光学试卷及答案(32页).doc
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1、-光学试卷及答案-第 31 页期终试卷(一) 班级 学号 姓名 成绩 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. 下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的2. 光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是3. 在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有 C.增大两平面镜的夹角; 4. 白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为1.337)5. 光栅光谱谱线的半
2、角宽度 与下列哪项无关?6. 光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于 C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度与颜色7. 球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的8. 天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了9. 使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的? A.负晶体,V Ve ,n Ve, n. n e C.负晶体,V n e D.正晶体,V n e二.填空(
3、每小题2分,共20分)1. 从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cmmmmm ,则此单色光的波长为 mm2. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入折射率为n.厚度为d的透明介质片,放入后,两束光的光程差改变量为 3. 用镜头焦距为50mm106m108m,则底片上月球像的直径为 mm4. 一焦距为-60mm的双凹透镜,安装在半径为60mmmm处,则系统的有效焦距为 mm5. 波长为500nmmm的单缝上,单缝右面置一凸透镜以观察衍射条纹,如果幕上中央条纹两旁第三个暗条纹间的距离为3mm,则其透镜的焦距为 mm6. 当圆孔中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度与自由传播时强度之比为
4、7. 已知某玻璃的折射率为1.54,当入射角为布儒斯特角时,其表面反射率为 8. 两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30转到45,则透射光光强将由原来的I变为 9. 人眼观察远处物体时,刚好能被人眼分辨的两物点对瞳孔中心的张角,称为人眼的最小分辨角,若瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为,n为人眼玻璃状液的折射率,则人眼的最小分辨角为 10. mm-1 则透射光强度的百分比为 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) 试论述产生干涉的条件.五.计算题(每题10分,共40分)1. 一厚透镜的焦距f=60毫米, 其两焦点之间的距离为
5、125毫米, 若: (a) 物点置于光轴上物方焦点左方20毫米处; (b) 物点置于光轴上物方焦点右方20毫米处, 问这两种情况下象的位置各在何处. 2. 如图所示, 平凸透镜的曲率半径R=10米, n=1.50, 平板玻璃板由两部分组成: 左和右的折射率分别为n3和n4=1.75. 平凸透镜 n1与玻璃板接触点在这两部分平玻璃板相接之处, 中间充以折射率为 n3 n4的液体. 若用单色光垂直照射, 在反射光中测得右边第j级亮条纹的半径rj=4毫米, j+5级亮条纹的半径rj+5=6毫米, 求左边第j级亮条纹的半径.3. 用可见光(760nm 400nm )照射光栅, 其夫朗和费衍射的一级光谱
6、和二级光谱是否重叠?二级和三级又怎样? 如果不重叠, 求整个光谱的角宽; 如果重叠, 指出重叠的波长范围.4.有一厚度为毫米的方解石晶片, 其光轴平行于晶片表面, 将它插入正交尼科耳棱镜之间, 且使光轴与第一尼科耳棱镜主截面成不等于0, 90 的任意角度.试问可见光中哪些波长的光不能透过这一装置. 已知方解石的折射率ne=1.6584, no=1.4864.期终试卷(二)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 . 2大于零的薄透镜,在空气中怎样组合时,才能得到一个发散的 共轴透镜组? A.两透镜之间的距离d=0B.两透镜之间的距离d(1+2)/( 12)C.两透镜之
7、间的距离ddcm后,幕上相邻亮纹间的距离增到xmm ,则光波波长为 um 有一厚度为5cm,极板间距离为1mm的克尔盒放在正交的起偏器和检偏器之间,其中所盛液体的K为2.13cm/V。若以频率为10HZ,峰值电压为6000V的高频电压加在克尔盒的极板上,则当波长为546nm的线偏振光通过克尔盒时,每秒钟遮断次数为 强激光束经一直径为2mm的光阑后射向月球,若再加一个“10”的望远镜扩束装置后再射向月球,则两种情况下射在月球上的光斑直径,后者 前者(填大于,小于,等于) 某种玻璃对不同波长的折射率在波长为400nm时,折射率为1.63; 波长为500nm时,折射率为1.58,若柯西公式的近视形式
8、 n=a+b/2 适用,则此种玻璃在600nm时的色散率dn/d为 cm-1 利用布儒斯特定律可以测定不透明物质的折射率, 今测得某种不透明介质 的起偏角为58,则其折射率为 三.试用作图法找像的位置和大小(5分) Q F F P 四.论述题(10分) 试论述干涉和衍射的区别与联系,试用杨氏双缝干涉实验加以说明.一. 计算题(每题10分,共40分)1. 空气中双凹厚透镜的两个凹面半径r1和r2分别为-8厘米和7厘米, 沿主轴的厚度为2厘米. 玻璃折射率n 为1.5. 求焦点和主平面位置, 一物点位于焦点F处, 求其象点位置.2.比耶对切透镜是由焦距为f=10厘米的薄会聚透镜从中间截取宽度为a后
9、剩下的两个半截对接构成. 在距其x=3/2 f处置一宽度为b的缝状光源, 发出的光波长为597nm, 缝上不同点所辐射的光是不相干的. 在对切透镜的另一侧L=330厘米处置观察屏, 试问当狭缝的宽度为多少时, 屏上干涉条纹消失?3. 用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠光夫朗和费谱线(589nm), 问平行光 (1) 垂直入射 和 (2) 以入射角30入射时, 最多能看到第几级谱线?的石英劈尖, 其光轴平行于棱, 放置在正交的尼科耳棱镜之间. 当的光通过这个装置时, 产生干涉. 试计算相邻两条纹间的距离. 已知该波长入射时, 石英的折射率ne=1.55, no=1.54.光学期终试卷(三)
10、一、 选择题(每小题2.5分,共25分 每小题只有一个正确答案)1.一个置于空气中的非对称薄透镜,在其光轴上产生一个点状物体的象点,如果将此 透镜翻转过来(沿通过透镜中心且垂直于光轴的铅垂轴转过1800),象距将 A不变 B变大 C变小 无法确定2、下列说法正确的是( )A 对单个凸透镜光学系统来说,入射光和出射光相互平行,说明入射光必经过凸透镜的光心;B 入射光和出射光相互平行,说明其角放大率为+1;C 入射光和出射光相互平行,说明入射光必经过节点;D 入射光和出射光相互平行,说明入射光必经过主点。3、利用迈克耳孙干涉仪获得等倾干涉条纹,增大干涉条纹的间距的方法有A 增大等效空气层的厚度h
11、B减小入射光的波长C. 减小等效空气层的厚度h D以上说法都不对4、光强都为I0的两列相干波发生相长干涉时,其光强度是A2 I0 B4 I0 CI0 DI0 5、由太阳光在雨滴上的作用而产生虹的原因是A 仅在于反射 B仅在于折射 C反射和衍射 D反射和折射 E反射和干涉 6.用单色光做单缝衍射实验时,当缝的宽度比单色光的波长大很多时,观察不到衍射条 纹,这是因为A 零级条纹集中了太多的光能,其它高级次极大不明显B 光程差太大,以致衍射光之间几乎不相干C 各条纹的衍射角太小,几乎重叠在一起,以致不能分辩D 以上都不对7、在光栅光谱中,下列描述正确的是A 级次越高,各种波长谱线展得越开,谱线越宽B
12、 级次越高,各种波长谱线展得越开,谱线越窄C 级次越高,各种波长谱线越展不开,谱线越窄D 级次越高,各种波长谱线越展不开,谱线越宽8、为正常眼调好的显微镜,当近视眼的人使用时,应怎样调节?A 减小物距 B增大物距 C缩短镜筒 D拉长镜筒9.右旋椭圆偏振光垂直通过波片后,其出射光为 A.左旋圆偏振光 B线偏振光 C右旋椭圆偏振光 D左旋椭圆偏振光10、关于晶体主平面,下列说法正确的是A 主平面是光轴和晶面法线所确定的平面B 主平面是晶体内光线和晶面法线所确定的平面C 主平面是光轴和晶体内光线所确定的平面D 以上说法都不正确二、 填空题(每小题2分,共20分)1、 用波长为650nm之红色光作杨氏
13、双缝干涉实验,已知狭缝相距10- 4 m 从屏幕上量得 相邻亮条纹间距为1cm,则狭缝到屏幕间距为 m。2、 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时,则第10个亮环的直径由1.4cm变 为1.27cm,故这种液体的折射率为 。3、如图所示,将凸透镜L的主轴与X轴重合, Y光心O就是坐标原点,透镜焦距为10cm,现有L一平面镜M置于y= - 2cm,Ox0的位置处,则光源P应位于 处,才使眼睛从平面镜反x-2射光中看到最后的像位于P(-10cm,-12cm)MP(-10,-12)4、将折射率为的玻璃构成的薄凸透镜完全浸入折射率为n=的水中时,试问透镜的焦距f与空气中的薄凸透镜焦距f0之比值为
14、。5、波长为入=5460 的单色平行光垂直投射于缝宽a为0.10mm的单缝上,在缝后置一焦距为50cm,折射率为1.54的凸透镜。若将该装置浸入水中,试问夫浪和费衍射中央亮条纹的宽度为 mm。6、若一个菲涅耳波带片只将前五个偶数半波带挡住,其余地方都开放,则衍射场中心强度与自由传播时之比为 。7、已知水晶对钠黄光的旋光度为0/mm,则左右旋园偏振光折射率之差n为 。8、在直径为3m的园桌中心上面2m高处挂一盏发光强度为200cd的电灯,园桌边缘的照度为 lx。9、波长为 的X射线光子迎头撞击电子后反冲回来,则电子获得的动能为 J 。10、若光在某种介质中的全反射临界角为450,求光从空气射到该
15、介质界面时的布儒斯特角为 。三、 试用作图法找到像的位置及大小(5分)QFFHHP四、 论述题(10分)从惠更斯原理,惠更斯菲涅耳原理至基尔霍夫衍射理论是如何发展起来的?五.计算题(每题10分,共40分)1.已知置于空气中的半玻璃球, 其曲率半径为r, 折射率为1.5 , 平面一边镀以银. 如图所示, 一物体PQ, 放在曲面顶点的前面3r处. 求: (a). 由球面所造成的第一个象的位置. Q (b). 经反射镜所造成象的位置. P r (c). 经整个光组成象的位置. 3r2. 如图所示, A为平凸透镜, B为平板玻璃板, C为金属柱, D为框架, AB之间有空隙, 图中绘出的是接触的情况.
16、 而A固结在框架的边缘 A上. 温度变化时,C发生收缩, 而A、B、D都假设不发生收缩. 用 B波长为633nm的激光垂直照射.试问: 在温度变化时, 若观察到10个 D C亮条纹移到中央而消失, 问C的长度变化了多少毫米?d=4mm, 总宽度W=10cm, 现有波长为500nm和1nm的平面波垂直照射到这块光栅上, 选定光栅在第二级工作. 问这两条谱线分开多大的角度? 能否分辨此双线?4.平行于光轴切割的一块方解石晶片, 被放置在一对尼科耳棱镜之间, 光轴方向与两个棱镜主截面均成15角, 求: (1) 从方解石射出的o光和e光的振幅和光强; (2) 投影于第二个尼科耳棱镜的 o光和e光的振幅
17、和光强;设入射的自然光的光强为I0=A2.光学试卷(四)一、选择题:(每小题2.5分,共25分 每小题只有一个正确答案) .一薄凸透镜的焦距大小为f1,一薄凹透镜的焦距大小为f,满足什么条件才能使平行光入射两透镜组合的系统后出射光仍为平行光?1 f2 D.以上全都可以 .关于物和像,下列说法正确的是: A.入射光是从物体上发出来的光线; B.像点就是出射光线的会聚点; C.一个理想成像光学系统对一个物点来说必定只有一个对应的像点; D.因为光路是可逆的,所以一个像点同时也是一个物点。 .在牛顿环实验中,要增大干涉条纹的间距可以 A.增大平面玻璃与透镜球面之间的折射率; B.增大透镜球面的曲率半
18、径; C.缩小入射光的波长; D.增大平面玻璃与透镜球面之间的距离。 .有两束相干光相遇而产生干涉现象,下列哪个因素对干涉条纹的可见度没有影响 A.振幅大小 B.振动方向 C.频宽 D.波长长短 .天空中的蓝色可以认为是下列的哪一种原因引起的? A.太阳光受大气的散射; B. 太阳光受大气的折射; C.太阳光在小水滴内的全反射; D.太阳光的吸收; E.太阳光受大气中微粒的衍射。 .用单色光做单缝衍射实验时,单缝的宽度比单色光波长小很多时,观察不到衍射条纹,是因为 A.衍射光太弱 B.衍射角太大,以致只能观察到零级条纹的一部分 C.各级衍射条纹都重叠在一起,分辨不清 D.以上都不对 .光栅中透
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