哈爾濱工業(yè)大學2009至2010學年第一學期物理光學期末考試試題(共8頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上哈爾濱工業(yè)大學2009至2010學年第一學期物理光學期末考試試題一、填空題（每小題2分，總共20分）1、測量不透明電介質折射率的一種方法是，用一束自然光從真空入射電介質表面，當反射光為（           ）時，測得此時的反射角為600，則電介質的折射率為（              ）。2、若光波垂直入射到折射率為n=

2、1.33的深水，計算在水表面處的反射光和入射光強度之比為（                  ）。3、光的相干性分為（           ）相干性和（           ）相干性，它們分別用（&#

3、160;           ）和（             ）來描述。4、當兩束相干波的振幅之比是4和0.2時，干涉條紋對比度分別是（     ）、和（       ）。5、邁克爾遜干涉儀的可動反光鏡移動了0.310mm，干涉條紋移動了1

4、250條，則所用的單色光的波長為（           ）。6、在夫朗禾費單縫衍射實驗中，以波長為589nm的鈉黃光垂直入射，若縫寬為0.1mm，則第一極小出現在（          ）弧度的方向上。7、欲使雙縫弗瑯禾費衍射的中央峰內恰好含有11條干涉亮紋，則縫寬和縫間距需要滿足的條件是（        &#

5、160;    ）。8、一長度為10cm、每厘米有2000線的平面衍射光柵，在第一級光譜中，在波長500nm附近，能分辨出來的兩譜線波長差至少應是（           ）nm。9、一閃耀光柵刻線數為100條/毫米，用l=600nm的單色平行光垂直入射到光柵平面，若第2級光譜閃耀，閃耀角應為多大（            ）。10

6、、在兩個共軸平行放置的透射方向正交的理想偏振片之間，再等分地插入一個理想的偏振片，若入射到該系統的平行自然光強為I0，則該系統的透射光強為（                ）。二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、寫出在yOz平面內沿與y軸成q 角的r方向傳播的平面波的復振幅。2、在楊氏雙縫干涉的雙縫后面分別放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同為d的玻璃片后，原來的中央極大所在點被第5級亮條紋占據。設l=480nm，求玻

7、璃片的厚度d及條紋遷移的方向。3、已知F-P標準具的空氣間隔h=4cm，兩鏡面的反射率均為89.1%；另一反射光柵的刻線面積為3´3cm2，光柵常數為1200條/毫米，取其一級光譜，試比較這兩個分光元件對l=632.8nm紅光的分辨本領。4、平行的白光（波長范圍為390-700nm）垂直照射到平行的雙縫上，雙縫相距1mm，用一個焦距f=1m的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色條紋3mm處開一個小孔，在該處檢查透過小孔的光，則將缺少哪些波長？5、一塊每毫米500條縫的光柵，用鈉黃光正入射，觀察衍射光譜。鈉黃光包含兩條譜線，其波長分別為589.6nm和589.0nm。

8、求在第二級光譜中這兩條譜線互相分離的角度。6、若菲涅耳波帶片的前10個奇數半波帶被遮住，其余都開放，則求中心軸上相應衍射場點的光強與自由傳播時此處光強的比值。7、一束汞綠光以600入射到KDP晶體表面，晶體的no=1.512，ne=1.470。設光軸與晶體表面平行，并垂直于入射面，求晶體中o光和e光的夾角。8、畫出沃拉斯頓棱鏡中雙折射光線的傳播方向和振動方向。（設晶體為負單軸晶體）9、兩偏振片之間插入一半波片，其快軸（光軸）與P1透振方向成380角。設波長632nm的光垂直照射到P1，欲使透射光有最大光強，P2應如何放置？若晶體的折射率no=1.52，ne=1.48，試計算此晶體的最小厚度。1

9、0、冕玻璃k9對譜線435.8nm和546.1nm的折射率分別為1.52626和1.51829，試確定柯西公式中常數A和B。并計算玻璃對波長486.1nm的折射率和色散率。三、光束以很小的入射角射到一塊平板上（如圖所示），試求相繼從平板反射的兩支光束1¢、2¢和透射的兩支光束1²、2²的相對強度。設平板的折射率n=1.5。（10分）四、一束平行白光垂直投射到置于空氣中的厚度均勻的折射率n=1.5的薄膜上，發(fā)現反射光譜中出現波長為400nm和600nm的兩條暗線，則求此薄膜的厚度。（10分）五、一光柵寬為50mm，縫寬為0.001mm，不透光部分為0.00

10、2mm，用波長550nm的光垂直照明。試求：（1）光柵常數d；（2）能看到幾級條紋？有沒有缺級？（3）若以300角入射，則屏上呈現的實際級次為多少？（10分）6、 有一方解石直角棱鏡，光軸平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一種線偏振光，另一種被完全反射掉，則頂角應取什么范圍？出射光振動方向如何？（已知no=1.6583，ne=1.4864）（10分）哈爾濱工業(yè)大學2009-2010學年第一學期物理光學期末考試試題答案一、填空題（每小題2分，總共20分）1、測量不透明電介質折射率的一種方法是，用一束自然光從真空入射電介質表面，當反射光為（線偏振光）時，測得此時的反射角為600，則電介質

11、的折射率為（1.732）。2、若光波垂直入射到折射率為n=1.33的深水，計算在水表面處的反射光和入射光強度之比為（2%）。3、光的相干性分為（時間）相干性和（空間）相干性，它們分別用（相干時間）和（相干長度）來描述。4、當兩束相干波的振幅之比是4和0.2時，干涉條紋對比度分別是（0.47）和（0.385）。5、邁克爾遜干涉儀的可動反光鏡移動了0.310mm，干涉條紋移動了1250條，則所用的單色光的波長為（496nm）。6、在夫朗禾費單縫衍射實驗中，以波長為589nm的鈉黃光垂直入射，若縫寬為0.1mm，則第一極小出現在（5.89´10-3）弧度的方向上。7、欲使雙縫弗瑯禾費衍射的

12、中央峰內恰好含有11條干涉亮紋，則縫寬和縫間距需要滿足的條件是（）。8、一長度為10cm、每厘米有2000線的平面衍射光柵，在第一級光譜中，在波長500nm附近，能分辨出來的兩譜線波長差至少應是（0.025）nm。9、一閃耀光柵刻線數為100條/毫米，用l=600nm的單色平行光垂直入射到光柵平面，若第2級光譜閃耀，閃耀角應為多大（）10、在兩個共軸平行放置的透射方向正交的理想偏振片之間，再等分地插入一個理想的偏振片，若入射到該系統的平行自然光強為I0，則該系統的透射光強為（I0/8）。二、簡答題（每小題4分，總共40分）1、寫出在yOz平面內沿與y軸成q角的r方向傳播的平面波的復振幅。解：該

13、平面波波矢的三個分量分別為其相位分布為其中，j0為原點處的初相位。設平面波振幅大小為A，其復振幅為2、在楊氏雙縫干涉的雙縫后面分別放置n1=1.4和n2=1.7，但厚度同為t的玻璃片后，原來的中央極大所在點被第5級亮條紋占據。設l=480nm，求玻璃片的厚度t及條紋遷移的方向。解：如果n1和n2分別放置于上縫和下縫，則條紋往下移。3、已知F-P標準具的空氣間隔h=4cm，兩鏡面的反射率均為89.1%；另一反射光柵的刻線面積為3´3cm2，光柵常數為1200條/毫米，取其一級光譜，試比較這兩個分光元件對l=632.8nm紅光的分光特性。解：F-P干涉儀的分辨本領為光柵的分辨本領為故F-

14、P干涉儀的分辨本領高。4、平行的白光（波長范圍為390-700nm）垂直照射到平行的雙縫上，雙縫相距1mm，用一個焦距f=1m的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦在屏幕上。若在屏幕上距中央白色條紋3mm處開一個小孔，在該處檢查透過小孔的光，則將缺少哪些波長？解：暗條紋滿足的條件為代入m=4、5、6、7得l=666.67nm、545.45nm、461.54nm、400nm為缺少的波長。5、一塊每毫米500條縫的光柵，用鈉黃光正入射，觀察衍射光譜。鈉黃光包含兩條譜線，其波長分別為589.6nm和589.0nm。求在第二級光譜中這兩條譜線互相分離的角度。解：因為因此6、若菲涅耳波帶片的前10個奇數半波帶被遮住

15、，其余都開放，則求中心軸上相應衍射場點的光強與自由傳播時此處光強的比值。解：設自由傳播時軸上場點的振幅為E0，則遮住前10個奇數半波帶后該處的振幅為故經波帶片后衍射場中心強度與自由傳播時的強度比為7、一束汞綠光以600入射到KDP晶體表面，晶體的no=1.512，ne=1.470。設光軸與晶體表面平行，并垂直于入射面，求晶體中o光和e光的夾角。解：o光和e光的折射角分別為故它們的夾角為8、分析沃拉斯頓棱鏡中雙折射光線的傳播方向和振動方向。（設晶體為負單軸晶體）9、兩偏振片之間插入一半波片，其快軸（光軸）與P1透振方向成380角。設波長632nm的光垂直照射到P1，欲使透射光有最大光強，P2應如

16、何放置？若晶體的折射率no=1.52，ne=1.48，試計算此晶體的最小厚度。解：偏振片P1和P2的振動方向應夾760，因為半波片把入射光的振動方向旋轉2q 角。晶體的最小厚度為10、冕玻璃k9對譜線435.8nm和546.1nm的折射率分別為1.52626和1.51829，試確定柯西公式中常數a和b。并計算玻璃對波長486.1nm的折射率和色散率。解：從柯西公式可得聯立方程解之得當l=486.1nm時的折射率和色散率分別為三、光束以很小的入射角射到一塊平板上（如圖所示），試求相繼從平板反射的兩支光束1¢、2¢和透射的兩支光束1²、2²的相對強

17、度。設平板的折射率n=1.5。（10分）解：當光束以很小角度入射時，平板上表面的反射率為設入射光強為I，第1支反射光的強度為第2支反射光的強度為而兩支透射光束的強度分別為4、 一束平行白光垂直投射到置于空氣中的厚度均勻的折射率n=1.5的薄膜上，發(fā)現反射光譜中出現波長為400nm和600nm的兩條暗線，則求此薄膜的厚度。（10分）解：因為只有兩條暗線，因此波長對應的相消級次相差一級，又因為有半波損失，所以因此得五、一光柵寬為50mm，縫寬為0.001mm，不透光部分為0.002mm，用波長550nm的光垂直照明。試求：（1）光柵常數d；（2）能看到幾級條紋？有沒有缺級？（3）若以300角入射，則屏上呈現的實際級次為多少？（10分）解：（1）光柵常數d為（2）能看到條紋級次為所以，?？紤]到d/a