿环亮环半径公式得课程名称：光学任课教师：史淑惠时间：120分一、选择题（每选 3 分，共计 18 分）1、D2、A3、B4、D5、D6、C二、填空题（每小题 3 分，共计 18 分）.一一3,一CC.1、1.03m2、一h3、一一l4VV4、远场衍射（夫琅禾费衍射）近场衍射（菲涅尔衍射）5、3I。6、803三、作图题（每小题 7 分，共计 14 分）（7 分）亮纹的最大级次为 33 级,（2）装

16、置放在水中nr21j-R2下载可编辑有 34 个完整的亮纹1.3312725891075101亮纹的最大级次为 44 级，出现（8分）58910744.71233.5510245 条完整的亮环。3、解：（1）设透射光栅中相邻两缝间不透明部分的宽度均等于 a,光栅常数 d=a+b,当 d=4b时，级数为土 4,8,12,的谱线都消失，即缺级，故光栅常数 d 为：d=4b=6.328x10-3mm由光栅方程可知第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的角距离（即衍射角）分别为：2sin1,sin2dd若会聚透镜的焦距为 f,则第一级亮条纹与第二级亮条纹距中央亮条纹的线距离分别为：xiftgi,X2ftg2当。很小时，则，2Xif-,X2fddEx=AocostE/=Aosin（t+3 兀）=-Aosint它表示的是右旋圆偏振光。由此可见，半波片使左旋圆偏振光转变成右旋圆偏振光了。（5 分）（5 分）在屏幕上第一级与第二级亮条纹的间距近似为=150mm=15cm(5 分)(2)由光栅方程dsinj可得代入 sin0=1 可得dsin