光學期末卷與答案

1、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）滿分18得分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R 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、邁克耳遜干涉儀的一條光路中，放入一折射率 n,厚度為 h 的透明介質(zhì)片，放入后，兩光束的光程差改變量為：（）A2（n-1）hB、2nhC、nhD、（n-1）h3、波長為人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： （）2波片后

2、，其出射光的偏振態(tài)為:B、右旋圓偏振光D、左旋圓偏振光1、在空氣中頻率為 5X1014Hz 的單色光進入某種透明介質(zhì)后波長變?yōu)?4000?,則此介質(zhì)的折射率為,光在介質(zhì)內(nèi)的頻率為。2、用邁克耳遜干涉儀測微小的位移，若入射光的波長入=5.893X10-5 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(shù)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 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

3、振化方向的夾角為 30,光弓雖度為I 的自然光垂直入射，則經(jīng)過第二個偏振片光強變?yōu)?。滿分口 4 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。A4B、4nC、2D、2n4、.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，具原因為：（）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2、作出方解石晶體內(nèi)。光和 e 光的波面和傳播方向下載可編輯題號一二三四總分滿分閱

4、卷人復核人6、左旋圓偏振光垂直通過A 右旋橢圓偏振光G 左旋橢圓偏振光滿分30得分、填空題（每題 3 分，共 18 分）課程名稱：光學任課教師:史淑惠考試時間：120 分鐘考試性質(zhì)（學生填寫）：正?？荚嚕ǎ┚徔佳a考（）重修（）提前修讀（）、選擇題（每小題 3 分，共 18 分）1 r1r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(jīng)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。3、 波長為0.6pm的一束平行光垂直照射在寬度為20仙m的單縫上， 透鏡焦距為2

5、0cm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 8 小成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 600角的偏振片，透射光強為原光強的多少？2、在楊氏雙縫干涉實驗中，（1）波長為 632.8nm 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。下載可編輯滿分50得分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

6、射光的頻率G 金屬的逸出功 D、入射光的顏色一、選擇題（每小題 3 分，共 18 分）滿分 18_得分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：（）A4.5mmB4.1mmC3.1mmD0.9mm2、將折射率為 m=1.5 的有機玻璃浸沒在油中，而油的折射率為 02=1.10,則臨界角 ic為：（）Asin-1（1.10/1.50）B、1.10/1.50C、1.50/1.10D、cos-1（1.10/1.50）3、一菲涅耳波帶片包含 16 個半波帶，外半徑 p16=32mm 中央的第一個半波帶的半徑P

7、1等于：（）A16mmB、8mmC、4mmD、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 3、真空中光速為 c,介質(zhì)中光速為 v,介質(zhì)的折射率為,在介質(zhì)中通過距離 l 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

8、為起偏器和檢偏器，它們的透振方向之間的夾角為 300今以強度為 I。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 a+b=3a=8.0乂10-6m,當用人=7.0乂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(shù)為。滿分|14三、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0pF012、作出方解石晶體內(nèi) o 光和 e 光的波面和傳播方向題號一二三四總分滿分閱卷人復核人課程名稱：光學任課教師:史淑惠考試時間：120 分鐘考試性質(zhì)（學生填寫）：正常考試（）緩考補考（）重修（）提前修讀（）滿分1

9、8得分、填空題（每小題3 分，共 18 分）1、一平凸透鏡放在一平晶上，以波長入=5.893X10-7m 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(shù)起第k亮環(huán)的弦長為Lk=3103m,第k+5亮光環(huán)弦長Lk5=4.6103m,則平凸透鏡的球面半徑 R 二 m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）下載可編輯3、已知平面透射光柵狹縫的寬度b1.582103mm,若以波長6328nm的 He-Ne 激光垂直入射在此光柵上，發(fā)現(xiàn)第四級缺級，會聚透鏡白焦距為 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

10、現(xiàn)的全部亮條紋數(shù)。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，放在離凹或面鏡前 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(zhì)。4、波長入=5.893nm 的一束左旋圓偏振光垂直入射到 5.141x10-14cm 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=1.486412、 在牛頓環(huán)實驗中， 透鏡的曲率半徑為 50m 而透鏡白直徑為 20cm,使用的光波波長為 589nm 問：(1)在空氣中可以產(chǎn)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

11、)時， 可以產(chǎn)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)下載可編輯滿分50得分邯鄲學院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(A)1.51.01.51.0Si1.5R9R答案及評分標準ns1n1sl1.09R1.51.5R對于第二折射球面,S2S19R2R11R課程名稱：光學任課教師：史淑惠時間：120分、選擇題(每選 3 分，共 18 分)1、D2、A3、B4、B5、D6、B、填空題(每小題 3 分，共 18 分)1、1.55x1014Hz2、6,0341043、320S2分)1.511R11.5S211R4（5111.5R41.011R山山

12、八八3,4、o 光 e 光 5、4506、I8三、作圖題(每小題 7 分，共計 14 分)總的橫向放大率形成倒立的放大的實像。2、解：2x10m,（7 分）(1)根據(jù)題中給的已知條件，入=632.8X10-9m,d=0.022X10-2m,代入公式(4-14)（5分）r0=180四、計算題（15+15+10+10 分，共 50 分）1、解：已知 n=1.0,n；=1.5,n2=1.0,r1=Rr2=-R03、解：(1)_21801092632.8100.52cm0.022102已知 d=0.45cm,r0=120cm,Ay=0.015cm，根據(jù)公式（4-14）0.451200.015562.5

13、nm(黃光)（8分）(1)物在無限遠時，對第一折射面，S1=1.51.01.51.0S1R即 S13R同樣， 對第二折射球面 S2=s1-2R=R 有工1511.5R電RR即S22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，有下載可編輯斑的半入=0.6mmb=20mmf=20cm根據(jù)公式可知零級夫瑯和費衍射屋角寬度屏上中央零級條紋的線寬度根據(jù)公式得l2f_22222201020.031.2102m(5分)(2)若縫寬縮小，則條紋向外擴展，條紋寬度變大，根據(jù)(5-19)式其中 b=8iim3Sin3b

14、Sin入=0.6Nm30.6l；200,22584.5cm0.225rad分）4、解：設自然光光強為|0,自然光通過第一個偏振片后光強為 L 則（5 分）Ii1I02由題意，第一偏振片出射的光是平面偏振光，振動方向與 Pi相同。并與 P2夾角為 60,根據(jù)馬呂斯定律：通過第二個偏振片的光強心為（5 分）I2I1cos1.2”10cos602力。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）12srs210.200.0510.10s0.10m根據(jù)

15、符號法則判定，像在 O 點右側距 O 點（5 分）ys0.10.2ys0.05像是正立的放大的虛像，像的大小 y得0.10m 處，橫向放大率0.0120.024m答案及評分標準（5 分）2、解：根據(jù)牛頓環(huán)亮環(huán)半徑公式得課程名稱：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、D2、A3、B4、D5、D6、C二、填空題（每小題 3 分，共計 18 分）.一一3,一CC.1、1.03m2、一h3、一一l4VV4、遠場衍射（夫瑯禾費衍射）近場衍射（菲涅爾衍射）5、3I。6、803三、作圖題（每小題 7 分，共計 14 分）（7 分）亮紋的最大級次為 33 級,（2）裝

16、置放在水中nr21j-R2下載可編輯有 34 個完整的亮紋1.3312725891075101亮紋的最大級次為 44 級，出現(xiàn)（8分）58910744.71233.5510245 條完整的亮環(huán)。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(shù) d=a+b,當 d=4b時，級數(shù)為土 4,8,12,的譜線都消失，即缺級，故光柵常數(shù) d 為：d=4b=6.328x10-3mm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：2sin1,sin2dd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：xiftgi,X2ftg2當。很小時，則，2Xif-,X2fddEx=AocostE/=Aosin（t+3 兀）=-Aosint它表示的是右旋圓偏振光。由此可見，半波片使左旋圓偏振光轉變成右旋圓偏振光了。（5 分）（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dsinj可得代入 sin0=1 可得dsin