江西科技师范光学试卷

江西科技师范学院物理与电子学院2006〜2007学年第一学期期末考试光学试卷A卷得分评阅人考试方式：闭卷 考试时间：120分钟 卷面总分：100分题号一一二三四总成绩合分人得分一、填空题（共18分）3分）可见光在谱中只占很小的一部分，其波长范围约是nm。2、（3分）在厚度为d，折射率为n的玻璃砖后面有一个物点，人透过玻璃砖看到的物体移 （远或近）了，移动量为 。3、 （3分）显微镜由焦距较 的物镜和焦距较 的目镜相隔一段距离组合而成。4、 （3分）光的吸收、散射和色散三种现象都是由引起的，实质上是由引起的。5、（3分）光电效应实验结果证明，遏止电压与 成线性关系，而与 无关6、 （3分）产生激光的两个必要条件是工作物质实现 和 。得分评阅人二、选择题（共12分）1、（3分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M2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.500nmB.498.7nmA.500nmB.498.7nmC.250nmD.三个数据都不对2、（3分）如果某一波带片对考察点露出前5个奇数半波带，那么这些带在该点所产生的振动的振幅和光强分别是不用光阑时的多少倍？（）5、10 B.10、50C.10、100 D.50、1003、（3分）n2=1的空气对于n1=1.5的玻璃而言，其临界角ic约为（）A.40°B.42°C.55°D.56°4、（3分）全息照相是记录物光波的（）频率分布和相位分布振幅分布和频率分布振幅分布和相位分布频率分布、振幅分布和相位分布得分评阅人三、简答题（共10分）1、（5分）开普勒望远镜与伽利略望远镜有哪些异同？2、（5分）如何区分椭圆偏振光和部分偏振光？得分评阅人四、计算题（共60分）1、（10分）波长为500nm的绿光投射在间距d为0.022cm的双缝上,在距离180cm处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离•若改用波长为700nm的红光投射到此双缝上，两个亮条纹之间的距离又为多少?算出这两种光第2级亮纹位置的距离.2、 （10分）钠光通过宽为0.2mm的狭缝后，投射到与缝相距300cm的照相底片上，所得的第一最小值与第二最小值之间的距离为0.885cm，则钠光的波长为多少？若改用波长为0.1nm的X射线作此实验，则底片上这两个最小值之间的距离是多少？3、 （10分）比累对切透镜是把一块凸透镜沿直径方向剖开成两半组成，两半块透镜垂直光轴拉开一点距离，用挡光的光阑K挡住其间的空隙，这时可在屏上观察到干涉条纹•已知点光源P与透镜相距300cm，透镜的焦距f/=50cm两半透镜拉开的距离t=1mm,光屏与透镜相距l=450cm.用波长为632.8nm的氦氖激光作为光源，求干涉条纹的间距.4、（10分）波长为600nm的光垂直照射到平面衍射光栅上，在与光栅平面法线成30°角的方向上，观察到该光的第二级谱线。试问该光栅的光栅常量d为何值？如果在该方向能分辨600.00nm和600.05nm的两条谱线，则该光栅的宽度至少为多少？此处光栅的角色散率为多少？5、（10分）让自然光通过两个透振方向相交60°的理想偏振片,透射光强为I1,今在这两个偏振片之间插入另一个理想偏振片，它的方向与前两个偏振片均成30°角,则透射光强为多少？6、（10分）波长为0.1nm的X射线被碳块散射，在散射角为900的方向上进行观察。试求：（1）康普顿位移△久；（2）反冲电子的动能。学试卷A卷参考答案及评分标准一、填空题（每小题3分，共18分）1、电磁波，390〜760；2、近，（1-1/n）d；3、短，长；4、 光和物质的相互作用，光和原子中的电子相互作用；5、 入射光频率，光强；6、粒子数反转；光学谐振腔。二、选择题（每小题3分，共12分）1、 A.2、C.3、B.4、C.三、简答题（每小题5分，共10分）1、 要点：开普勒望远镜与伽利略望远镜的共同点是：它们的物镜和目镜所组成的复合光具组的光学间隔都等于零；物镜的横向放大率0都小于1。二者的不同点是：①开氏的视场较大，而伽氏的视场较小；②开氏的目镜物方焦平面上可放叉丝或刻度尺,伽氏则不能；③开氏的镜筒较长，而伽氏的镜筒较短；④开氏成倒立的像，而伽氏成正立的像等等。2、 要点：把一个l/4片和一个偏振片前后放置在光路中，将偏振片停留在透射光强最大的位置，使l/4片的光轴与偏振片的透射方向平行，迎着光的传播方向旋转偏振片，在旋转一周的过程中，若无消光则是部分偏振光；若有两次消光，则该束光便是椭圆偏振光。Bx计算题（毎小题10分，共60分）1、解：・处册5°°%1060.409cmAy=180Ay=180X200020.0220y= /—%又•・•7Jd ,xlO-8斜0.573cmj=2.Ay=(A-A)=2xx(700°-5000)x10-…d 0.022?0.327crnor：Ay=2A%—2△男Q0.328crn2s解：(1)•.•y= ：Ay=y2_y】=(2-1)合=ff：b bbb 0.2x0.885 4：.A=—Ay= =5.9x10(mm)=590nmfr 300(2)Ayf=y；-y；=£f，=，：_：；—x300=1.5X10-4(cm)。3s3s解:111■■■w了1 1 1:.—=—+—s’ s r_ii=帀+-3001=6?:.s'=60(cm)又峯篡即:％=茫4,s'-s300+60「c—:.d= 1= x0.1=0.12cms 300r,久这两个象点，构成了相干光源，故由双缝干涉公式知，干涉条纹的间距为r/一/ 450-60Ay=—A= A= x6328xio-4^0.206cm=2.06mmdd0.124解：(1)Tdsin&=jA，(mm)o仁1=2x600x10=2.4x10・sin3sin30°(mm)o⑵■■p=£tn‘力億r昴r顺（条力・・.Z=2^=6000x2.4xIQ-3=14.4uun)o(3)D’e_j一2dAdcos82.4x1O'5cos30'^9.6xl02(rad/irun)o光学试卷B卷考试方式：闭卷 考试时间：120分钟 卷面总分：100分题号—一二三四总成绩合分人得分得分评阅人、填空题（共18分）1、（3分）光的相干条件为、和。2、（3分）光的衍射可分为和两大类。3、（3分）设三角棱镜的顶角为60°，折射率为根号2，则最小偏向角为 ,此时入射角为4、（3分）望远镜的分辨本领与望远镜的直径有关，直径越大，分辨本领越5、（3分）某透明介质对空气的临界角等于45°,那么光从空气射向介质时的布儒斯特角等于 6、（3分）康普顿效应不仅证实了光的量子性，还说明了微观粒子也服从 和 守恒定律。得分评阅人二、选择题（共12分）1、 （3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（）590.3nmB.608.0nmC.760.0nmD.三个数据都不对2、 （3分）在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（）永远是个亮点,其强度只与入射光强有关永远是个亮点,其强度随着圆屏的大小而变有时是亮点,有时是暗点以上说法都不对。3、（3分）国际单位制中,七个基本单位之一的坎德拉是（A.光通量的单位B.照度的单位C.亮度的单位D.发光强度的单位4、（3分）关于激光器的特性，在下列各种叙述中正确的（）功率大，效率高，单色性好功率大，效率高，方向性好，能量集中效率高，能量集中，单色性好，相干性好方向性好，能量集中，单色性好，相干性好得分评阅人三、简答题（共10分）1、（5分）什么是瑞利散射？瑞利定律如何表述？2、（5分）你对“全息照相”知多少？得分评阅人四、计算题（共60分）1、（10分）杨氏双缝的间距为0.2mm,双缝与屏的距离为1m•若第1级明纹到第4级明纹的距离为7.5mm,求光波波长。2、 （10分）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，试问衍射图样的中央到（1）第一最大值；（2）第一最小值；（3）第三最小值的距离分别为多少？3、 （10分）一显微镜具有三个物镜和两个目镜。三个物镜的焦距分别为16mm、4mm和1.9mm，两个目镜的放大本领分别为5和10倍。设三个物镜所成的像都能落在像距为160mm处，问这显微镜的最大和最小的放大本领各为多少？4、（10分）设计一块光栅，要求（1）使波长600nm的第二级谱线的衍射角小于300，能分辨其0.02nm的波长差；（2）色散尽可能大；（3）第三级谱线缺级。求出其缝宽、缝数、光栅常量和总宽度。用这块光栅总共能看600nm的几条谱线？5、 （10分）在两个共轴平行放置的透振方向正交的理想偏振片之间，有一个共轴平行放置的理想偏振片以匀角速度w绕光的传播方向旋转，若入射到该系统的平行自然光强为I0，则该系统的透射光强为多少？6、（10分）已知铯的逸出功为1.88eV，现用波长为300nm的紫外光照射，试求光电子的初动能和初速。光学试卷B卷参考答案及评分标准一、填空题（每小题3分，共18分）1、 频率相同、振动方向相同、相位差恒定。2、 菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射。3、 30°、45°。4、物镜、高。5、54°44'。6、能量、动量。二、选择题（每小题3分，共12分）1、B.2、 B.3、D.4、D.三、简答题（每小题5分，共10分）1、要点：（1）线度小于光的波长的微粒对入射光的散射现象通常称为瑞利散射。（2）瑞利定律表述为：散射光强度与波长的四次方成反比，即：I=f（l）l-4。2、要点：既能记录光波振幅的信息，又能记录光波相位信息的摄影称为全息照相。它的基本原理是双光束干涉。全息照相主要特点有：①它是一个十分逼真的立体像。它和观察到的实物完全一样，具有相同的视觉效应。②可以把全息照片分成若干小块，每一块都可以完整地再现原来的物像（孙悟空似的分身术）。③同一张底片上，经过多次曝光后，可以重叠许多像，而且每一个像又能不受其他像的干扰而单独地显示出来，即一张底板能同时记录许多景物。④全息照片易于复制等。全息照相主要应用有：①全息干涉测量；②全息显微术；③海洋学研究；④制作光学元件；⑤全息防伪等x计算题（矽b题10分'共60分）1、解：・.・Ay=—Ad兄=—Ay=r00.27.5

itfxT二0.5x1(r3(mn^=500nm2、解:22・・y f雄弘singsinq。=±1・43二,sin©.=k—.' "b'b5461x1CT45

ixlOCfo0.0785461x1CT45

ixlOCfo0.078(cm)；,az5461X1U6(2) ='% :——xl00^0.055(cm)；o 1,%z5461xl(y⑶=^vf=^x : xlOCfe0.164(cin)ob 1

M=00=(-——)M(•can?. ma*. 、 /*fz axr.Jla>o险…42■f/ noIcacp.4解:6002x0.02=15000