光学期末试卷答案A

1、一、简答题1. （5分） 当光束通过光学性质不均匀的物质时，从侧向却可以看到光，这种现象叫做光的散射。【3分】 光的散射遵循指数规律：，式中：是吸收系数，是散射系数，d是光通过介质的厚度。两者之和称为衰减系数，它表征光通过介质时因介质的吸收和散射的共同作用而使光强减弱的程度。【2分】2. （5分） 光电效应：电子在光的作用下从金属表面发射出来的现象。【3分】 爱因斯坦光电效应方程的表达式：其中：为光电子的最大动能；为光电子逸出金属表面所需的最小能量，称为逸出功；是单个光子的能量。【2分】3. （5分）两光波在同一点产生干涉的条件是：(一)频率相同；【1分】(二)两振动的相位差保持不变；【2分】

2、(三)振动方向相同或相同的振动分量。【2分】4. （10分）解：从主轴上p点发出单心光束，其中一条光线在球面上a点反射，反射光与主轴交于p点。即p为p的像。按符号法则，各有关线段和角度的正负如图所示。s是物距，s是像距。在和中，由余弦定理有：【4分】所以光程为： 对给定的物点，不同的入射点，对应着不同的入射线和反射线，对应着不同的。所以由费马原理可知：当时，取得极值(此处是恒定值)。由，【2分】化简有：，即：对一定的球面和发光点p（s一定），不同的入射点对应有不同的s。即：同一个物点所发出的不同光线经球面反射后不再交于一点。所以在近轴光线条件下，当很小时，故而可得：所以可以得到最终的物像公式为

3、：或者（）【4分】5. （10分）解:方法一：由已知条件得：，则：，所以得：，【5分】故该部分偏振光的偏振度为：【5分】方法二：由于部分偏振光的最大和最小的方位总是相互正交的，故任意方位的光强为与的非相干叠加，即：，由题意知：当时，代入上式，得：，【5分】故该部分偏振光的偏振度为：【5分】二、计算题1. （15分）解：(1)干涉相长的条件为：，(此处使用“+”，用“-”也可以)相邻两条亮条纹的对应的薄膜厚度差为: 对于空气劈n=1,有 条纹间距为：【5分】 (2)当浸入杉木油中后，n=1.52，条纹间距变为：【5分】 (3)浸入油中后，两块玻璃板相接触端，此时n11.45，n2=1.52 ，n

4、3=1.62，有n1<n2<n3，由于无额外(无附加)光程差，因而从暗条纹变成亮条纹。 根据第二步的计算可知，由上面的计算可知，相应的条纹间距变窄，观察者看到条纹向棱边移动。对应第k个条纹，由原来的亮条纹（或暗条纹）变成暗条纹（或亮条纹）。【5分】2.（10分）(1)单缝衍射图样的中央角宽度=2/b=0.052rad=2.98°=2°59【5分】 (2)单缝衍射图样包络下的范围内共有光谱级数由下列式子确定: d/b=3.42式中 d 为光栅的光栅常数.所以看到的级数为3.【5分】 (3)谱线的半角宽度的公式为: d=/ndcos 令cos=1, d=/nd=1.

5、52*10（-5） rad=0.0008°=0°5【5分】3（10分）解：因为， 根据凹面镜的物象公式：，所以：，故【4分】根据放大率公式：，所以：故像在镜前60cm处，像高为25cm。【4分】光路图如下所示：(还可以做一条从中间作对称的反射线，也可以算对)【2分】4. （10分） 解：(1)人眼，这是远视眼。近点时透镜焦距远点时透镜焦距【5分】(2)当时， 所以：(屈光)度（凸透镜）【5分】5.(15分)解：通过晶片时分解出来的o光和e光的振幅分别是：经过第二个尼科耳棱镜出来的振幅为：所以经过第二个尼科耳棱镜出来的光强为：其中：是入射第一个尼科耳棱镜前的入射光光强，是经过第一个棱镜出射的出射光振幅。由题意知凡是未通过第二个尼科耳棱镜的光都是与第二个尼科耳垂直的光，即：又因为：，所以此时：