光學(xué)考試題匯總1

1、、填空題（40分，每小題4分） 光的相干條件為頻率相同、振動(dòng)方向相同和 相位差恒定 。在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，雙孔距離為0.45mm，孔與接受屏幕的距離為1.2m，測(cè)得屏幕上10個(gè)紋之間的距離為1.5cm，則對(duì)應(yīng)的光源的波長(zhǎng)為6250 A分振幅法3分解波列的方法有：（1） 分波前法 （2）分振幅法其常見(jiàn)實(shí)例有（每種類(lèi)舉例2個(gè)）：分波前法：楊氏干涉和洛埃鏡干涉分振幅法：薄膜干涉和邁克耳孫干涉4.把直徑為D的細(xì)絲夾在兩塊平玻璃磚的一邊形成尖劈形空氣層（如 圖），在鈉黃光（入=0.5893Mm）的垂直照射下形成如圖上方所示的干 涉條紋，則D=2.36Mm5在邁克耳孫干涉儀中，反射鏡移動(dòng)了 0.33mm，測(cè)

2、得條紋變動(dòng)了 192 次，則此光波的波長(zhǎng)為 3.438卩m 6在邁克耳孫干涉中，當(dāng)M與M 靠得較近且平行時(shí)，其干涉條紋1 2的形狀為，當(dāng)M逐漸向M 靠近時(shí)，條紋1 2將變得越來(lái)越疏（填疏或密）；當(dāng)M與M 靠得較近，并存在小夾角時(shí)，其干1 2涉條紋的形狀為等間隔的平行線。測(cè)的牛頓環(huán)從中間數(shù)第五環(huán)和第十五環(huán)的半徑分別為0.7mm和1.7mm，則透鏡的曲率半徑為 （設(shè)光波波長(zhǎng)為0.63卩m ）。&光的衍射可分為菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射兩大類(lèi)。9在多縫夫瑯和費(fèi)衍射中，單縫衍射因子的作用是：影響強(qiáng)度在各主級(jí)強(qiáng)之間的分酉_。光柵性能的主要標(biāo)志有，它們分別與光柵常數(shù)d、縫數(shù)N和衍射光譜的級(jí)數(shù)j的關(guān)系為色散本

3、領(lǐng)與光柵常數(shù)d成反比，與衍射光譜的級(jí)數(shù)j成正比，與縫數(shù)無(wú)關(guān)；色分辨本領(lǐng)與衍射光譜級(jí)數(shù)上和縫數(shù)巴_ 成正比：與光柵常數(shù)d無(wú)關(guān)。設(shè)三角棱鏡的頂角為60,折射率為叩2，則最小偏向角為30 ,此時(shí)入射角為 45_。凹面反射鏡的半徑為40 cm，其焦距為20cm，物距為 30cm 成放大兩倍的實(shí)像。 TOC o 1-5 h z 望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與望遠(yuǎn)鏡的直徑有關(guān)，物鏡 直徑越大，分辨本領(lǐng)越高。（3分）顯微鏡由焦距較短的物鏡和焦距較長(zhǎng)的目鏡相隔一段距離組合而成。若空氣中一球形透明體能將平行光會(huì)聚于其背面的頂點(diǎn)上，則此透明體的折射率2 ;一眼鏡的度數(shù)為200，則其光焦度為2D 、焦距為0.5一列光波從空氣（

4、折射率為1.00）射入玻璃（折射率為1.50）,其布儒斯特角大小約為57；正入射時(shí)，其光強(qiáng)反射率 4，光強(qiáng)透射率為96。17某透明介質(zhì)對(duì)空氣的臨界角等于45，那么光從空氣射向介質(zhì)時(shí)的布儒斯特角等于54 44已知日地距離約為1.5 X108km，要求分辨太陽(yáng)表面相距20km的兩點(diǎn)，望遠(yuǎn)鏡的口徑至少要5.0 m。（太陽(yáng)發(fā)出的光波的平均波長(zhǎng)為550nm）。一束光強(qiáng)為I。的自然光，通過(guò)兩個(gè)主截面夾角為30。尼科爾棱鏡，則出射光的強(qiáng)度為 31/8。束光強(qiáng)為I。的自然光，通過(guò)兩個(gè)主截面夾角為60。尼科爾棱鏡，則出射光的強(qiáng)度為1/8。一束橢圓垂直入射一個(gè)偏振片后，其出射光為 線偏振光，而后再垂直入射經(jīng)過(guò)一個(gè)

5、入/4片，其出射光一般為橢圓偏振光。在康普頓效應(yīng)中，設(shè)入射線的波長(zhǎng)為入，沿不同方向的散射線中，除原波長(zhǎng)外都出現(xiàn)了0波長(zhǎng)入大于(大于或小于)入的譜線，波長(zhǎng)差入隨散射角e的增加而 增加 ，波長(zhǎng) 為入的譜線強(qiáng)度隨e的增加而減小?？灯疹D效應(yīng)不僅證實(shí)了光的量子性，還說(shuō)明了微觀粒子也服從一能量和 動(dòng)量守恒定律。相速是指波面(等相位面)傳播的速度 ,群速是指波包中心傳播的速度光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，遏止電壓與入射光頻率成線性關(guān)系，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。產(chǎn)生激光的兩個(gè)必要條件是工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和光學(xué)諧振腔。 激光光束的主要特性有： 能量在空間高度集中，時(shí)間相干性高，光束具有空間 相干性把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率

6、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，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是(A )(A) D入(A) D入/ (nd)nD入/d(C) d入/ (nD)(D) D入 / (2nd)如果某一波帶片對(duì)考察點(diǎn)露出前5個(gè)奇數(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)分別是不用光闌時(shí)的多少倍？(C)A. 5、10B.10、50 C.10、100 D.50、1007在菲涅耳圓屏衍射的幾何陰影中心處(B )永遠(yuǎn)是個(gè)亮點(diǎn)，其強(qiáng)度只與入射光強(qiáng)有關(guān)永遠(yuǎn)是個(gè)亮點(diǎn)，其強(qiáng)度隨著圓屏的大小而變有時(shí)是亮點(diǎn)，有時(shí)是暗點(diǎn)以上說(shuō)法都不對(duì)。將波長(zhǎng)為入的單色平行光垂直入射

7、于一個(gè)寬度為b的狹縫。若對(duì)應(yīng)于夫朗和費(fèi)單縫衍射的第一最小位置的衍射角e為n/6，則縫寬b的大小為(C )(A)入 /2；(B)入； (C)2 入； (D)1.43 入.一束白光垂直照射在一光柵上在形成的同一級(jí)光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是(D )(A)綠光 (B)紫光 (C)黃光 (D)紅光.n = 1的空氣對(duì)于n = 1.5的玻璃而言，其臨界角i約為(B) TOC o 1-5 h z 21cA.40 B. 42C.55D.56ii將折射率為n的薄透鏡置于折射率為n On )的介質(zhì)中，貝9( B )A.凸透鏡會(huì)聚、凹透鏡發(fā)散B.凸透鏡發(fā)散、凹透鏡會(huì)聚C.凸透鏡發(fā)散、凹透鏡發(fā)散D.凸透鏡會(huì)聚、

8、凹透鏡會(huì)聚由折射率為n = 1.65的玻璃制成的薄凸透鏡，前后兩球面的曲率半徑均為40cm，其像方焦距約等于多少cm ?(D )A. 20B. 21C. 25D. 31束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光光強(qiáng)為零；是部分偏振光。是完全偏振光，且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面；是完全偏振光，且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面;在真空中的自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，下列敘述中，不正確的說(shuō)法是:(D )(A)反射光線與折射光線互相垂直；(B)反射光為平面偏振光；(C)折射光為部分偏振光；(D)反射光的振動(dòng)面平行于入射面。在兩個(gè)共軸平行放置的透振方向正

9、交的理想偏振片之間，再等分地插入一個(gè)理想偏振片, TOC o 1-5 h z 若入射到該系統(tǒng)的平行自然光強(qiáng)為1,則該系統(tǒng)的透射光強(qiáng)為(C )A. I / 2 B. I / 4 C. I / 8 D. I / 160 0 0 0一束部分偏振光是線偏振光和自然光的混合，它通過(guò)一個(gè)理想偏振片時(shí)，繞光的傳播方 向轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器一周，發(fā)現(xiàn)透過(guò)光強(qiáng)的最大值為最小值的7倍，則該光束中線偏振光和自然光 強(qiáng)之比為(B )(A) 2；(B)3；(C)5；(D)7 .17下列哪一個(gè)是朗伯定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式？ （ A ）A. 1 = 1 oe（1 ）dB. I 二 10e-ACdC. I = f （入）入-4D. T 入二

10、 bm 18清晨日出時(shí)看到太陽(yáng)呈紅色，這是由于（ C ）A. 光的反射B.光的折射C. 光的散射D.光的色散關(guān)于激光器的特性，在下列各種敘述中正確的（D.）功率大，效率高，單色性好功率大，效率高，方向性好，能量集中效率高，能量集中，單色性好，相干性好方向性好，能量集中，單色性好，相干性好全息照相是記錄物光波的（C）頻率分布和相位分布振幅分布和頻率分布振幅分布和相位分布頻率分布、振幅分布和相位分布三、簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述伽利略望遠(yuǎn)鏡與開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡有哪些異同？共同點(diǎn):它們的物鏡和目鏡所組成的復(fù)合光具組的光學(xué)間隔都等于零。二者的橫向放大率B都小于1 （像是縮小的）。4分 不同點(diǎn)：開(kāi)氏的視場(chǎng)較大，而伽氏的視場(chǎng)

11、較小。開(kāi)氏的目鏡物方焦平面上可放叉絲或刻度尺，伽氏則不能。開(kāi)氏的鏡筒較長(zhǎng)，而伽氏的鏡筒較短。開(kāi)氏成倒立的像，而伽氏成正立的像等等。4分簡(jiǎn)述如何檢驗(yàn)一束偏振光是橢圓偏振光。（8分）（1）讓待檢驗(yàn)的光垂直通過(guò)偏振片P1,改變偏振片的透振方向，有消光現(xiàn)象的為線偏 振光，強(qiáng)度無(wú)變化的為自然光或圓偏振光，強(qiáng)度有變化的為部分偏振光或橢圓偏振光 4分（2）讓待檢驗(yàn)的部分偏振光或橢圓偏振光垂直通過(guò)入/4片，并且要求入/4片的光軸方 向與第一步中的偏振片P1產(chǎn)生強(qiáng)度極大或極小的透振方向重合，再在其后平行于P1放置第 二個(gè)偏振片P2，改變偏振片P2的透振方向，有消光現(xiàn)象的為橢圓偏振光，無(wú)消光現(xiàn)象的為 部分偏振光。

12、4分簡(jiǎn)述如何由一束自然光獲取圓偏振光。（8分）（1）讓一束自然光垂直通過(guò)偏振片P,使其變?yōu)榫€偏振光。3分（2）讓得到的線偏振光垂直通過(guò)入/4片，并且要求線偏振光的偏振方向與入/4片的光軸方向成450的夾角，則出射光即為圓偏振光。5分 四、計(jì)算題：1.波長(zhǎng)為500 nm的綠光投射在間距d為0.022 cm的雙縫上,在距離180 cm處的光屏上形 成干涉條紋，求兩個(gè)亮條紋之間的距離.若改用波長(zhǎng)為700 nm的紅光投射到此雙縫上， 兩個(gè)亮條紋之間的距離又為多少?算出這兩種光第2級(jí)亮紋位置的距離. TOC o 1-5 h z .r HYPERLINK l bookmark6 o Current Doc

13、ument .Ay 二 y - y 二-o 九 j+ij dr 180二卡九二x 500 x 10-7 u 0.409cm HYPERLINK l bookmark10 o Current Document d0.022r 180A y.=了 “ 戀x 700 x 10-7 u 0-573cmr又.y二j芳九,j二2d QCAy 二 jt (九一九)二 2 xx (700 - 500) x 10-7 二 0.327cmd 2 i 0.022波長(zhǎng)九=6000 A的單色光垂直入射到一光柵上，第二、第三級(jí)明條紋分別出現(xiàn)在 sin p二0.20與sin p二0.30處，第四級(jí)缺級(jí)。求：（1）光柵常數(shù)；

14、（2）光柵上狹縫的最小寬度；（3）在90P -90范圍內(nèi)，實(shí)際呈現(xiàn)的全部級(jí)數(shù)。（8分）解：(1)由d sinp = k九式對(duì)應(yīng)于sinp = 0.20與sinp = 0.30處滿足:120.20d = 2 x 6000 x 10-10,0.30d = 3 x 6000 x 10-10, TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 得d = 6.0 x 10-6 m。2 分(2)因第四級(jí)缺級(jí)，故此須同時(shí)滿足d=4b1分 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 解得 b = = 1.5

15、x 10-6 m。2 分4由d sin 由d sin p = k九得:d sin pk = TOC o 1-5 h z 兀, r當(dāng)P = k，對(duì)應(yīng)k = k2max2分d6.0 x10 -62分k = 10max 九6000 x 10-10因4， 土 8缺級(jí)，所以在-90p2E否。k k激光器的基本組成部分有29全息照相分為：全息記錄和波前再現(xiàn)兩步，每一步的光學(xué)原理分別是: 。30.全息圖的衍射場(chǎng)中有三列光波，它們是物光波的再現(xiàn)光波(+1級(jí)波)、物光波的共軛波(-1級(jí)波)、照直前講的照明光波(0級(jí)波)。二、選擇題(共12分)用邁克耳遜干涉儀觀察單色光的干涉，當(dāng)反射鏡M2移動(dòng)0.1mm時(shí)，瞄準(zhǔn)點(diǎn)的干涉條紋移過(guò)了 400條，那么所用波長(zhǎng)為(A)* 2 3 4500nmB. 498.7nmC. 250nmD.三個(gè)數(shù)據(jù)都不對(duì)2用折射率為1.58的極薄云母片覆蓋在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中的一個(gè)縫上,發(fā)現(xiàn)屏上的干涉 條紋移動(dòng)了 7個(gè)條紋，已知光波長(zhǎng)為550nm，則云母片的厚度為：(A)6.64X 10-3mm，(B) 6.64X 10-5mm， (C) 5.64X 10-3mm， (D) 5.64X 10-5