光学试卷3、4+答案

1、光学期末考试试卷（3）一、填空（共20分，每空2分）1、在空气中频率为5X1014Hz的单色光，进入某种透明介质后波长变为400nm,则此介质的折射率为，光在介质内的传播速度为。2、设计一架5倍的望远镜，已有一块焦距为50cm的凸透镜作为物镜，当制成开普勒型望远镜时目镜的焦距为cm，镜筒长为cm。3、凹球面镜的曲率半径r=24厘米，它的焦距f=厘米，若有一小物体放在曲率中心处，其像成在。4、当用曲率半径不等的一双凸薄透镜在空气中对一实物成像。若先后使透镜两面向物（物距不变），两次成像大小，位置（变或不变）。5、尼科耳棱镜是产生一束光振动方向位于主截面的光的器件。6、对于一定的金属,入射光有一极

2、限频率u,当入射光频率_（低或高）于这个频率时，不论光强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生。二、选择题（每题3分）1、由凸面镜构成的像相对于物通常是（）A、倒立虚象B、倒立实象C、缩小的正立虚象D、放大的虚象2、显微镜由焦距为30mm的物镜和焦距为5mm的目镜构成，镜筒的有效长度为0.2m，则该显微镜的放大本领为（）A、333B、286C、185D、1203、对应于口/2位相差的光程差是（）A、入B、入/2C、入/4D、2入4、在弗朗和费单缝衍射中，如果使缝宽b增大，则中央明纹的宽度将（）A.变窄B.变宽C.不变D.和缝宽相等5、波长为入的单色光垂直投射于缝宽为b，总缝数为N，光栅常数为d

3、的光栅上，其光栅方程为（）A、bsin0二kKB、Q-b）sin9=k九C、dsin0=j九D、Ndsin0=j九6、以平行单色光从上向下投射于牛顿环装置，并从上向下观察，观察到有许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点为（）A、接触点是明的，明暗条纹是等距离的同心圆环B、接触点是明的，明暗条纹是不等距离的同心圆环C、接触点是暗的，明暗条纹是等距离的同心圆环D、接触点是暗的，明暗条纹是不等距离的同心圆环7、杨氏实验装置中，两狭缝的间距为0.10cm，在80.0cm远的屏幕上出现亮纹的间距为0.048cm，则照亮狭缝的光波波长应为（）A、400nmB、500nmC、600nmD、700nm8、有两

4、列频率相同的光波在空间相遇叠加后，若产生干涉，应具备的条件是（）。A、两光波的光矢量在相遇点有固定的位相差B、两光波的光矢量在相遇点振动方向相同C、两光波光矢量在相遇点有固定的位相差，且沿同一方向振动D、两光波有相同的传播方向9、一束自然光射向空气与玻璃的交界面（空气折射率1）,若入射角为60时，反射光为线偏振光，则此玻璃的折射率为（）。A、B、C、13D、訂322310、某光束通过四分之一波晶片后，一定能变为平面偏振光，这束光是（）。A、平面偏振光B、圆偏振光C、椭圆偏振光D、部分偏振光11、爱因斯坦的光电效应方程为hv=mu2+W，该方程是根据哪一个假设导出2的？（）A、光的波动性hB、电

5、子的波长为九=，式中P为电子的动量PC、当电子在两轨道之间跃迁时，发射光D、电子吸收能量为E二hv的光子12、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚度为d的透明介质片。放入后，两光束的光程差改变量为（）A、2（n-1）dB、2ndC、ndD、（n-1）d三、作图题（每题4分）1、已知薄透镜的两个焦点F与F，及物P的位置，求像的位置H2、已知凹面镜的焦点F以及物AB的位置，求像的位置与大小。、已知一薄透镜系统中S，是S的像，求薄透镜的位置和两个焦点，该薄透镜是发散透镜还是会聚透镜？S*四、计算题1、（10分）有一光阑孔径为2.5cm，位于透镜前1.5cm，透镜焦距为3cm，孔径4cm

6、，物位于光阑前6cm处，试求：（1）、光阑和透镜哪一个是有效光阑；（2）、入射光瞳和出射光瞳的位置和大小；（3）、像的位置。2、（10分）线偏振光垂直入射到一块光轴平行于表面的方解石晶片上，光的振动面和主截面成30。角，（1）试问透射出来的两束线偏振光的相对强度Io/Ie=？（2）用钠光时，如要产生90。的位相差，晶片的最小厚度应为多少？（入=589nm，no=1-658，ne=1-486）3、（12分）以白光正入射在一光栅上，将在衍射角为30o方向上观察到600nm的第二级谱线，若能在该处分辨矗二.005nm的两条光谱线。试求：（1）、光栅常数d；（2）、光栅的缝数；（3）、用这块光栅总共能

7、看到600nm的几条谱线？（第三级谱线缺级）第3页（共页）光学期末考试试卷（4）一、填空（共20分，每空2分）1、显微镜物镜的横向放大率为45倍，目镜的放大率为10倍，则显微镜的放大倍数倍，显微镜目镜焦距为。2、当自然光以57。的布儒斯特角入射到玻璃板上时，反射光为光，折射光为光，此时入射角与折射角之和为。3、波的现象是横波区别于纵波的一个主要特征。4、在光电效应实验中，饱和光电流值与入射光成正比。5、在观察迈克尔逊干涉仪的干涉条纹（同心圆环）时，当增加等效空气膜的厚度,条纹将向_（内或外）移动,当等效空气膜的厚度变化Ad=0.322mm时,中心处圆环变化（吞入或涌出）1024个，则入射波长为

8、。6、将两偏振片布置为起偏器和检偏器，它们的透振方向之间的夹角300，令以强度为I0的自然光正入射起偏器，则透过检偏器的光强为二、选择题（共36分，每题3分）1、浸没在油（n=1.10）中的有机玻璃（n=1.50）的临界角是（）。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，并将一硬币放到箱底，此硬币到水面的视距（像的深度）为（）A、8cmB、12cmC、16cmD、21cm3、两相干光的强度均为I,干涉产生的最大光强为（）A、IB、2IC、3ID、4I4、将波长为入的平行单

9、色光垂直投射于一宽度为b的狭缝，若对应于衍射图样的第一最小位置的衍射角e=30o，试问缝宽b的大小等于（）A、入/2B、入C、2入D、3入5、人眼观察远处物体时，刚好能被眼睛分辨的两物点对瞳孔中心的张角，称为人眼的最小分辨角。若瞳孔直径为D，光在空气中的波长为入，n为人眼玻璃状液的折射率，则人眼的最小分辨角为（）A、1.22B、C、1.22丄D、0.61DDnDD6、圆偏振光通过四分之一波晶片后，出射光为（）。A、平面偏振光B、圆偏振光C、椭圆偏振光D、部分偏振光7、杨氏实验装置中，光源的波长为600nm，两狭缝的间距为2mm，试问在离缝300cm的一光屏上观察到干涉图样的明条纹的间距为（）m

10、m。A、4.5B、0.9C、3.1D、4.18、下述说法不正确的是（）。A、双折射晶体的光轴是晶体内部的特定方向，并不限定某一条直线，光沿着这些特性方向传播时，不发生双折射B、双折射晶体光轴是一条特性直线C、沿着光轴的方向，o光和e光的传播速度相同D、在双折射现象中，遵守折射定律的那条折射光叫做寻常光线9、在杨氏实验中，如果两狭缝的间距加倍，则干涉图样中相邻明条纹的间距（）A、加倍B、为原来的四倍C、为原来的二分之一D、为原来的四分之一10、在天文观测中，为分清远处靠得很近的星体，对望远镜的改进措施是（）A.提高放大本领B.使用直径更大的物镜C.使用焦距更大的物镜D.使用焦距更小的物镜11、如

11、图所示，以波长400760nm的白光照射光栅，在它的衍射光谱中，第二级和第三级发生重迭，试问第二级光谱被重迭部分的光谱范围为（）nm？A、506.7760B、400506.7C、600760D、400600红尸一红紫紫红紫紫红紫紫红尸红J=-2j=-l0j=lj=212、假定S是单色光的点光源，P是屏幕上的给定点，那么此图可能是（）A、菲捏耳衍射的实例B、干涉的实例C、偏振的实例D、夫琅禾费衍射实例三、作图题（每题4分）2、已知薄透镜的两个焦点F与F，及物P的位置，求像的位置A3、画出开普勒天文望远镜观察极远处物体的光路图。四、计算题1、（10分）一架开普勒望远镜，物镜和目镜之间距离为20cm

12、，若该望远镜的放大本领为4，试求物镜和目镜的焦距各是多少？2、（12分）波长为600nm的平行单色光垂直入射到光栅上，观察到第二级明纹出现在sin。2=0.2处，第四级缺级。求：、光栅常数，、光栅缝宽，、最多能看到几级光谱。3、（10分）两块磨光了的玻璃片之间一边放一张厚纸，另一边相互压紧，玻璃片L长10cm，用入=500nm的单色光垂直照射，测得干涉条纹间距为0.5mm，求纸片的厚度。第10页（共页）光学期末考试试卷（3）参考答案一、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、不变；不变5、线偏振光6、低于二、选择题（每题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、作图题（每题4分）3、四、计算题1、（10分）解:（1）因光阑前面没有透镜，故直接比较光阑与透镜对物点的张角2.5/22（3分）u=arctg6=arctg0.208u厶=arctg75=arctg0.267TuUl光阑AB即为有效光阑光阑AB为入射光瞳，位于透镜前1.5厘米处，孔径为2.5厘米。出射光瞳是有效光阑AB通过透镜所成的象：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）即出射光瞳在透镜前3厘米处，孔径为5厘米。象位置的计算：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）、线偏振光在晶体内分为o光和e光,两光的振幅为A=Asin3OoOA=Acos30oe（2分）sin300Y、cos300丿=tg23Oo=i（3分）（2）、晶片产生的相位差为A=学6-n=（2分），要产生90o的相位差，贝V晶九oe2片为四分之一波片，其最小厚度为了九5.98x10-5l二二二8.56x10-5cm（3分）4&-n丿4x（1.658-1.486丿oe3、（12分）解：由光栅方程可知ds

15、in0=j九:光栅常数d认-2X600X1一9二2.4x10-6m（4分）由分辨本领sin02九PPjN0.56002x0.0056X104第10页（共页）由光栅方程dsin0=j九dsin0d2400/=一=+=4九九600考虑到缺级，故在光屏能看到0取j=3（3分）+1,+2级光谱线，共5条。光学期末考试试卷（4）参考答案第15页（共页）一、填空（共20分，每空2分）1、-450倍；2.5cm2、线偏振光；部分偏振光；903、偏振4、强度5、向外移动；波长为628.9nm6、I=0.375I0=3I0/8二、选择题（每题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、作图题（每题4分）四、计算题1、（10分）解：开普勒望远镜是用两个会聚透镜来做的，且物镜的像方焦点和目镜的物方焦点相重合。故由已知条件可得rf+f=L=20cm（3分）M=12（3分）f=16cm2、（12分）解:即f2=4cm（4分）由光栅方程可知