光學(xué)復(fù)習(xí)填空和簡答(2013)

簡 答 題1光的干涉分哪幾類？答：分波面干涉、分振幅干涉和分振動面干涉三種。2你對“激光”的認(rèn)識？答：“激光”是光受激輻射放大的簡稱，英文名稱為“l(fā)aser”。它通過輻射的受激發(fā)射而實(shí)現(xiàn)光放大。它的特點(diǎn)是單色性佳、亮度高、相干性強(qiáng)、方向性好等。3你對“邁氏干涉儀”認(rèn)識？答：原理：分振幅干涉。構(gòu)造：兩塊相互垂直的平面反射鏡、分光板和補(bǔ)償板、光源、透鏡、接收器等。主要公式：。4光的電磁理論的要點(diǎn)是什么？答：光是某一波段的電磁波，其速度就是電磁波的傳播速度。5光的相干條件是什么？答：頻率相同 、振動方向相同、相位差恒定。6 “光程”？答：折射率和幾何路程的乘積。7 “干涉相長”？ “干涉相消”？答：“干涉相長”：對應(yīng)于相位差為 p 的偶數(shù)倍數(shù)的或者光程差等于半波長的偶數(shù)倍數(shù)的那些點(diǎn)，兩波疊加后的強(qiáng)度為最大值?！案缮嫦嘞保簩?yīng)于相位差為 p 的奇數(shù)倍數(shù)的或者光程差等于半波長的奇數(shù)倍數(shù)的那些點(diǎn)，兩波疊加后的強(qiáng)度為最小值。8楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中亮、暗條紋的位置及間距如何確定？答：亮紋： 暗紋： 條紋間距：9影響干涉條紋可見度大小的主要因素是什么？答： 影響干涉條紋可見度大小的主要因素是振幅比。10計(jì)算干涉條紋可見度大小的常用公式有哪幾個？ 答：計(jì)算干涉條紋可見度大小的常用公式有： 11光源的非單色性對干涉條紋有什么影響？答：會使干涉條紋的可見度下降。12光源的線度對干涉條紋有什么影響？答：會使總的干涉圖樣模糊不清，甚至?xí)垢缮鏃l紋的可見度降為零。13在什么情況下哪種光有半波損失？ 答：在光從折射率小的光疏介質(zhì)向折射率大的光密介質(zhì)表面入射時，反射過程中反射光有半波損失。14何為“等傾干涉”？何為“等厚干涉”？答：凡入射角相同的就形成同一條紋，即同一干涉條紋上的各點(diǎn)都具有同一的傾角等傾干涉條紋。對應(yīng)于每一直線條紋的薄膜厚度是相等的等厚干涉條紋。15邁克耳遜干涉儀的基本原理和主要計(jì)算公式是什么？答：邁克耳孫干涉儀的基本原理是分振幅干涉。 計(jì)算公式：或16法布里-珀羅干涉儀的基本原理是什么？答：法布里-珀羅干涉儀的基本原理是分振幅多光束干涉。17試比較法氏干涉儀與邁氏干涉儀的異同。答：法氏干涉儀是振幅急劇遞減的多光束干涉，而邁氏是等振幅的雙光束干涉。 兩者的透射光的光程差表達(dá)式完全相同，條紋間距、徑向分布很相似。 法氏干涉儀較邁氏的最大優(yōu)點(diǎn)：越大，干涉條紋越清晰和明銳。18干涉現(xiàn)象有哪些重要應(yīng)用？答：檢查光學(xué)元件的表面、鍍膜光學(xué)元件、測量長度的微小改變等。19 “劈尖”結(jié)構(gòu)和原理答：原理：等厚干涉 裝置：取兩片潔凈的顯微鏡載玻片疊放在一起，捏緊兩片的一端，另一端夾入一薄片，就構(gòu)成一個劈形的空氣薄膜。 條紋：平行于相交棱邊的等距條紋。 公式：（正入射） 亮紋 暗紋 應(yīng)用：光學(xué)元件的鍍膜，測量長度的微小改變，檢查光學(xué)元件的表面。20 “牛頓環(huán)”結(jié)構(gòu)和原理答：原理：等厚干涉。 裝置：在平板玻璃上放一個凸透鏡，兩者之間會形成一空氣薄層。 條紋：以接觸點(diǎn)為圓心的同心圓。 公式： 亮紋 暗紋 應(yīng)用；測量長度的微小改變，檢查光學(xué)元件的表面。21將楊氏雙孔干涉裝置分別作如下單項(xiàng)變化，屏幕上干涉條紋有何改變？（1） 將雙孔間距d變小；答：條紋間距變寬，零級位置不變，可見度因干涉孔徑角變小而變大了。（2） 將屏幕遠(yuǎn)離雙孔屏；答：條紋變寬，零級位置不變，光強(qiáng)變?nèi)趿恕＃?） 將鈉光燈改變?yōu)楹つ始す?；答：條紋變寬，零級位置不變，黃條紋變成紅條紋。（4） 將單孔S沿軸向雙孔屏靠近；答：條紋間距不變，光強(qiáng)變強(qiáng)，但可見度因干涉孔徑角變大而變小。（5） 將整個裝置浸入水中；答：條紋間距將為原有的3/4，可見度因波長變短而變小。（6） 將單孔S沿橫向向上作小位移；答：整個干涉條紋區(qū)向下移，干涉條紋間距和可見度均不變。（7） 將雙孔屏沿橫向向上作小位移；答：整個干涉條紋區(qū)向上移，干涉條紋間距和可見度不變。（8） 將單孔變大；答：光強(qiáng)變大，可見度變小，零級位置不變，干涉條紋間距不變。（9） 將雙孔中的一個孔的直徑增大到原來的兩倍；答：孔S2的面積是孔S1的4倍，表明S2在屏上形成振幅為4A的光波，S1則在屏上形成振幅A的光波.屏上同相位處最大光強(qiáng)： I大 =（4A + A）2 = 25A2，是未加大S2時的（25/4）倍；屏上反相位處的最小光強(qiáng)： I小 =（4A - A）2 = 9A2，也不是原有的零可見度由原有的 1 下降為 （25 - 9）/（25 + 9）= 0.4722海岸邊陡峭壁上的雷達(dá)站能發(fā)現(xiàn)來自空中的敵機(jī)，而發(fā)現(xiàn)不了沿海面低空飛來的飛機(jī)，這是什么原因?答：海岸邊陡峭壁上的雷達(dá)和海面類似洛埃鏡裝置，沿海面低空飛行的飛機(jī)始終處在“洛埃鏡”裝置的暗點(diǎn)上，因而不能被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。23照相機(jī)鏡頭表面為何呈現(xiàn)藍(lán)紫色？答：人眼對可見光中不同色的光反應(yīng)的靈敏度各不一樣，對綠光反應(yīng)最靈敏而照相底片沒有這個性質(zhì)，因此，拍照出來景物照片的顏色和人眼直接觀察的有差別為了減小這個差別，在照相機(jī)鏡上鍍上一層增透膜，以便使綠顏色的光能量更多地進(jìn)入鏡頭，使照片更加接近實(shí)際景物的顏色綠顏色的光增透，反射光中加強(qiáng)的光是它的互補(bǔ)色，因此看上去呈現(xiàn)藍(lán)紫色。 24玻璃窗也是空氣中表面平行的介質(zhì)，為什么我們看不到玻璃窗的干涉條紋？答：白光波列長度僅有微米量級，照射厚度為幾毫米的窗玻璃時，則因時間相干性太差 ，導(dǎo)致可見度為零，看不到干涉條紋。25用細(xì)鐵絲圍成一圓框，在肥皂水中蘸一下，然后使圓框平面處于豎直位置，在室內(nèi)從反射的方向觀察皂膜開始時看到一片均勻亮度，然后上部開始出現(xiàn)彩色橫帶，繼而彩色橫帶逐漸向下延伸，遍布整個膜面，且上部下部彩色不同；然后看到彩帶越來越寬，整個膜面呈現(xiàn)灰暗色，最后就破裂了，試解釋之答：我們看到的是肥皂液膜對白光的反射相干光開始時液膜很厚，對白光中很多波長都有反射干涉加強(qiáng)現(xiàn)象，故皂液膜呈現(xiàn)不帶色彩的一片白光亮度然后膜上部最先變薄，上部呈現(xiàn)色彩橫帶皂液下流，薄的部位由上向下延伸，色彩區(qū)變寬，遍及全膜上下彩色不同說明膜厚不等，上薄下厚彩帶變寬說明楔形皂膜上部楔角越來越小呈現(xiàn)一片灰暗色的原因是整個液膜厚度已接近于零，暗光強(qiáng)來于半波突變、k=0.5的原因，這也正是破裂前的現(xiàn)象。26什么是光的衍射？答：光繞過障礙物偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)分布不均勻的現(xiàn)象。27明顯產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的條件是什么？答：障礙物的線度和光的波長可以比擬。28惠更斯-菲涅耳原理是怎樣表述答：波面 S 上每個面積微元 都可以看成新的波源，它們均發(fā)出次波。波面前方空間某一點(diǎn) P 的振動可以由 S 面上所有面積元所發(fā)出的次波在該點(diǎn)疊加后的合振幅來表示。29衍射分哪幾類？答：衍射分菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射兩大類。30什么叫半波帶？答：由任何相鄰兩帶的對應(yīng)部分所發(fā)出的次波到達(dá)P點(diǎn)時的光程差都為半個波長（即相位相反）而分成的環(huán)形帶。31為什么圓屏幾何影子的中心永遠(yuǎn)有光？答：由于圓屏衍射。32夫瑯禾費(fèi)單縫衍射有哪些明顯特征？答：中央有一條特別明亮的亮條紋，兩側(cè)排列著一些強(qiáng)度較小的亮條紋，相鄰的亮條紋之間有一條暗條紋；兩側(cè)的亮條紋是等寬的，而中央亮條紋的寬度為其他亮條紋的兩倍。33什么是愛里斑？答：在夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射圖樣的中央，光強(qiáng)占總光強(qiáng)的84%的亮斑。34愛里斑的半角寬度為多少？答：艾里斑的半角寬度為： 35愛里斑的線半徑怎樣計(jì)算？答：艾里斑的線半徑為： 36干涉和衍射有什么關(guān)系？ 答：干涉和衍射本質(zhì)都是波的相干疊加的結(jié)果，只是參與相干疊加的對象有所區(qū)別。干涉是有限幾束光的疊加，而衍射是無窮多次波的疊加；前者是粗略的，后者是精確的。其次，出現(xiàn)的干涉和衍射的圖樣都是明暗相間的條紋，但在光強(qiáng)分布上有間距均勻和相對集中的不同。最后，在處理問題的方法上。從物理角度看，考慮疊加是的中心問題都是相位差；從數(shù)學(xué)角度來看，相干疊加的矢量圖有干涉的折線過渡到衍射的連續(xù)弧線，由有限的求和過渡到積分運(yùn)算。總之，干涉和衍射是本質(zhì)的統(tǒng)一，但在形成條件，分布規(guī)律的數(shù)學(xué)處理方法上略有不同而已。37光柵的光譜線在什么情況下缺級？在什么情況下重疊？答：當(dāng) d 是 b 的倍數(shù)時，光柵的光譜線發(fā)生缺級。 光柵的光譜線發(fā)生重疊的條件是： 。38“物像之間的等光程性”是哪個原理的推論？答：“物像之間的等光程性”是“費(fèi)馬原理”的推論。39最簡單的理想光學(xué)系統(tǒng)是什么光學(xué)元件？答：最簡單的理想光學(xué)系統(tǒng)是一個平面反射鏡。40什么是全反射？答：對光線只有反射而無折射的現(xiàn)象稱為全反射。41光學(xué)纖維的工作原理是什么？其數(shù)值孔徑通常怎樣表示？答：光學(xué)纖維的工作原理是全反射，其數(shù)值孔徑通常用表示，計(jì)算公式為： 42棱鏡主要有哪些應(yīng)用？答： 棱鏡主要用于制作折射計(jì)及利用全反射棱鏡變更方向等。43幾何光學(xué)的符號法則是如何規(guī)定的？答：幾何光學(xué)的符號法則的規(guī)定是：線段：光線和主軸交點(diǎn)的位置都從頂點(diǎn)算起，凡在頂點(diǎn)右方者，其間距離的數(shù)值為正，凡在頂點(diǎn)左方者，其間距離的數(shù)值為負(fù)物點(diǎn)或像點(diǎn)至主抽的距離，在主軸上方為正，在下方為負(fù)角度：光線方向的傾斜角度部從主軸(或球面法線)算起，并取小于2的角度由主軸(或球面法線)轉(zhuǎn)向有關(guān)光線時，若沿順時針方向轉(zhuǎn)，則該角度的數(shù)值為正；若沿逆時針方向轉(zhuǎn)動時，則該角度的數(shù)值為負(fù)(在考慮角度的符號時，不必考慮組成該角度兩邊的線段的符號)標(biāo)定：在圖中出現(xiàn)的長度和角度(幾何量)只用正值例如s表示的某線段值是負(fù)的，則應(yīng)用(-s)來表示該線值的幾何長度44近軸光線條件下球面反射、折射的物像公式？答：近軸光線條件下球面反射、折射的物像公式分別為： 45共軸光具組？答： 多個球面的曲率中心都在同一直線上的系統(tǒng)稱為共軸光具組。46近軸條件下薄透鏡的成像公式及橫向放大率如何表示？答： 近軸條件下薄透鏡的成像公式及橫向放大率分別為： 47薄透鏡的會聚和發(fā)散性質(zhì)主要與什么因素有關(guān)？答：薄透鏡的會聚和發(fā)散性質(zhì)主要與透鏡的形狀及兩側(cè)的折射率n有關(guān)。48近軸物點(diǎn)近軸光線成像的條件是什么？答：近軸物點(diǎn)近軸光線成像的條件是物像的等光程性。49什么叫單心光束？理想成像的條件是什么？答：凡具有單個頂點(diǎn)的光束都叫單心光束；理想成像的條件：光束的單心性經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后沒有改變或者說是在近軸光線，近軸物點(diǎn)等條件。50在理想光具組里主要研究哪些基點(diǎn)和基面？答：在理想光具組里主要研究的基點(diǎn)和基面是： 焦點(diǎn)和焦平面、主點(diǎn)和主平面、節(jié)點(diǎn)和節(jié)平面。51光學(xué)儀器的本領(lǐng)主要有哪幾個？答：光學(xué)儀器的本領(lǐng)主要有放大本領(lǐng)、聚光本領(lǐng)和分辨本領(lǐng)。52近視眼、老花眼需要配什么樣的透鏡加以校正？答：近視眼需要配凹透鏡、老花眼需要配凸透鏡加以校正。53人眼的明視距離為多少？答：人眼的明視距離為25cm 。54助視儀器放大本領(lǐng)的一般表達(dá)式是什么？答：助視儀器放大本領(lǐng)的一般表達(dá)式是： 55常用的目鏡有哪兩種？答：常用的目鏡有惠更斯目鏡和冉斯登目鏡。56顯微鏡的放大本領(lǐng)等于哪兩個物理量的乘積？答：顯微鏡的放大本領(lǐng)等于物鏡的橫向放大率和目鏡放大本領(lǐng)的乘積。57開普勒望遠(yuǎn)鏡與伽利略望遠(yuǎn)鏡有哪些異同？答：開普勒望遠(yuǎn)鏡與伽利略望遠(yuǎn)鏡的共同點(diǎn)是：它們的物鏡和目鏡所組成的復(fù)合光具組的光學(xué)間隔都等于零；物鏡的橫向放大率都小于1 。 二者的不同點(diǎn)是：開氏的視場較大，而伽氏的視場較??；開氏的目鏡物方焦平面上可放叉絲或刻度尺，伽氏則不能；開氏的鏡筒較長，而伽氏的鏡筒較短。58實(shí)現(xiàn)激光擴(kuò)束的方法通常有哪些？答：實(shí)現(xiàn)激光擴(kuò)束的方法通常是將望遠(yuǎn)鏡倒過來使用；也可用顯微鏡的物鏡；甚至有時可用短焦距的凸面或凹面反射鏡；有時也可用毛玻璃等。59什么是有效光闌？如何尋找？答：在所有各光闌中，限制入射光束最起作用的光闌稱為有效光闌（孔徑光闌）。尋找有效光闌的方法是：先求出每一個給定光闌或透鏡邊緣由其前面（向著物空間方向）那一部分光具組所成的像，找出所有這些像和第一個透鏡邊緣對指定的物點(diǎn)所張的角，在這些張角中找出最小的那一個，和這最小的張角所對應(yīng)的光闌就是對于該物點(diǎn)的有效光闌。60若光具組僅是一個單獨(dú)的薄透鏡，則有效光闌、入射光瞳和出射光瞳的位置如何確定？它們是否與物點(diǎn)的位置有關(guān)？答：若光具組僅是一個單獨(dú)的薄透鏡，則有效光闌、入射光瞳和出射光瞳都與透鏡的邊緣重合，而與物點(diǎn)的位置無關(guān)。它們是否與物點(diǎn)的位置有關(guān)？61什么是發(fā)光強(qiáng)度？它的單位及代號是什么？答：發(fā)光強(qiáng)度是表征光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的光通量的空間分布的物理量，在數(shù)值上等于點(diǎn)光源在單位立體角中發(fā)出的光通量。在國際單位制中,發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉（candela）, 代號是坎（cd）。62顯微鏡的聚光本領(lǐng)通常用什么描述？答：顯微鏡的聚光本領(lǐng)通常用數(shù)值孔徑描述。63望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)通常用什么來衡量？答：望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)通常用相對孔徑的倒數(shù)焦比來衡量。64照相機(jī)的聚光本領(lǐng)通常用什么來衡量？答：照相機(jī)的聚光本領(lǐng)通常用相對孔徑的倒數(shù)光圈數(shù)來衡量。65像差分為哪幾類？它們又分別分哪幾種？答：像差分單色像差和色差兩大類。單色像差又分球面像差、彗形像差、像散、像面彎曲和畸變五種。色差又分縱向色差（位置色差）和橫向色差（放大率色差）兩種。66兩個像點(diǎn)剛好能分辨開的瑞利判據(jù)是如何表述的？答：瑞利判據(jù)是：當(dāng)一個中央亮斑的最大值恰好和另一個中央亮斑的最小值位置相重合時，兩個像點(diǎn)剛好能分辨開。67望遠(yuǎn)鏡物鏡的分辨極限通常以什么表示？答：望遠(yuǎn)鏡物鏡的分辨極限通常以物鏡焦平面上剛剛能夠分辨出的兩個像點(diǎn)之間的直線距離來表示。68顯微鏡物鏡的分辨極限通常以什么表示？答：顯微鏡物鏡的分辨極限通常以被觀察的物面上剛好能夠分辨出的兩物點(diǎn)之間的直線距離來表示。69棱鏡光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：棱鏡光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為： ；70光柵光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：光柵光譜儀的角色散率、線色散率和色分辨本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為： 71.區(qū)別橫波與縱波的最明顯標(biāo)志是什么？答：區(qū)別橫波與縱波的最明顯標(biāo)志是偏振。72.什么是偏振？答：偏振是振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性。73.光有幾種可能的偏振態(tài)？答：光有五種可能的偏振態(tài)：自然光、線偏振光、部分偏振光、橢圓偏振光和圓偏振光。74.你能說出幾種獲得線偏振光的方法？答：獲得線偏振光的方法有：偏振片、反射起偏、透射起偏、尼科耳棱鏡、傅科棱鏡、沃拉斯頓棱鏡以及波片等。75.偏振度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：偏振度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 76.馬呂斯定律和布儒斯特定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：馬呂斯定律和布儒斯特定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為： 77.線偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：線偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 78.橢圓偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？ 答：橢圓偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 79.圓偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？ 答：圓偏振光的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 80.什么是雙折射？答：同一束入射光折射后分成兩束的現(xiàn)象稱為雙折射。81.如何計(jì)算空氣中 o光和e光的相對光強(qiáng)？答：空氣中 o光和e光的相對光強(qiáng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 82.常用的波片有哪幾種？各有哪些主要應(yīng)用？答：常用的波片及主要應(yīng)用有： l/4片：能把圓偏振光線偏振光；也能使線偏振光橢圓、圓、線偏振光。 l/2片：能把左旋圓偏振光右旋圓偏振光；線偏光入射線偏振光,但2. l 片： 入射線偏振光線偏振光。83.怎樣檢驗(yàn)線偏振光？答：在其光路上插入一個偏振片，繞其傳播方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)有兩次消光和兩次光強(qiáng)最強(qiáng)。84.如何區(qū)分圓偏振光和自然光？ 答：在光路上先加一塊l/4波片，有兩次消光和兩次光強(qiáng)最大的是圓偏振光，否則為自然光。85如何區(qū)分橢圓偏振光和部分偏振光？ 答：在光路上先加一塊l/4波片，有兩次消光和兩次光強(qiáng)最大的是橢圓偏振光，否則為部分偏振光。86如何區(qū)分圓偏振光和自然 評卷人得 分四、計(jì)算題（每小題10分，共60分） 現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長為 550 nm 的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。（1）試求條紋間距；（2）若將整個劈浸入折射率為 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ 已知平面透射光柵狹縫的寬度b = 1.582 10-3 mm ，若以波長l = 632.8 nm 的 HeNe 激光垂直入射在這光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡的焦距為15 m試求：(1) 屏幕上第一級亮條紋與第二級亮條紋的距離；(2) 屏幕上所呈現(xiàn)的全部亮條紋數(shù) 評卷人得 分四、計(jì)算題（每小題10分，共60分） 現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長為 550 nm 的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。（1）試求條紋間距；（2）若將整個劈浸入折射率為 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ 已知平面透射光柵狹縫的寬度b = 1.582 10-3 mm ，若以波長l = 632.8 nm 的 HeNe 激光垂直入射在這光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡的焦距為15 m試求：(1) 屏幕上第一級亮條紋與第二級亮條紋的距離；(2) 屏幕上所呈現(xiàn)的全部亮條紋數(shù) 評卷人得 分四、計(jì)算題（每小題10分，共60分） 現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長為 550 nm 的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。（1）試求條紋間距；（2）若將整個劈浸入折射率為 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ 已知平面透射光柵狹縫的寬度b = 1.582 10-3 mm ，若以波長l = 632.8 nm 的 HeNe 激光垂直入射在這光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡的焦距為15 m試求：(1) 屏幕上第一級亮條紋與第二級亮條紋的距離；(2) 屏幕上所呈現(xiàn)的全部亮條紋數(shù) 評卷人得 分四、計(jì)算題（每小題10分，共60分） 現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長為 550 nm 的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。（1）試求條紋間距；（2）若將整個劈浸入折射率為 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ 已知平面透射光柵狹縫的寬度b = 1.582 10-3 mm ，若以波長l = 632.8 nm 的 HeNe 激光垂直入射在這光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡的焦距為15 m試求：(1) 屏幕上第一級亮條紋與第二級亮條紋的距離；(2) 屏幕上所呈現(xiàn)的全部亮條紋數(shù)？答:提示：把 一個 l/4片和一個偏振片前后放置在光路中，迎著光的傳播方向旋轉(zhuǎn)偏振片，在旋轉(zhuǎn)一周的過程中，若光強(qiáng)無變化則是自然光；若光強(qiáng)有變化且出現(xiàn)兩次消光，則該束光便是圓偏振光。87實(shí)現(xiàn)偏振光的干涉至少需要哪幾個元件？它們分別起什么作用？ 答：至少需要兩個偏振片和一個波片。 第一個偏振片：把自然光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光。 波片：分解光束和相位延遲作用，將入射的線偏振光分解成振動方向垂直的兩束線偏振光。 第二個偏振片：把兩束光的振動引導(dǎo)到同方向上，使產(chǎn)生干涉。88線偏振光干涉強(qiáng)度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：線偏振光干涉強(qiáng)度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 89尼科耳棱鏡能夠從自然光中獲得線偏振光。其主要光學(xué)原理是什么？答: 雙折射，全反射。90.光通過物質(zhì)時，它的傳播情況會發(fā)生哪些變化？這些變化會表現(xiàn)出哪些現(xiàn)象？答：（1）光通過物質(zhì)時，它的傳播情況會發(fā)生兩種變化：一是，光束愈深入物質(zhì)，強(qiáng)度將愈減弱；二是，光在物質(zhì)中傳播的速度將小于真空中的速度，且隨頻率而變化。（2）這些變化會表現(xiàn)出光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象。91.光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象都是由什么引起的？實(shí)質(zhì)上是由什么引起的？答：（1）光的吸收、散射和色散三種現(xiàn)象都是由光和物質(zhì)的相互作用引起的。 （2）實(shí)質(zhì)上是由光和原子中的電子相互作用引起的。92.光的吸收有哪兩種？答：光的吸收有一般吸收和選擇吸收兩種。93.朗伯定律和比爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：朗伯定律和比爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為： 94.什么是瑞利散射？瑞利定律如何表述？答：（1）線度小于光的波長的微粒對入射光的散射現(xiàn)象通常稱為瑞利散射。（2）瑞利定律表述為：散射光強(qiáng)度與波長的四次方成反比，即： I = f (l) l - 4 95.通過在照相機(jī)鏡頭前加偏光鏡，可以使得所拍攝的藍(lán)天中的白云顯得更加鮮明和富有層次，試分析如何調(diào)整偏光鏡的方位？答：晴朗天空的背景光應(yīng)為瑞利散射光，是平面偏振光，且偏振方向相對于相機(jī)物鏡光軸的豎直方向。白云應(yīng)為米氏散射光，是自然光。因此，偏光鏡透振方向應(yīng)調(diào)整至水平方位，即可以部分減弱天空背景光影響。96試分析白云和藍(lán)天的光學(xué)現(xiàn)象。答： 白云是小液珠或小冰晶組成，他們的顆粒大于可見光波長，因此發(fā)生廷德爾散射。顏色為白色。大氣的微粒小于可見光波長，因此，大氣發(fā)生的散射為瑞利散射。瑞利散射的散射光強(qiáng)度與波長的四次方成反比，因此，藍(lán)光散射較重，大氣成藍(lán)色。97.黑體的斯忒藩玻爾茲曼公式、維恩位移公式為何？答：黑體的斯忒藩玻爾茲曼公式、維恩位移公式分別為： 98. 1900年，普朗克在對黑體輻射的研究中做了哪些假設(shè)？答：普朗克假設(shè)： 器壁振子的能量不能連續(xù)變化，而只能夠處于某些特殊狀態(tài)，這些狀態(tài)的能量分立值為 0，E0 ，2 E0 ，3 E0 ，n E0其中n是整數(shù)。這個允許變化的最小能量單位 E0 稱為能量子，或簡稱量子。 能量子的能量必須與頻率成正比，即 E0 h n ，h 是一個與頻率無關(guān)、也與輻射性質(zhì)無關(guān)的普適常量 ，叫做普朗克常量。99.1905年，愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中做了什么假設(shè)？答：愛因斯坦作了光子假設(shè)，即：光在傳播過程中具有波動的特性，而在光和物質(zhì)相互作用的過程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）的粒子上。產(chǎn)生光電效應(yīng)的光是光子流，單個光子的能量與頻率成正比，即 Ehn 100.什么是康普頓效應(yīng)？答：波長改變的散射稱為康普頓效應(yīng)。101.什么是激光？答：激光是光受激輻射放大的簡稱，它是由激光器產(chǎn)生的，波長在1mm以下的相干電磁輻射，它由物質(zhì)的粒子受激發(fā)射放大產(chǎn)生，具有良好的單色性、相干性和方向性。102.激光的工作原理是什么?它主要有哪些特點(diǎn)？答：激光的工作原理是通過輻射的受激發(fā)射而實(shí)現(xiàn)光放大。它的主要特點(diǎn)有：單色性佳、亮度高、相干性強(qiáng)、方向性好等。103.什么是全息照相？它的基本原理是什么？答：既能記錄光波振幅的信息，又能記錄光波相位信息的攝影稱為全息照相。它的基本原理是雙光束干涉。104.全息照相主要有哪些特點(diǎn)？答：全息照相主要特點(diǎn)有： 它是一個十分逼真的立體像。它和觀察到的實(shí)物完全一樣，具有相同的視覺效應(yīng)。 可以把全息照片分成若干小塊，每一塊都可以完整地再現(xiàn)原來的物像（孫悟空似的分身術(shù)）。 同一張底片上，經(jīng)過多次曝光后，可以重疊許多像，而且每一個像又能不受其他像的干擾而單獨(dú)地顯示出來，即一張底板能同時記錄許多景物。 全息照片易于復(fù)制等。填 空 題1光的相干條件為頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。2衍射可分為菲涅耳衍射、夫瑯禾費(fèi)衍射兩大類。3望遠(yuǎn)鏡放大本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為4清晨日出時看到太陽呈紅色，這是由于光的散射的緣故。5表示一切物質(zhì)都具有波粒二象性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。6通常把既能記錄光波振幅的信息，又能記錄光波相位信息的攝影稱為全息照相。7可見光在電磁波譜中只占很小的一部分，其波長范圍約是 390760nm。8顯微鏡放大本領(lǐng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。9偏振光可以具有不同的偏振態(tài)，這些偏振狀態(tài)包括自然光、平面偏振光、部分偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光。10費(fèi)馬原理是指光在兩定點(diǎn)之間傳播時其光程為極值，即沿光程極大，極小或恒定值傳播。11光的衍射條件是障礙物的限度和波長可比擬。12邁克爾遜干涉儀的反射鏡M2移動0.25mm時,看到條紋移動的數(shù)目為1000個，若光為垂直入射，則所用的光源的波長為500nm。13n2=1的空氣對于n1=1.5的玻璃而言，其臨界角41.80（或者是）。14一束左旋圓偏振光垂直入射到半波片上，則透射光束為右旋圓偏振光。15單色平面波照射到一小圓孔上,將其波面分成波帶。若極點(diǎn)到觀察點(diǎn)的距離為1m，單色光的波長為4900,則此時第一波帶的半徑為。16一臺顯微鏡f1/=0.2cm, f2/=2.5cm, L=20cm，則其物鏡的橫向放大率為1000 。17平面偏振光垂直入射到一塊光軸行于表面的方解石晶片上，若光的振動面和鏡片的主截面成600角，則投射出來的尋常光和非尋常光的相對強(qiáng)度為3 ；若用波長為5890的鈉光是要產(chǎn)生900的相位差，則晶片的厚度應(yīng)為cm。(n0-ne=0.172)18波長為=589.3nm的一束左旋圓偏振光，垂直入射到5.14110-4cm厚的方解石波晶片上，若n0-ne0.172，則透射光將變成右旋圓偏振光偏振光。19強(qiáng)度為的平行光束，通過吸收系數(shù)為a，厚度為L的均勻介質(zhì)后的光強(qiáng)將變?yōu)?。20. 清晨日出或傍晚日落時，看到的太陽呈紅色；而正午時看到的太陽卻是白色，究其原因乃是光的散射的結(jié)果。21可見光在電磁波譜中只占很小的一部分，其波長范圍約是390760nm。22光的偏振狀態(tài)有自然光、部分偏振光、線偏振光、橢圓偏振光和圓偏振光。23愛因斯坦的光電效應(yīng)方程為，光的本質(zhì)是波粒二象性。24與普通光源相比，激光有許多優(yōu)點(diǎn)，請寫出兩個：單色性好相干性強(qiáng)。25真空中波長為，頻率為的單色光，進(jìn)入折射率為n的介質(zhì)后，光傳播速度變?yōu)椤?6光從空氣射到折射率為n的透明物體表面上，為使透射光與反射光垂直，入射角應(yīng)該等于。27光在媒介中通過一段幾何路程相應(yīng)的光程等于幾何路程和媒介折射率的乘積 ，28光線在兩種不同介質(zhì)的分界面上產(chǎn)生全反射的臨界角為，當(dāng)入射角為I，產(chǎn)生全反射的條件為光線從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)入射，且。29某種透明介質(zhì)對于空氣的臨界角為45，則透明介質(zhì)的折射率等于。30雨后天空中出現(xiàn)彩色的虹，是由于太陽光經(jīng)水珠折射，反射和不同波長的光色散而形成的。31在幾何光學(xué)系統(tǒng)中，唯一能完善成像的是平面反射鏡。32深度為h的水（n4/3）杯底有一點(diǎn)物，人站在上面垂直向下看看到點(diǎn)物的深度是3h/4。33在厚度為d，折射率為n的玻璃磚后面有一個物點(diǎn)，人透過玻璃磚看到的物體移近了，移動量為。34有一個玻璃球，折射率為?，F(xiàn)在有一束光線射到球表面，若入射角為60，則折射光線和反射光線的夾角為。35曲率半徑為R的球面鏡的焦距為R/2。若將球面鏡浸于折射率為n的液體中，球面鏡焦距為 R/2。36曲率半徑為24 cm的凹面鏡，浸沒在水（n4/3）中，它的焦距是12cm。37空氣中，半徑為R，折射率為1.5的玻璃半球，球面向右，其像方焦點(diǎn)距球面頂點(diǎn)距離為2R。38空氣中，半徑為 R，折射率為1.5的玻璃半球，球面向右，其像方焦點(diǎn)距平面距離為4R/3。39空氣中，半徑為5cm，折射率為1.5的玻璃半球，球面向左，其像方焦點(diǎn)距平面距離為10cm。40空氣中的凸透鏡對實(shí)物所成的實(shí)像都是倒立的。41實(shí)物位于凸透鏡的物方焦點(diǎn)以內(nèi)，一定成正立，放大的虛像。42空氣中的凸透鏡對實(shí)物所成的虛像都是正立，放大的。43已知折射率n=1.5的雙凸透鏡在空氣中焦距為50 cm，把它浸在折射率為n0的透明液體中時，測得焦距為250 cm，則該液體介質(zhì)的折射率為1.36。44將折射率為=1.5的薄透鏡浸沒在折射率為的水中，則薄透鏡的焦距等于空氣中的焦距的4倍。45共軸球面的系統(tǒng)的主點(diǎn)定義為主軸上橫向放大率等于+1的一對共軛點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)定義為主軸上角放大率等于1的一對共軛點(diǎn)。46共軸球面系統(tǒng)主軸上物方無限遠(yuǎn)點(diǎn)的共軛點(diǎn)定義為像方主焦點(diǎn)；像方無限遠(yuǎn)點(diǎn)的共軛點(diǎn)定義為，物方主焦點(diǎn)。47人眼的睫狀肌最緊張，水晶體兩側(cè)面曲率半徑最小時，眼鏡能看清楚的最近點(diǎn)稱為近點(diǎn)。48人眼睫狀肌完全放松，水晶體兩側(cè)面曲率半徑最大時，眼睛能看清楚的最遠(yuǎn)點(diǎn)稱為遠(yuǎn)點(diǎn)。49某近視眼只能看清楚50cm以內(nèi)的物體，他所佩戴的眼鏡應(yīng)該是-200度。50遠(yuǎn)點(diǎn)在1米處的近視眼，需配-100度的眼鏡。51近點(diǎn)在1米處的遠(yuǎn)視眼，需配300度的眼鏡。52焦距為cm的放大鏡的放大本領(lǐng)為。53惠更斯目鏡由兩個平凸透鏡組成，焦距分別為和，兩透鏡之間的距離為。54顯微鏡物鏡的焦距為5mm，目鏡的焦距為30mm，鏡筒的有效長度為0.2m，若明視距離為25cm，則顯微鏡的放大本領(lǐng)的大小為275。55物鏡和目鏡焦距分別為和，鏡筒長為d的顯微鏡的放大本領(lǐng)M=。56物鏡和目鏡焦距分別為20cm和5cm的伽利略望遠(yuǎn)鏡的鏡筒長為15cm，