光學試卷3、4+答案

1、光學期末考試試卷（3）一、填空（共20分，每空2分）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)?00nm,則此介質(zhì)的折射率為，光在介質(zhì)內(nèi)的傳播速度為。2、設計一架5倍的望遠鏡，已有一塊焦距為50cm的凸透鏡作為物鏡，當制成開普勒型望遠鏡時目鏡的焦距為cm，鏡筒長為cm。3、凹球面鏡的曲率半徑r=24厘米，它的焦距f=厘米，若有一小物體放在曲率中心處，其像成在。4、當用曲率半徑不等的一雙凸薄透鏡在空氣中對一實物成像。若先后使透鏡兩面向物（物距不變），兩次成像大小，位置（變或不變）。5、尼科耳棱鏡是產(chǎn)生一束光振動方向位于主截面的光的器件。6、對于一定的金屬,入射光有一極

2、限頻率u,當入射光頻率_（低或高）于這個頻率時，不論光強度多大，照射時間多長，都沒有光電子產(chǎn)生。二、選擇題（每題3分）1、由凸面鏡構成的像相對于物通常是（）A、倒立虛象B、倒立實象C、縮小的正立虛象D、放大的虛象2、顯微鏡由焦距為30mm的物鏡和焦距為5mm的目鏡構成，鏡筒的有效長度為0.2m，則該顯微鏡的放大本領為（）A、333B、286C、185D、1203、對應于口/2位相差的光程差是（）A、入B、入/2C、入/4D、2入4、在弗朗和費單縫衍射中，如果使縫寬b增大，則中央明紋的寬度將（）A.變窄B.變寬C.不變D.和縫寬相等5、波長為入的單色光垂直投射于縫寬為b，總縫數(shù)為N，光柵常數(shù)為d

3、的光柵上，其光柵方程為（）A、bsin0二kKB、Q-b）sin9=k九C、dsin0=j九D、Ndsin0=j九6、以平行單色光從上向下投射于牛頓環(huán)裝置，并從上向下觀察，觀察到有許多明暗相間的同心圓環(huán)，這些圓環(huán)的特點為（）A、接觸點是明的，明暗條紋是等距離的同心圓環(huán)B、接觸點是明的，明暗條紋是不等距離的同心圓環(huán)C、接觸點是暗的，明暗條紋是等距離的同心圓環(huán)D、接觸點是暗的，明暗條紋是不等距離的同心圓環(huán)7、楊氏實驗裝置中，兩狹縫的間距為0.10cm，在80.0cm遠的屏幕上出現(xiàn)亮紋的間距為0.048cm，則照亮狹縫的光波波長應為（）A、400nmB、500nmC、600nmD、700nm8、有兩

4、列頻率相同的光波在空間相遇疊加后，若產(chǎn)生干涉，應具備的條件是（）。A、兩光波的光矢量在相遇點有固定的位相差B、兩光波的光矢量在相遇點振動方向相同C、兩光波光矢量在相遇點有固定的位相差，且沿同一方向振動D、兩光波有相同的傳播方向9、一束自然光射向空氣與玻璃的交界面（空氣折射率1）,若入射角為60時，反射光為線偏振光，則此玻璃的折射率為（）。A、B、C、13D、訂322310、某光束通過四分之一波晶片后，一定能變?yōu)槠矫嫫窆?，這束光是（）。A、平面偏振光B、圓偏振光C、橢圓偏振光D、部分偏振光11、愛因斯坦的光電效應方程為hv=mu2+W，該方程是根據(jù)哪一個假設導出2的？（）A、光的波動性hB、電

5、子的波長為九=，式中P為電子的動量PC、當電子在兩軌道之間躍遷時，發(fā)射光D、電子吸收能量為E二hv的光子12、在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n、厚度為d的透明介質(zhì)片。放入后，兩光束的光程差改變量為（）A、2（n-1）dB、2ndC、ndD、（n-1）d三、作圖題（每題4分）1、已知薄透鏡的兩個焦點F與F，及物P的位置，求像的位置H2、已知凹面鏡的焦點F以及物AB的位置，求像的位置與大小。、已知一薄透鏡系統(tǒng)中S，是S的像，求薄透鏡的位置和兩個焦點，該薄透鏡是發(fā)散透鏡還是會聚透鏡？S*四、計算題1、（10分）有一光闌孔徑為2.5cm，位于透鏡前1.5cm，透鏡焦距為3cm，孔徑4cm

6、，物位于光闌前6cm處，試求：（1）、光闌和透鏡哪一個是有效光闌；（2）、入射光瞳和出射光瞳的位置和大小；（3）、像的位置。2、（10分）線偏振光垂直入射到一塊光軸平行于表面的方解石晶片上，光的振動面和主截面成30。角，（1）試問透射出來的兩束線偏振光的相對強度Io/Ie=？（2）用鈉光時，如要產(chǎn)生90。的位相差，晶片的最小厚度應為多少？（入=589nm，no=1-658，ne=1-486）3、（12分）以白光正入射在一光柵上，將在衍射角為30o方向上觀察到600nm的第二級譜線，若能在該處分辨矗二.005nm的兩條光譜線。試求：（1）、光柵常數(shù)d；（2）、光柵的縫數(shù)；（3）、用這塊光柵總共能

7、看到600nm的幾條譜線？（第三級譜線缺級）第3頁（共頁）光學期末考試試卷（4）一、填空（共20分，每空2分）1、顯微鏡物鏡的橫向放大率為45倍，目鏡的放大率為10倍，則顯微鏡的放大倍數(shù)倍，顯微鏡目鏡焦距為。2、當自然光以57。的布儒斯特角入射到玻璃板上時，反射光為光，折射光為光，此時入射角與折射角之和為。3、波的現(xiàn)象是橫波區(qū)別于縱波的一個主要特征。4、在光電效應實驗中，飽和光電流值與入射光成正比。5、在觀察邁克爾遜干涉儀的干涉條紋（同心圓環(huán)）時，當增加等效空氣膜的厚度,條紋將向_（內(nèi)或外）移動,當?shù)刃Э諝饽さ暮穸茸兓疉d=0.322mm時,中心處圓環(huán)變化（吞入或涌出）1024個，則入射波長為

8、。6、將兩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300，令以強度為I0的自然光正入射起偏器，則透過檢偏器的光強為二、選擇題（共36分，每題3分）1、浸沒在油（n=1.10）中的有機玻璃（n=1.50）的臨界角是（）。A、i二sin心)c1.50B、1.10I二c1.50C、i=tg一1(空c1.10D、i=tg1(150)c1.502、往某箱注水（折射率=1.33）到16cm深，并將一硬幣放到箱底，此硬幣到水面的視距（像的深度）為（）A、8cmB、12cmC、16cmD、21cm3、兩相干光的強度均為I,干涉產(chǎn)生的最大光強為（）A、IB、2IC、3ID、4I4、將波長為入的平行單

9、色光垂直投射于一寬度為b的狹縫，若對應于衍射圖樣的第一最小位置的衍射角e=30o，試問縫寬b的大小等于（）A、入/2B、入C、2入D、3入5、人眼觀察遠處物體時，剛好能被眼睛分辨的兩物點對瞳孔中心的張角，稱為人眼的最小分辨角。若瞳孔直徑為D，光在空氣中的波長為入，n為人眼玻璃狀液的折射率，則人眼的最小分辨角為（）A、1.22B、C、1.22丄D、0.61DDnDD6、圓偏振光通過四分之一波晶片后，出射光為（）。A、平面偏振光B、圓偏振光C、橢圓偏振光D、部分偏振光7、楊氏實驗裝置中，光源的波長為600nm，兩狹縫的間距為2mm，試問在離縫300cm的一光屏上觀察到干涉圖樣的明條紋的間距為（）m

10、m。A、4.5B、0.9C、3.1D、4.18、下述說法不正確的是（）。A、雙折射晶體的光軸是晶體內(nèi)部的特定方向，并不限定某一條直線，光沿著這些特性方向傳播時，不發(fā)生雙折射B、雙折射晶體光軸是一條特性直線C、沿著光軸的方向，o光和e光的傳播速度相同D、在雙折射現(xiàn)象中，遵守折射定律的那條折射光叫做尋常光線9、在楊氏實驗中，如果兩狹縫的間距加倍，則干涉圖樣中相鄰明條紋的間距（）A、加倍B、為原來的四倍C、為原來的二分之一D、為原來的四分之一10、在天文觀測中，為分清遠處靠得很近的星體，對望遠鏡的改進措施是（）A.提高放大本領B.使用直徑更大的物鏡C.使用焦距更大的物鏡D.使用焦距更小的物鏡11、如

11、圖所示，以波長400760nm的白光照射光柵，在它的衍射光譜中，第二級和第三級發(fā)生重迭，試問第二級光譜被重迭部分的光譜范圍為（）nm？A、506.7760B、400506.7C、600760D、400600紅尸一紅紫紫紅紫紫紅紫紫紅尸紅J=-2j=-l0j=lj=212、假定S是單色光的點光源，P是屏幕上的給定點，那么此圖可能是（）A、菲捏耳衍射的實例B、干涉的實例C、偏振的實例D、夫瑯禾費衍射實例三、作圖題（每題4分）2、已知薄透鏡的兩個焦點F與F，及物P的位置，求像的位置A3、畫出開普勒天文望遠鏡觀察極遠處物體的光路圖。四、計算題1、（10分）一架開普勒望遠鏡，物鏡和目鏡之間距離為20cm

12、，若該望遠鏡的放大本領為4，試求物鏡和目鏡的焦距各是多少？2、（12分）波長為600nm的平行單色光垂直入射到光柵上，觀察到第二級明紋出現(xiàn)在sin。2=0.2處，第四級缺級。求：、光柵常數(shù)，、光柵縫寬，、最多能看到幾級光譜。3、（10分）兩塊磨光了的玻璃片之間一邊放一張厚紙，另一邊相互壓緊，玻璃片L長10cm，用入=500nm的單色光垂直照射，測得干涉條紋間距為0.5mm，求紙片的厚度。第10頁（共頁）光學期末考試試卷（3）參考答案一、填空（共20分，每空2分）1、1.5；2X108米/秒2、10cm,60cm3、f=12cm；曲率中心4、不變；不變5、線偏振光6、低于二、選擇題（每題3分）8

13、、C1、C；2、A；3、C;4、A;5、C；6、D；7、C;9、C;10、B;11、D;12、A;三、作圖題（每題4分）3、四、計算題1、（10分）解:（1）因光闌前面沒有透鏡，故直接比較光闌與透鏡對物點的張角2.5/22（3分）u=arctg6=arctg0.208u厶=arctg75=arctg0.267TuUl光闌AB即為有效光闌光闌AB為入射光瞳，位于透鏡前1.5厘米處，孔徑為2.5厘米。出射光瞳是有效光闌AB通過透鏡所成的象：已知s=-1.5cmf3cm代入1-1=1ssfsf(-1.5)x3c=-3cms+fA1.5丿+3=y=s=-3-1.5=2（2分）得y=0y=2x2.5=5

14、cm（2分）即出射光瞳在透鏡前3厘米處，孔徑為5厘米。象位置的計算：已知s=-7.5cmf=3cm代入（1分）sf(-7.5)x3：=5cms+f(-7.5)+3（2分）2、（10分）解：（1）、線偏振光在晶體內(nèi)分為o光和e光,兩光的振幅為A=Asin3OoOA=Acos30oe（2分）sin300Y、cos300丿=tg23Oo=i（3分）（2）、晶片產(chǎn)生的相位差為A=學6-n=（2分），要產(chǎn)生90o的相位差，貝V晶九oe2片為四分之一波片，其最小厚度為了九5.98x10-5l二二二8.56x10-5cm（3分）4&-n丿4x（1.658-1.486丿oe3、（12分）解：由光柵方程可知ds

15、in0=j九:光柵常數(shù)d認-2X600X1一9二2.4x10-6m（4分）由分辨本領sin02九PPjN0.56002x0.0056X104第10頁（共頁）由光柵方程dsin0=j九dsin0d2400/=一=+=4九九600考慮到缺級，故在光屏能看到0取j=3（3分）+1,+2級光譜線，共5條。光學期末考試試卷（4）參考答案第15頁（共頁）一、填空（共20分，每空2分）1、-450倍；2.5cm2、線偏振光；部分偏振光；903、偏振4、強度5、向外移動；波長為628.9nm6、I=0.375I0=3I0/8二、選擇題（每題3分）1、A；2、B；3、D;4、C；5、A；6、A；7、B;8、B;9、C；10、B；11、C；12、D；三、作圖題（每題4分）四、計算題1、（10分）解：開普勒望遠鏡是用兩個會聚透鏡來做的，且物鏡的像方焦點和目鏡的物方焦點相重合。故由已知條件可得rf+f=L=20cm（3分）M=12（3分）f=16cm2、（12分）解:即f2=4cm（4分）由光柵方程可知