发布时间 : 星期二 文章光学试卷及答案要点更新完毕开始阅读
6. 设有一圆盘直径0.5cm, 其不规则程度(偏离理想圆周的起伏度)为10微米, 置该盘
点光源 后1m处. 若相对于轴上点而言,此不规则不会切掉相应波带宽度的四分之一时,仍能观察到中心亮斑. 中心亮斑距圆盘的最短距离为 ⑥ (设λ=500nm) 10. 一束右旋圆偏振光正入射到一玻璃反射面上,则迎着反射光看反射出来的光束是 ⑦ 光.
8. 若双星发光的波长为540nm,试问以孔径为127cm的望远镜来分辨双星的最小角距θ为 ⑧ rad 9. 在光电效应中,当频率为3χ10HZ的单色光照射在脱出功为4.0ev的金属表面时,金属中脱出的光电子的最大速度为 ⑨ m/s
10. 光从空气射到某介质介面时的布儒斯特角为54.7?,则光在该种介质中全反射的临界角
为 ⑩
三. 试用作图法找像的位置和大小.(5分)
(P, Q 为物,光线从右边入射)
F1 H1 H1’ F1’ P F2 H2 H2’ F2’ 15
四.论述题(10分) 试论述单缝衍射和光栅衍射有何区别,用哪一种衍射测定波长较准确 ? 五.计算题(每题10分,共40分)
1. 一玻璃球置于空气中, 求它的焦距和主平面的位置。并作图表示。已知玻璃球的半径为2.00cm, 折射率为1.500. 如果玻璃球面上有一斑点, 计算从另一侧观察此斑点象的位置和放大率.
2. 如图所示的尖劈形薄膜, 右端的厚度h为0.005厘米, 折射率n 为1.5, 波长为707nm的光以30?的入射角入射,
求在尖劈面上产生的条纹数, 若以两玻璃之间形成的空 h 3. 设波长为?的平行光垂直入射到一很大的光栅上, 光栅常数为d. 衍射光经焦距为f的理想透镜后在其后焦面上形成一系列光点, 现用一遮光屏置于焦面上, 仅让正负一级通过, 在距遮光屏为L 的地方置一观察屏, 求观察屏上的光强分布, 相邻干涉条纹间距.
4. 一块d=0.025mm厚的方解石晶片, 表面平行于光轴, 放在正交尼科耳棱镜之间, 晶片主截面与它们成45?角, 试问:
(1) 在可见光范围内哪些波长的光不能通过?
(2) 如果将第二个尼科耳棱镜的主截面, 转到与第一个平行, 哪些波长的光不能通过?
光学期终试卷(十)
一. 选择题(每小题2.5分,共25分 每小题只有一个正确答案) 1.光学系统的光焦度与下列哪个物理量无关
A.折射率 B.曲率半径 C.物距 D.焦距 2.下列说法正确的是
A. 如果一个物点经过一个光学系统后能成一像点,则该系统为理想光学系统;
B. 从物点到像点的各光线的光程相等,则该光学系统为理想光学系统 C. 如果入射光的能量经光学系统后没有损失,则该系统为理想光学系统;
D. 如果从某一发光点发出的同心光束经光学系统后,仍为同心光束,则该系统为理想光学系统
3.在比耶对切透镜干涉中, 增大干涉条纹间距的方法有
A. 增大光源与透镜的纵向距离; B.减小光的波长; C. 整个装置放入水中 D. 两半透镜的间距增大.
4.在照相机的镜头中,通常在透镜表面覆盖着一层象MgF2(n=1.38)那样的透明薄膜,其主要作用是
A. 保护透镜; B. 提高光的反射率 C. 提高光的透射率 D.吸收特定波长的光 5.若海水的吸收系数为2/m, 而人眼所能觉察的光强为太阳光强度的10
?18
, 则人在海洋里能
看到阳光的最大深度以m为单位应为
A. 20.7 B.18.4 C. 32.5 D. 64.7
6.波长为入的单色光,入射到光栅常数为d, 总缝数为N的平面光栅上,衍射角用θ表示,色 分辨本领用R表示, K表示衍射条纹级次Δθ，表示谱线的半角宽度,则下列表达式中不正确的是
A. Δθ =
?Ndcos? B. Δθ =
K?tg? C. dsinθ=Kλ D. Δθ =
Ndcos?R7. 一块波带片的孔径内有10个半波带,第1,3,5,7,9等5个半波带露出,第2,4,6,8,10等5个偶
数带挡住,轴上场点的强度是自由传播时的多少倍?
A. 5倍 B. 10倍 C. 400倍 D.100倍 8.右旋圆偏振光垂直通过全波片后,其出射光为
A. 左旋椭圆偏振光 B. 右旋椭圆偏振光 C. 左旋圆偏振光 D. 右旋圆偏振光 9.拍摄全息图的原理是
A. 偏振 B. 干涉 C.衍射 D.散射 10.如入射光为自然光，下列哪个不能作起偏器?
A .二向色性晶体 B.平面波璃 C. 偏振棱镜 D. λ /4波片
二. 填充题(每小题2分,共20分)
1. 在牛顿环装置中,如果在透镜与玻璃平板间充满某种液体后,第10个明环极大的直径由1.40cm变为1.27cm,则该液体的折射率为 ①
2. 有一劈尖,折射率n=1.4,夹角 θ= 10
?4 rad, 用单色光垂直照射,测得明纹间距为
0.25cm,则此单色光在空气中的波长为 ② 3. 一物体放在焦距为8cm的会聚透镜左侧12cm处,另一焦距为6cm的会聚透镜放在第一会聚透镜右侧30cm,处,则最终的像在 ③ 4. 用显微镜向切片某点对光后,在切片上覆盖一折射率为1.5的厚玻璃片,若再对准此点,则需将镜头提高2mm,玻璃片的厚度为 ④ mm 5. 衍射光栅宽3.00cm ,用波长为600nm的光照射,第二级主极大出现在衍射角为30?处,则光栅上总刻线数为 ⑤ 6. 一个直径为2mm的圆孔受到平面光波的照明时,对称轴上的最亮点离圆孔200cm,则这
个光波的波长为 ⑥ cm 7. 已知某玻璃的折射率n=1.54, 当入射角为布儒斯特角时,其折射光线的偏振度为 ⑦
8. 观察者通过缝宽为5?10m的单缝观察相距1km, 发出波长为5?10 m 的单色光的两盏单丝灯, 则人眼能分辨的两灯的最短距离是 ⑧ m
9. 波长为0.710?的X射线投射到石墨上,在与入射方向成45?角处,观察到康普顿散射的波长为 ⑨ ?
10. 10.若光从光密介质向光疏介质入射, 则全反射的临界角 ⑩ 布儒斯特角(填大于或小于)
三. 试用作图法找像的位置和大小(5分) (P. Q为实物)
F H H’ F P
四. 论述题(10分)
试论述干涉与衍射的区别和联系,试用杨氏双缝干涉实验加以说明
五.计算题(每题10分,共40分)
1. 将一曲率半径分别为r1=-30cm和r2=-60cm, 折射率为1.50的弯月形薄凹透镜凹面向上水平放置, 然后用折射率为1.6 的透明油填满该凹面. 若上述系统放在空气中, 在透镜前100cm处有一小物体, 求: (1) 系统的焦距; (2) 物体经系统所成的最后的象.
2. 表面平行的玻璃板, 放在双凸透镜的一个表面上, 在钠光灯的(?=589nm)反射光中观察牛顿环, 得到第20级(m=20)暗环的半径r1=2毫米(暗环中心对应m=0); 当玻璃板放在透镜的另一表面上时, 同级暗纹的半径变为r2=4毫米. 透镜玻璃折射率n=1.5, 试求透镜的焦距.
3. 一点光源(?=550nm)经一薄透镜成象, 透镜焦距是30毫米, 物距为50厘米, 透镜孔径为10毫米, 求象斑的大小.
4. 单色圆偏振光通过双折射晶体制成的劈尖(如图). 劈尖的光轴与
棱平行. 用偏振片来观察通过劈尖后的光. 偏振片的透振方向与劈尖 . 的棱成45?角尖表面上所观察到暗纹数目. 已知劈尖的最大厚度 .. dmax=0.05厘米, n0=1.54, ne=1.55, ?=500nm. .. 《光学》试题（一）标准答案及评分标准 一、选择题（每小题2.5分，共25分）
1、D 2、A 3、C 4、B 5、B 6、D 7、A 8、C 9、B 10、C 二、填空题（每小题2分，共20分）
① 6.00×10 ② 2(n-1)h ③ 0.458 ④ 120 ⑤ 250 ⑥ 3:1 ⑦ 8.3% ⑧ 2I0/3 ⑨ 1.22λ/D ⑩ 56.1%
-4
?4?7三、试用作图法找像的位置和大小(5分)
Q
P F1 H1’ H1 F1’ F2’ H2 H2’ F2
四、论述题(10分) （1） 同频率
（2） 两光波相遇是有固定的位相差 （3） 两光波相遇点相同的振动分量
（4） 两光波相遇光程差不能太大，要小于光源的相干长度。 （5） 两光波相遇点所产生的振动后的振幅不能太悬殊。 评分标准：每小题各占据2分。如没有论述，则酌情扣分。 五．
1．（a）→x=-20mm
ff′′ x==180mmxS'=60-180=120mm （实像） （5分）
（b）x=20mm x'=-180mm （5分）
S'=60-180=240mm （虚像）
2．由于右边n1?n2?n3，故没有额外程差，而左边n1?n2,n2?n3发生额外程差 2n2h=n2rj2Rjλ n2n2(rj+52-rj2)5Rrj+52R=(j+5)λΟ对于右边
两式相减，可求得波长 对于左j级亮纹满足
λ==648A0
1-λ=jλR2R1rj左2=(j+)λn22n2Rλ10×6480×10-7×103=rj+=4×4+=182n22×1.622rj左2
rj左=4.24mm3．设光栅常数为d ，可见光谱两面三刀端波长所对应的光栅方程为
dsinθ1=K1?400dsinθ2=K2?760
如果发生重叠是400nm的二级与760nm的一级：