光學期末卷與答案

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上邯鄲學院2009-2010學年第一學期 2008級物理學、應用物理學專業(yè)本科期末考試試卷(A)課程名稱： 光學 任課教師：史淑惠 考試時間： 120 分鐘考試性質（學生填寫“”）：正常考試（）緩考補考（）重修（）提前修讀（）題 號一二三四總分滿 分閱卷人復核人滿分18得分一、選擇題（每小題3分，共18分）1、一光束通過衍射光柵構成夫瑯和費衍射，當光柵在光柵所在平面上沿刻線的垂直方向上作微小移動，則衍射圖樣： （ ）A、作與光柵移動方向相同方向的移動 B、作與光柵移動方向相反方向的移動C、中心不變，衍射圖樣變化 D、沒有變化2、邁克耳遜干涉儀

2、的一條光路中，放入一折射率n，厚度為h的透明介質片，放入后，兩光束的光程差改變量為： （ ）A、2（n-1）h B、2nh C、nh D、（n-1）h3、波長為的單色光從空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，要使反射光線得到增加，薄膜的厚度應為： （ ）A、 B、 C、 D、4、屏上得到單縫夫瑯和費衍射圖樣，當入射光波長變大時，中央最大值的寬度： （ ）A、變小 B、變大 C、不變5、晴朗的天空所以呈淺蘭色，清晨日出或傍晚日落的晨曦和晚霞呈現(xiàn)紅色，其原因為： （ ）A、太陽光被大氣所吸收 B、太陽光被大氣所色散C、太陽光被大氣所偏振 D、太陽光被大氣所散射6、左旋圓偏振光垂直通過 波片后，其出

3、射光的偏振態(tài)為： （ ）A、右旋橢圓偏振光 B、右旋圓偏振光C、左旋橢圓偏振光 D、左旋圓偏振光滿分30得分二、填空題（每題3分，共18分）1、在空氣中頻率為5×1014Hz的單色光進入某種透明介質后波長變?yōu)?4000，則此介質的折射率為 ，光在介質內的頻率為 。2、用邁克耳遜干涉儀測微小的位移，若入射光的波長=5.893×10-7m，當動臂反射鏡移動時，干涉條紋移動了2048條，反射鏡移動的距離d = m 。3、設某遠視眼的近點為1.25m，他應戴的凸透鏡的度數是 。4、在單軸晶體中光矢量振動方向垂直于主截面的光稱 ，平行于主截面的光稱 。5、顯微鏡物鏡的橫向放大率為45

4、倍，目鏡的視角放大率（即放大本領）為10倍，則顯微鏡的放大本領為 倍。6、有兩個偏振片平行共軸放置，偏振化方向的夾角為30°，光強度為I的自然光垂直入射，則經過第二個偏振片光強變?yōu)?。滿分14得分三、作圖題（每小題7分，共14分）1、已知空氣中薄透鏡的焦點，作出物點P的象。2、作出方解石晶體內o光和e光的波面和傳播方向。 滿分50 得分四、計算題（1、2每小題15分，3、4每小題10分，共50分）1、有一玻璃球，折射率1.5，半徑為R，置于空氣之中。問(1)物在無限遠時經過球成像于何處?(2)物體在球前1.5R處，求像的位置及橫向放大率。2、在楊氏雙縫干涉實驗中，(1)波長為632.

5、8nm的激光射在縫的間距為0.022cm的雙縫上。求距縫180cm處的光屏上所形成的相鄰兩個干涉條紋的間距；(2)若縫的間距為0.45cm，距縫120cm的光屏上所形成的相鄰兩個干涉條紋的間距為0.015cm，求光源的波長并說明是什么顏色的光。3、波長為0.6m的一束平行光垂直照射在寬度為20m的單縫上，透鏡焦距為20cm，求(1)零級夫瑯和費衍射斑的半角寬度和線寬；(2)若縫寬縮小到8m，問第三級極小到中央的距離。4、使自然光通過兩個透光方向成60°角的偏振片，透射光強為原光強的多少?邯鄲學院2009-2010學年第一學期 2008級物理學、應用物理學專業(yè)本科期末考試試卷（B）課程

6、名稱： 光學 任課教師：史淑惠 考試時間： 120 分鐘考試性質（學生填寫“”）：正常考試（）緩考補考（）重修（）提前修讀（）題 號一二三四總分滿 分閱卷人復核人滿分18得分一、選擇題（每小題3分，共18分）1、楊式雙縫實驗裝置中，光源的波長為6000。兩狹縫的間距為2mm。在離縫300cm的一光屏上，觀察到干涉圖樣的明條紋的間距為： （ ）A 4.5mm B 4.1mm C 3.1mm D 0.9mm2、將折射率為n1=1.5的有機玻璃浸沒在油中，而油的折射率為n2=1.10，則臨界角i c為： （ ）A、sin-1（1.10/1.50） B、1.10/1.50C

7、、1.50/1.10 D、cos-1（1.10/1.50）3、一菲涅耳波帶片包含16個半波帶，外半徑16=32mm，中央的第一個半波帶的半徑1等于： （ ）A、16mm B、8mm C、4mm D、2mm4、含有蘭、綠、黃、紅顏色的一束光照射到一衍射光柵上，偏離中心象最遠的光是： （ ）A、蘭 B、綠 C、黃 D、紅5、自然光通過尼科耳棱鏡后，出射光為： （ ）A、圓偏振光 B、部分偏振片C、振動面垂直于棱鏡主平面的線偏振光D、振動面平行于棱鏡主平面的完全偏振光6、光電效應中的紅限依賴于： （ ）A、入射光的強度 B、入射光的頻率C、金屬的逸出功 D、入射光的顏色滿分18得分二、填空題（每小題

8、3分，共18分）1、一平凸透鏡放在一平晶上，以波長=5.893×10-7m的單色光垂直照射其上，測量該裝置的牛頓環(huán)，測得從中央數起第亮環(huán)的弦長為=m，第+5亮光環(huán)弦長=m，則平凸透鏡的球面半徑R = m。2、深度為h的水(n=4/3)杯底有一點物，人站在上面垂直向下看到點物的深度是 。3、真空中光速為c，介質中光速為v，介質的折射率為 ，在介質中通過距離的光程是 。4、按光源和光源到障礙物的距離的不同將衍射分為兩類，如果光源和光屏距障礙物都很遠，這種平行光的衍射稱為 衍射，如果光源和光屏距障礙物為有限，稱為 衍射。5、將兩個偏振片布置為起偏器和檢偏器，它們的透振方向之間的夾角為 30

9、°，今以強度為I0的自然光正入射起偏器，則透過檢偏器的光強為 。6、在光柵衍射中，若+b =3=8.0×10-6m,當用=7.0×10-7m的紅光垂直照射時，單縫衍射中央亮紋區(qū)出現(xiàn)的衍射明紋數為 。 滿分14得分三、作圖題（每小題7分，共14分）1、已知空氣中薄透鏡的焦點，作出物點P的象。2、作出方解石晶體內o光和e光的波面和傳播方向。滿分50得分四、計算題（1、4每小題10分，2、3每小題15分，共50分）1、一個1.2cm高的物體，放在離凹球面鏡前0.05m處，凹球面鏡的曲率半徑為0.20m，試確定像的位置和性質。2、在牛頓環(huán)實驗中，透鏡的曲率半徑為50m，而

10、透鏡的直徑為20cm，使用的光波波長為589nm。問：(1) 在空氣中可以產生多少個環(huán)形干涉條紋?(2) 把透鏡與玻璃板之間充以水(n=1.33)時，可以產生多少個環(huán)形干涉條紋?(設透鏡凸面與平板玻璃為良好接觸)3、已知平面透射光柵狹縫的寬度，若以波長的He-Ne激光垂直入射在此光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡的焦距為1.5m，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。 4、波長=5.893nm的一束左旋圓偏振光垂直入射到5.141×10-14cm厚的方解石波晶片上，試問透射光束具有什么樣的偏振態(tài)。已知no =1.65836，ne =1

11、.48641。邯鄲學院2009-2010學年第一學期 2008級物理學、應用物理學專業(yè)本科期末考試（A）答案及評分標準課程名稱：光學 任課教師：史淑惠 時間：120分一、 選擇題（每選3分，共18分）1、D 2、A 3、B 4、B 5、D 6、B二、填空題（每小題3分，共18分）1、1.5 5×1014Hz 2、 3、 320 4、o光 e光 5、450 6、 三、作圖題（每小題7分，共計14分）四、計算題（15151010分,共50分）1、 解：已知n1=1.0，=1.5，=1.0，r1=R，r2=-R。(1) 物在無限遠時，對第一折射面，s1= 即 同樣，對第二折射球面s2=s1

12、-2R=R，有 即 （5分）無限遠處的物體將成像于球外離第二折射表面0.5R處，此即球的第二焦點。(2)物在球前1.5R處，s1=-1.5R，由第一折射球面，有 即 對于第二折射球面，, （5分） 總的橫向放大率形成倒立的放大的實像。 （5分）2、 解：(1)根據題中給的已知條件，=632.8×10-9m，d=0.022×10-2m，r0=180×10-2m，代入公式(4-14) （7分） (2)已知d=0.45cm,r0=120cm,y=0.015cm，根據公式(4-14)推(黃光) （8分）3、解：(1)=0.6m b=20m f=20cm根據公式可知零級夫瑯

13、和費衍射斑的半角寬度屏上中央零級條紋的線寬度根據公式得 （5分） (2)若縫寬縮小，則條紋向外擴展，條紋寬度變大，根據(5-19)式 其中b=8m =0.6m j=3 （5分）4、解：設自然光光強為，自然光通過第一個偏振片后光強為則 （5分） 由題意，第一偏振片出射的光是平面偏振光，振動方向與P1相同。并與P2夾角為60°，根據馬呂斯定律：通過第二個偏振片的光強為 （5分） 邯鄲學院2009-2010學年第一學期 2008級物理學、應用物理學專業(yè)本科期末考試（B）答案及評分標準課程名稱：光學 任課教師：史淑惠 時間：120分一、 選擇題（每選3分，共計18分）1、D 2、A 3、B

14、4、D 5、D 6、C二、填空題（每小題3分，共計18分）1、1.03m 2、 3、 4、遠場衍射（夫瑯禾費衍射） 近場衍射（菲涅爾衍射） 5、 6、3三、作圖題（每小題7分，共計14分）四、計算題（共計50分）1、解：光線自左向右進行，如圖1-19所示， s= -0.05m, r=-0.20m 根據符號法則判定，像在O點右側距O點0.10m處，橫向放大率 （5分） 像是正立的放大的虛像，像的大小y得 （5分）2、解：根據牛頓環(huán)亮環(huán)半徑公式得j=0，1，2，3(1) （7分）亮紋的最大級次為33級，有34個完整的亮紋。(2)裝置放在水中 亮紋的最大級次為44級，出現(xiàn)45條完整的亮環(huán)。 （8分）3、解：(1)設透射光柵中相鄰兩縫間不透明部分的寬度均等于a，光柵常數d=a+b，當d=4b時，級數為±4，±8，±12，的譜線都消失，即缺級，故光柵常數d為： d=4b=6.328×10-3mm由光柵方程可知第一級亮條紋與第二級亮條紋距中央亮條紋的角距離(即衍射角)分別為： 若會聚透鏡的焦距為f，則第一級亮條紋與第二級亮條紋距中央亮條紋的線距離分別為：當很小時，則， （5分）在屏幕上第一級與第二級亮條紋的間距近似為 =150mm=15cm （5分）(2)由光柵方程可得代入sin=1可得代入 得考慮到缺級j=±4，±8，則屏幕上顯