《光学》期末考试试卷2

《光学》期末考试试卷

一、(23分)填空和判断(在括号内，对的打V,错的打x)。

1.(5分)偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括、

、、、、0

2.(4分)波长为1A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△入=。

3.xx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VC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甄点。()

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N的介质中，其条纹间隔是空气

中的()A.倍B.倍C.倍D.n倍

2.在菲涅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规

B.出射光瞳和有效光阑对整个光具组共辄

C.入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轨

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Ml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（）

A.5000AB.4987AC.2500AD.三个数据都不对

8.（5分）一波长为5000A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（）

A.60mmB.60cmC.30mmD.30cm

9.（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（）

A.5903AB.6080AC.7600AD.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3000A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：L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3950A,遏止电压是多少？

（普朗克常数h=6.62xlOJS,电子电荷e=1.61xlOC,真空中光速

c=3xl0m/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/mOc（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；

X

V

X

V

X

二、选择题

1.C2.B3.C4.C5.B6.C7.A8.D9.B

三、解：由已知得s/=-6cmf=-2cmf/=2cm

由高斯公式f〃s/+f/s=l代入数据2/s/+(-2)/(-6)=l得：s/=3cm

又由P=y//y=s//s代入s=6cms/=3cmy=lcm

得：y〃l=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

X/4片后变为椭圆偏振光；

2.设自然光振幅为A则l=A2通过一偏振元件后强度变为1/2振幅变为

Al=0.707A,此光通过X/4片后可得d光和e光的振幅分别为Ald=Alsin30o=0.5

Al=0.3535A,

Ale=Alcos30o=0.866Al=

相位差Agn/2+n=1.5n其中n/2为X/4片的差，n为P1P2在不同象限的

差。

通过第二个尼科尔后有：A2d=Aidsin30o=0.5Ald=

A2e=Alecos30o=

相位差A4),则合成后的光强

=0.3

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dsir)e=j入得入=dsir)e/j代入数据

得：入==5xl0-7m=500A0

又d==4xl0-6m

在中间宽度内取k=li=kd/b=lx=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1=0,±1,±2,±3,

六、解：l.E=hv=hc/入=6.626x10-34=6.626X10-19J

4.14：L25ev=4.：L4ev所以入