光学试卷及复习资料.docx
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1、期终试卷(一) 班级 学号 姓名 成绩 一. 选择题(每题2.5分,共25分 每题只有一个正确答案)1. 以下说法正确的选项是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 A.频率; B.波长 C.速度; D.传播方向3. 在菲涅尔双面镜干预实验中,减少条纹间距的方法有 A.增大入射光的波长; B.增大接收屏及镜的距离 C.增大两平面镜的夹角; D.减小光源及双面镜交线的距离4. 白光正入射到空气中的一个厚度
2、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) A.红色 B.紫红色 C.绿色 D.青色5. 光栅光谱谱线的半角宽度 及以下哪项无关? A.谱线的衍射角 B.光谱的级次 C.光栅常数 D.光栅的总缝数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 A.入射光的颜色 B.入射光的频率 C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度及颜色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 A.1/2倍 B.1倍 C.2倍 D.4倍8. 天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了 A.提高入射光的光
3、强 B.提高分辨本领 C.能看到更大的像 D.能看到更清晰的像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,使其光轴及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: A.平面偏振光 B.椭圆偏振光 C.局部偏振光 D.圆偏振光和平面偏振光的混合10.关于单轴晶体,以下哪种描述是正确的? 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(每题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120cm远的幕上,假设此两狭缝相距为0.2mm,幕上所产生的干预条纹中两相邻亮纹
4、间距离为3.60mm ,那么此单色光的波长为 mm2. 在迈克尔逊干预仪的一条光路中,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50mm的相机拍摄月球照片,月球的直径为3.48106m,离地球距离为3.8108m,那么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60mm,折射率为1.5平凸透镜前面120mm处,那么系统的有效焦距为 mm5. 波长为500nm的单色光垂直照射到宽为0.25mm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,那么其透镜的焦距为 mm6. 当圆孔
5、中露出4/3个半波带时,衍射场中心强度及自由传播时强度之比为 7. 某玻璃的折射率为1.54,当入射角为布儒斯特角时,其外表反射率为 8. 两尼科尔棱镜主截面间的夹角由30转到45,那么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,假设瞳孔的直径为D,光在空气中的波长为,n为人眼玻璃状液的折射率,那么人眼的最小分辨角为 10. 一玻璃管长3.50m,内贮标准大气压下的某种气体,假设这种气体在此条件下的吸收系数为0.1650m-1 那么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 F
6、1 F2 H2 H2 F2四.论述题(10分) 试论述产生干预的条件.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125毫米, 假设: (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. 如下图, 平凸透镜的曲率半径R=10米, n=1.50, 平板玻璃板由两局部组成: 左和右的折射率分别为n3=1.50和n4=1.75. 平凸透镜 n1及玻璃板接触点在这两局部平玻璃板相接之处, 中间充以折射率为 n3 n41.62的液体. 假设用单色光垂直照射, 在反射光中测得右
7、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0.04毫米的方解石晶片, 其光轴平行于晶片外表, 将它插入正交尼科耳棱镜之间, 且使光轴及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. 方解石的折射率ne=1.6584, no=1.4864.期终试卷(二)一.选择题(每题2.5分,共25分 每题只
8、有一个正确答案) 1.两个光焦度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.两透镜之间的距离dd,现将幕移到50.00cm后,幕上相邻亮纹间的距离增到x 为0.8043mm ,那么光波波长为 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。假设以频率为10HZ,峰值电压为6000V的高频电压加在克尔盒的极板上,那么当波长为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,假设
9、再加一个“10的望远镜扩束装置后再射向月球,那么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,假设柯西公式的近视形式 n=a+b/2 适用,那么此种玻璃在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,那么其折射率为 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) 试论述干预和衍射的区别及联系,试用杨氏双缝干预实验加以说明.一. 计算题(每题10分,共40分)1.
10、 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, 屏上干预条纹消失?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
11、30入射时, 最多能看到第几级谱线?4.把一个棱角为0.33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=656.3nm的光通过这个装置时, 产生干预. 试计算相邻两条纹间的距离. 该波长入射时, 石英的折射率ne=1.55, no=1.54.?光学?期终试卷三一、 选择题(每题2.5分,共25分 每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、以下说法正确的选项是 A 对单个凸透镜光学系统来说,入射光和出射光相互平行,
12、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、利用迈克耳孙干预仪获得等倾干预条纹,增大干预条纹的间距的方法有A 增大等效空气层的厚度h 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预时,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反射和干预 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
13、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,以下描述正确的选项是A 级次越高,各种波长谱线展得越开,谱线越宽B 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
14、偏振光 D左旋椭圆偏振光10、关于晶体主平面,以下说法正确的选项是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、 填空题每题2分,共20分1、 用波长为650nm之红色光作杨氏双缝干预实验,狭缝相距10- 4 m 从屏幕上量得 相邻亮条纹间距为1cm,那么狭缝到屏幕间距为 m。2、 当牛顿环装置中的透镜及玻璃之间充以液体时,那么第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、如下图,将凸透镜L的主轴及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
15、镜M置于y= - 2cm,Ox0的位置处,那么光源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n=1.50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及空气中的薄凸透镜焦距f0之比值为 。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。假设将该装置浸入水中,试问夫浪和费衍射中央亮条纹的宽度为 mm。6、假设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,那么衍射场中心强度及自由传播时之比为 。7、水晶对钠
16、黄光的旋光度为21.750/mm,那么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0.10 的X射线光子迎头撞击电子后反冲回来,那么电子获得的动能为 J 。10、假设光在某种介质中的全反射临界角为450,求光从空气射到该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开展起来的?五.计算题(每题10分,共40分)1.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. 如下图
17、, 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. 如下图, 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. 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, 假设观察到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?3.一光栅的光栅常数d=4mm, 总宽度W=10cm, 现有波长为500nm
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