安徽大學(xué)安徽大學(xué)2008—2009學(xué)年第1學(xué)期《光學(xué)》考試附答案

1、 光學(xué) 試卷第 1 頁(yè) 共 5 頁(yè)-裝-訂-線-安徽大學(xué) 2008 2009 學(xué)年第 一 學(xué)期光學(xué)考試試卷（a 卷）（時(shí)間 120 分鐘）題 號(hào)一二三四總分得 分閱卷人一、選擇題（每小題3 分，共 30 分）1.一物體在某一位置通過(guò)透鏡成實(shí)像，之后該物體向透鏡靠近并能第二次成實(shí)像，則它的實(shí)像a.也向透鏡靠近b.離透鏡更遠(yuǎn)c.位置不變d. 不確定，以上三種情況均可能發(fā)生. 2.使用照相機(jī)進(jìn)行近物拍攝，若欲使其前景和背景能盡量的清晰，可a.使用短焦鏡頭，或縮小光圈b.使用長(zhǎng)焦鏡頭，或縮小光圈c.使用長(zhǎng)焦鏡頭，或增大光圈d. 使用短焦鏡頭，或縮小光圈. 3.對(duì)于雙折射晶體中的非尋常光線(e光)，下列

2、說(shuō)法正確的是a.無(wú)論何種情況，都不滿足折射定律b.僅當(dāng)滿足折射定律時(shí)，才滿足惠更斯原理c.無(wú)論何種情況，都滿足惠更斯原理d. 若滿足惠更斯原理，則必滿足折射定律. 4.把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d，雙縫到屏的距離為d (dd)，所用單色光在真空中的波長(zhǎng)為入，則屏上干涉條紋的條紋間距是a. 入d / (nd) b. 入nd/d c. 入d / (nd) d. 入d / (2nd). 5.在邁克耳孫干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為n的透明介質(zhì)薄膜后，看到有一條條紋移過(guò)，則薄膜的厚度是a. 入/2 b. 入/ (2n) c. 入/n d. 入/（2n -2）6.劈尖所形

3、成的等厚干涉圖樣中，若劈尖的頂角加大，則干涉條紋間距將a.增大b.減小c.不變d.以上答案都不對(duì). 7.如果某一波帶片對(duì)考察點(diǎn)露出前5個(gè)偶數(shù)半波帶，那么這些帶在該點(diǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)的振幅和光強(qiáng)分別是自由傳播時(shí)多少倍？a.5 、25 b.10 、50 c.10 、100 d.50 、100. 得分院/系專業(yè)姓名學(xué)號(hào)答題勿超裝訂線 光學(xué) 試卷第 2 頁(yè) 共 5 頁(yè)8.在某個(gè)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)出的光含有兩波長(zhǎng)入1 和入2 ，垂直入射于單縫上. 假如入1 的第一級(jí)衍射極小與入2 的第二級(jí)衍射極小相重合，則入1 和入2 的關(guān)系是1 a.入1 = 入2b.入1 = 2入2c.入1 = 2 入2d. 無(wú)法確

4、定 . 1 9.僅用檢偏器觀察一束光時(shí)，強(qiáng)度有一最大但無(wú)消光位置，在檢偏器前放置一個(gè)入片，使其光軸與上述4 強(qiáng)度為最大的位置平行，通過(guò)檢偏器觀察是時(shí)有一消光位置，這束光是a. 部分偏振光b. 橢圓偏振光c. 線偏振光d. 圓偏振光 . 10.設(shè)光從平板玻璃表面以550 的反射角反射后完全偏振，偏振光振動(dòng)平面與入射平面夾角為a. 00 b. 350 c. 550 d. 900 . 二、填空題（每小題3 分，共 18 分）1.假定用人眼直接觀察某物，可以在400m 的距離看清 ,如果要求在距離2km 處也能看清該物，則應(yīng)使用視角放大率為倍的望遠(yuǎn)鏡 . 2.用波長(zhǎng)為600nm 的單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，

5、測(cè)得第k 個(gè)暗環(huán)的半徑為5.0mm，第 k20 個(gè)暗環(huán)的半徑為7.0mm，則平凸透鏡的曲率半徑r 為. 3.波長(zhǎng)為入=550nm的單色光垂直入射到光柵常數(shù)d= 2 104 cm 的平面光柵上 , 可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為. 4.一束波長(zhǎng)為入532 nm 的平行單色光垂直入射到折射率為n1.33 的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的.要使反射光得到最大限度的加強(qiáng)，薄膜最小厚度應(yīng)為nm. 5.菲涅爾吸收了惠更斯提出的次波概念，用的思想將所有衍射情況引到統(tǒng)一的原理中來(lái)，即惠更斯菲涅爾原理. 6.經(jīng)偏振片觀察部分偏振光，當(dāng)偏振片由對(duì)應(yīng)于最大強(qiáng)度的位置轉(zhuǎn)過(guò)冗則光束的偏振度為. 3 時(shí)，光強(qiáng)減為最大強(qiáng)

6、度的一半，得分三、判斷題（每小題1 分，共 7 分）1.夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射圖樣的中心總是亮的. 2.幾何光學(xué)就是波動(dòng)光學(xué)中波長(zhǎng)趨于零的極限. 3.邁克耳遜等傾干涉圓環(huán)的特點(diǎn)是：中心級(jí)次最高，從中心愈往外干涉環(huán)分布愈密. 4.在面光源照明的光場(chǎng)中，各點(diǎn)（次波源）都是完全相干的. 5.一束光垂直入射到其光軸與表面平行的偏振片上，當(dāng)偏振片以入射光為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)透射光的光強(qiáng)有變化，但無(wú)全暗情況，則入射光是部分偏振光. 得分 光學(xué) 試卷第 3 頁(yè) 共 5 頁(yè)6.正入射時(shí)單縫衍射的0 級(jí)和縫間干涉的0 級(jí)重合，斜入射時(shí)兩者不重合. 7.一束光以布儒斯特角入射到介質(zhì)的分界面上，反射光和折射光互相垂直. 四、

7、計(jì)算題（共45 分）1.（本題8 分）一薄凸透鏡l1 由曲率相等的兩球面構(gòu)成，曲率半徑為r1r2 16cm. 制造該透鏡的玻璃材料折射率為nl 1.50 ；該透鏡一側(cè)面鍍以不透光，但具有高反射率的銀（鍍銀面相當(dāng)于一凹面鏡l2）. 光從透鏡未鍍銀的一面入射. 試求此情況下由l1和 l2組成的光學(xué)系統(tǒng)的焦距. 2.（本題7 分）一束匯聚的傍軸光線由某未知光學(xué)系統(tǒng)出射，匯聚在光軸上距該光學(xué)系統(tǒng)出射端口以外d 處?，F(xiàn)在該光學(xué)系統(tǒng)出射端口處共軸放置一焦距為f 的正薄透鏡，試求此時(shí)光線的匯聚點(diǎn)到出射端口的距離。得分 光學(xué) 試卷第 4 頁(yè) 共 5 頁(yè)13.（本題10 分）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之

8、間的距離d 120cm ，兩縫之間的距離d 0.50mm ，用波長(zhǎng)入 500nm 的單色光垂直照射雙縫(1) 求原點(diǎn) o (零級(jí)明條紋所在處)上方的第五級(jí)明條紋的坐標(biāo)x . (2) 如果用厚度l 1.0 102 mm ，折射率n 1.58 的透明薄膜覆蓋在圖中的s 縫后面，求上述第五級(jí)明條紋的坐標(biāo)x . 4. （本題10 分）用白光垂直照射一光柵，在300 衍射方向觀察到波長(zhǎng)為600nm 的的第二級(jí)主極大，并在該處能分辨600nm 附近入 0.005nm 的兩條譜線 . 但在該處卻看不到波長(zhǎng)為400nm 的主極大 .試求：(1)光柵常數(shù)d 和總縫數(shù)n ；(2)通光縫的最小寬度a ；(3)單縫衍

9、射時(shí)中央縫內(nèi)的譜線數(shù)目； 光學(xué) 試卷第 5 頁(yè) 共 5 頁(yè)5. （本題10 分）兩個(gè)偏振片p1 、p2 疊在一起，其偏振化方向之間的夾角記為. 由強(qiáng)度相同的自然光和線偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上. 線偏振光的光矢量振動(dòng)方向與p1 偏振化方向之間的夾角記為. (1) 若不計(jì)偏振片對(duì)可透射分量的反射和吸收. 且 300 ， 600 ，求穿過(guò)p1后的透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比；再求連續(xù)穿過(guò)p1 、p2 后的透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比. (2) 若每個(gè)偏振片使可透射分量的強(qiáng)度減弱10 ，并且要使穿過(guò)p1后的透射光強(qiáng)及連續(xù)穿過(guò)p1、p2后的透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比都和(1)中算出的相同 .這時(shí)和各應(yīng)是多

10、大？安徽大學(xué) 20082009 學(xué)年第 1 學(xué)期光學(xué)考試試題參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(a 卷) 一、 選擇題（每小題 3 分，共 30 分）1.b 2. a 3. c 4. a 5. d 6. b 7. c 8. b 9. b 10. d 二、填空題（每空 3 分，共 18 分）15 22m 33 4100nm 5次波相干疊加60.5 三、判斷題（每題 1 分，共 7 分）1 2 3 4567 四、計(jì)算題（共 45 分）3. 解：（ 1）x 入dd 500 106 120 1010.50 1.2 mm （2 分）x 5 x 5 1.2 6.0mm （1 分）（2）從幾何關(guān)系，近似有(8.19 *10

11、2 0.05)2 2 *102r2 r1dx / d （2 分）有透明薄膜時(shí)，兩相干光線的光程差r2 (r1 l nl) r2 r1 (n 1)l dx / d (n 1)l 對(duì)零級(jí)明條紋上方的第 k 級(jí)明紋有k入（2分）（2分）零級(jí)上方的第五級(jí)明條紋坐標(biāo)x d(n 1)l k入/ d 19.9 mm （1 分）3.解：（ 1）由干涉條紋間距公式x 入dd （2 分）其中， d 2m,d=1mm, x 1.029 =0.114cm （2 分）10 1 代入數(shù)據(jù)，求得 入 571.7nm （1 分）（2）設(shè)第一級(jí)暗紋位置為 x, 則ox x 0.057 2 cm （2 分）（3）2冗l 入（2

12、分）p 點(diǎn)相干光光程差為l 相位差 2冗l 入=1.43冗（1 分）4. (8.19 *102 0.05)2 2 *1021 1 1 5. 解：設(shè)i 為自然光強(qiáng)；i1 、i 2 分別為穿過(guò)p1和連續(xù)穿過(guò)p1、p2意知入射光強(qiáng)為2i (1)穿過(guò)第一個(gè)偏振片后后的透射光強(qiáng)度由題i 1 i i cos2 60。1分1 2故i11 i i cos2 60。2 3 1分2i 2i 8 穿過(guò)第二個(gè)偏振片后i 2 ( i i cos22 1 60。2) cos2。30。1分2 。i ( i i cos 60 ) cos 30 9故2 2 1分2i 2i 32 (2)要使穿過(guò)p1后的透射光強(qiáng)及連續(xù)穿過(guò)p1、p2后的透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比都和(1)中算出的相同，則穿過(guò)第一個(gè)偏振片后i1 ( 2 i i cos