光学试卷3、4+答案

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二 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-n/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的光栅上，其光栅方程为（ ）A、bA、bsin0=砍B、(d-b)sin0=欣C、dsin0=fk D、Ndsin0=jX6、 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、400nm B、500nm C、600nm D、700nm8、 有两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TOC\o"1-5"\h\z射光为线偏振光，则此玻璃的折射率为（ ）。A、3 B、、，2 C、％・，3 D、"310、 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（ ）。人、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B、 电子的波长为X=—，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=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、2nd C、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P F oF，——• * * 2、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？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，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30o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，疗、658，neT.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△人=0.005顷的两条光谱线。试求：（1）、光栅常数d；（2）、光栅的缝数；（3）、用这块光栅总共能看到600nm的几条谱线？（第三级谱线缺级）

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57o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是=0.322!^时，中心处圆环变化（吞入或涌出）1024个，则入射波长为。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、=sin-1(1.10150)A、=sin-1(1.10150)B、.1.10i— c1.50C、i=tg-1(竺)

c1.10D、i=tg-1(H°)

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、8cm B、12cm C、16cm D、21cmTOC\o"1-5"\h\z3、两相干光的强度均为I，干涉产生的最大光强为（ ）A、IB、2I C、3ID、4I4、 将波长为入的平行单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。=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、1.22—B、— C、1.22立 D、0.61—\o"CurrentDocument"D D nD D6、 圆偏振光通过四分之一波晶片后，出射光为（ ）。人、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（ ）mm。A、4.5 B、0.9 C、3.1D、4.18、下述说法不正确的是（ ）。人、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8、 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。、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、 如图所示，以波长400〜760nm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、506.7〜760 B、400〜506.7 C、600~760D、400~600红户一3红紫紫红紫紫红紫紫红户3红J二Tj=-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 。、夫琅禾费衍射实例

三、作图题（每题4分）1、已知凸面镜的焦点F以及物AB的位置，求像的位置与大小。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，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sin02=0.2处，第四级缺级。求：①、光栅常数，②、光栅缝宽，③、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。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）1、C； 2、A； 3、C;4、A; 5、C； 6、D； 7、C; 8、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:⑴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u=arctg2=arctg0.208 u^=arctg7^=arctg0.267•.•u<uL ..・光阑AB即为有效光阑⑵光阑AB为入射光瞳，位于透镜前四、计算题1、（10分）解:⑴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u=arctg2=arctg0.208 u^=arctg7^=arctg0.267•.•u<uL ..・光阑AB即为有效光阑⑵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：（3分）已知s=-1.5cm f’=3cm 代入sf (—1.5)x3 c = \——=—3cms+f (—1.5)+3（2分）得y'=&y=2x2.5=5cm（2分）即出射光瞳在透镜前3厘米处，孔径为5厘米。⑶象位置的计算：已知s=—7.5cm f'=3cm代入（1分）sf (—7.5)x3u = =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=Asin300OA=Acos300 (2分)—=〜= =tg2300=3（3分）I A2"cos300)=tg2300=3（3分）（2）、晶片产生的相位差为△中=手。广勺）=§（2分），要产生90o的相位差，则晶片为四分之一波片，其最小厚度为7人 5.98x10一5l= \= / \=8.56x10-5cm （3分）4&-n）4x（1.658-1.486）3、（12分）解：①由光栅方程可知 dsin0=认7 jX 2x600x10-9..・光栅常数d=——= — =2.4x10-6m（4分）sin0 0.5X②由分辨本领P=~^x=JNX

N=—

X

N=—

jAX6002x0.005=6x104③由光栅方程dsin0=jX.dsin0q,2400,

j= 〈一=± =4XX600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。一、 填空（共20分，每空2分）1、 -450倍；2.5cm2、 线偏振光；部分偏振光；90°3、 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；21、A；2、B；3、D;4、C;7、B;8、B;9、C；10、B；5、A； 6、A；11、C； 12、D；三、作图题（每题4分）3、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。故由已知条件可得一.一'…fi+f2=L=20如 （3分）（3分）M=—f（3分）J2f1'=16cm 即f2'=4cm （4分）2、（12分）解：①由光栅方程可知 dsin0=认..•光栅常数d..•光栅常数d=sin02以_2X600X10-9=6x10_6m0.2（4分）dA②已知第四级缺级，则 =4b:.缝